Thema: „Verbundvorhaben: LaGaN - Leistungselektronik und anwendungsnaher Betrieb von energieeffizienten Galliumnitrid Leistungshalbleitern in der fahrzeugnahen Energiewandlungskette;
Teilvorhaben: Systementwicklung und Leistungsbaugruppe"

Finanzierung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz

Forschungskennzahl: 03ETE049A

Fördersumme: 971.646,33 €

Laufzeit: 01.06.2024 bis 31.05.2027

Projektleiter: Prof. Dr. Ulf Schümann und Prof. Dr.-Ing. Aylin Bicakci

Koordinator: Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH

Kooperationspartner: Fachhochschule Kiel | Volkswagen AG | Tresky GmbH | Semikron Danfoss GmbH

Kurzfassung: Leitziel des Verbundvorhabens ist, den Einsatz der neuartigen Leistungshalbeiterbauelemente aus Galliumnitrid (GaN) in einer neuen Generation elektrischer Antriebseinheiten für Elektrofahrzeuge zu untersuchen, welche die Vorteile des Halbleiters GaN gewinnbringend für die Bauraum- und Effizienzanforderungen ausnutzt. Gleichzeitig soll bei hohem Integrationsgrad der Elektronik ein fertigungsgerechter Aufbau zur Darstellung wettbewerbsfähiger Kostenziele erreicht werden. Hierzu sollen die erforderlichen System- und Aufbautechnologien so erforscht werden, dass eine Fertigbarkeit in Großserie grundsätzlich möglich ist. Diese Technologien sind heute für Automotive-Anwendungen so nicht verfügbar.

Im Teilvorhaben des FuE-Zentrums werden insbesondere die Möglichkeiten von GaN Halbleitern in leistungselektronischen Modulen untersucht und ein Modulaufbau entwickelt, welcher das volle Potential des schnellen Schaltens der Bauelemente ausnutzen kann. In einem weiteren Arbeitspaket des FUE Zentrums wird die Systementwicklung inklusive Endstufenentwicklung zur Motorintegration bearbeitet. Die Volkswagen AG wird in Ihrem Teilvorhaben das Gesamtsystem für einen Fahrzeugantrieb spezifizieren sowie den Antrieb am Ende testen. Das Teilvorhaben von Tresky beschäftigt sich mit der Entwicklung von Technologien für automatisierte Fertigungsverfahren von GaN-Leistungsmodulen. Im Teilvorhaben von Semikron Danfoss wird gemeinsam mit der FH-Kiel an der Modulentwicklung gearbeitet

Die am Ende des Projektes zur Verfügung stehenden modernen Packaging-Technologien für GaN haben Chance, in drei bis fünf Jahren nach Projektende kommerziell umgesetzt zu werden. Semikron Danfoss erwartet, dass wenn Elektromobilität eine deutliche Marktbeherrschung erreicht, und GaN sich durchsetzen sollte, deutlich größere Umsätze mit den neuartigen Leistungsmodulen erzielt werden. Die Volkswagen Group Innovation transferiert gewonnene Erkenntnisse und Ergebnisse in alle Marken des Konzerns. Die Ergebnisse aus diesem Projekt werden das Unternehmen in die Lage versetzen, den Lösungsansatz über den etablierten Entwicklungsprozess für zukünftige elektrische Antriebe zu verwerten. Die Tresky GmbH erwartet, dass die neu entwickelten Lösungen in ein marktreifes Produkt mit deutlichen Alleinstellungsmerkmalen überführt werden. Das Unternehmen wird sich dadurch von den Bonding-Plattformen anderer am Markt vertretenen Wettbewerbern deutlich abheben. Der Zusammenschluss dieses hoch innovativen, interdisziplinären Projekts wird dem institutionellen Fokuspunkt „Zukunftsfähige Energie“ als einen der Forschungs- und Transferschwerpunkte der Fachhochschule Kiel fördern. Weiterhin wird dieses Projekt den Technologie- und Wissenstransfer in die Wirtschaft stärken. Die Erkenntnisse aus dem Projekt werden in die Lehre der Fachhochschule integriert und ermöglichen so eine optimale Ausbildung zukünftiger Fachkräfte für die Industrie.