(Landshut) – Wissenschaftler der Hochschule Landshut wollen im Rahmen eines „Dragen“ genannten Projekts die in Wasserstoffautos verwendeten DCDC-Wandler verbessern. Dabei werden Galliumnitrid-Transistoren (GaN-HEMT) genutzt, um den Wandler besonders leicht und kompakt zu bauen, erklären die Forscher. Zudem erhoffe sich das Team unter Leitung von Alexander Kleimaier „Vorteile bei den Produktionskosten und dem Wirkungsgrad“. Aus der Industrie beteiligt sich Silver Atena aus Landshut an dem Projekt, ein Entwickler von High-Tech-Lösungen im Bereich ausfallsicherer Systeme.
Leistungselektronik als Schlüsseltechnologie
Leistungselektronik werde in der öffentlichen Debatte über moderne Mobilität „meist komplett übersehen“, sagt Alexander Kleimaier. Dabei sei diese bei allen Themen rund um die Energiewende essenziell, seien es nun Elektroautos oder Solar- und Windkraftanlagen. „Wir benötigen Leistungselektronik, um die Energie ins Stromnetz einzuspeisen, um Batterien aufzuladen oder um einen Elektromotor anzusteuern.“
Bei Fahrzeugen mit Brennstoffzellen spiele die Leistungselektronik eine große Rolle, um elektrische Energie umzuformen, zum Beispiel Gleichstrom aus dem Hochvoltbordnetz in Drehstrom für den Elektromotor. Zudem könne die Spannung von Brennstoffzellen je nach Belastung stark variieren.
In den USA entstünden in letzter Zeit „viele hochinnovative Firmen, die verstärkt an der Weiterentwicklung in diesem Bereich forschen“, erklärt Kleimaier. So seien nun Leistungshalbleiter auf dem Vormarsch, die nicht wie bisher auf Silizium, sondern auf Siliziumkarbid oder eben Galliumnitrid basierten. Diese stellten aber deutlich höhere Anforderungen an die Aufbautechnik für die leistungselektronischen Schaltungen. „Um die neuen Leistungshalbleiter darin überhaupt erst einsetzen zu können, sind neue, innovative Aufbautechnologien erforderlich.“
Das Projekt „Dragan – Entwicklung, Aufbau und Test von 3-Level GaN-Leistungselektronikmodulen“ läuft noch bis 2023. Das Bayerische Forschungsprogramm Mobilität Innovative Antriebe finanziert das Vorhaben mit insgesamt 686.900 Euro.
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Versuchsaufbau mit niederinduktiven Leistungsmodulen / © HAW
