Elektromobilität Zuverlässigkeit und Lebensdauer von Leistungsmodulen erhöhen

In dem Verbundprojekt "InTeLekt – Integrierte Prüf- und Testumgebung für Leistungselektroniken" arbeiten Automobilzulieferer und Forschungseinrichtungen gemeinsam daran, potenzielle Gefährdungen von Leistungsmodulen schon beim Entwurf dieser Module auszuschließen.

In Elektrofahrzeugen regeln Leistungsmodule die effiziente Energieversorgung des Antriebs, der Batterie und der Bordelektronik. Im Alltagsbetrieb sind diese Leistungsmodule hohen elektrischen und mechanischen Lasten ausgesetzt, die ihre Zuverlässigkeit gefährden und ihre Lebensdauer einschränken können. Im Projekt InTeLekt soll eine neuartige Simulationsumgebung entstehen, die eine schnellere Beurteilung der Zuverlässigkeit und der Lebensdauer von elektronischen Leistungsmodulen ermöglicht. Hierzu werden an bestehenden Leistungsmodulen auftretende Fehler im Laborversuch analysiert, Fehlerursachen abgeleitet und in eine experimentelle und numerische Simulationsumgebung eingearbeitet. Zur Validierung werden die Leistungsmodule anschließend im Hinblick auf ihre Robustheit und Lebensdauer optimiert und in der Anwendung getestet. Durch ein tiefergehendes Verständnis der Fehler- und Ausfallmechanismen von Leistungselektroniken kann künftig bereits in der Bauteilentwicklung die spätere Zuverlässigkeit und Lebensdauer bestimmt werden. Eine durchgehende Testumgebung kann auftretende Phänomene schnell experimentell und numerisch erfassen und hilft damit, Entwicklungszyklen erheblich zu beschleunigen.

Partner im InTeLekt-Projekt, das unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF im Dezember 2013 gestartet ist, sind die Automobilzulieferer Continental, Robert Bosch GmbH, Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG und ZF Friedrichshafen AG, die Ingenieurdienstleister Berner & Mattner Systemtechnik GmbH und Engineers Consulting GmbH sowie das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB und das Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen University. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms "IKT 2020 - Forschung für Innovationen" über drei Jahre mit rund drei Millionen Euro gefördert.