trustAE
Transformation der Fahrzeugtechnik durch hochintegrierte Komponenten für robuste, digitalisierte und effiziente Antriebs- und Energiesysteme basierend auf WBG-Technologien
Das Projekt trustAE entwickelt neuartige Lösungen für robustere, intelligentere und nachhaltigere Fahrzeugsysteme durch Effizienzsteigerung und Digitalisierung. Es kombiniert neue Ansätze auf Soft- und Hardwareebene mit fortschrittlicher Betriebsführung der Leistungselektronik. Durch den Einsatz von Digitalen Zwillingen, die durch neuronale Netzwerke und weitere Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) unterstützt werden, gelingt trustAE erstmals eine umfassende Echtzeit-Betriebsführung und die Absicherung der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems Fahrzeug. Dies ermöglicht die vollumfängliche Ausschöpfung des großen Potentials moderner WBG-Leistungshalbleiter.
Aufgrund von parasitären Induktivitäten im Aufbau von Antriebsumrichtern für Elektrofahrzeuge kommt es in einigen Betriebspunnkten während der Schaltvorgänge zu Überschwingern der Spannung an den Leistungstransistoren. Um trotzdem einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, wird nach aktuellem Stand der Technik ein großer Sicherheitsabstand zwischen der HV-Spannung der Traktionsbatterie und der Durchbruchspannung der verwendeten Leistungstransistoren gewählt.
Um eine Verringerung dieses Sicherheitsabstandes zur besseren Ausnutzung der Leistungstransistoren zu erreichen, entwickelt der Lehrstuhl für Energiewandlung eine aktive Gateansteuerung für die im Projekt verwendeten WBG-Leistungsmodule. Diese soll in Kombination mit monolithischen Si-RC-Snubbern, durch eine Verringerung der Überschwinger in kritischen Schaltvorgängen, die Anhebung der Batteriespannung von bisher etwa 800 V auf 1000 V bei einer Durchbruchspannung der Leistungsmodule von 1200 V ermöglichen. Ergänzend wird ein digitaler Zwilling der verwendeten WBG-Leistungstransistoren entwickelt, mit dessen Hilfe in Echtzeit der sichere Arbeitsbereich der verwendeten Leistungsmodule bestimmt wird und in Folge dessen die optimale Gateansteuerung gewählt werden kann. Unter anderem durch diese Maßnahmen wird die Anhebung des Wirkungsgrades des Inverters um 1 % angestrebt.
- Entwicklung einer aktiven Gateansteuerung für SiC MOSFETs
- Elektrothermische Digitale Zwillinge
Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unter der Förderkennung 19I23007J gefördert.
