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SiC-Powermodul für den Motorsport

Elektronen im Blut

12. März 2021, 14:11 Uhr   |  Ralf Higgelke

Elektronen im Blut
© Marelli

Das Entwicklungsteam des SiC-Moduls im Reinraum von Corbetta.

Statt Benzin haben Motorsportler heute immer öfter Elektronen im Blut. Nun hat Marelli mit der Unterstützung des Fraunhofer IZM ein SiC-Leistungsmodul für elektrische und hybride Traktionsanwendungen im Motorsport auf den Markt gebracht.

Motorsport steht für hohe Geschwindigkeiten, agile und leichte Fahrzeuge, aber auch immer mehr für alternative und umweltfreundliche Rennen. Die Formel E ist bei den Fans genauso beliebt wie die Formel 1. Pionier für Motorsport-Technologien ist Marelli, einer der weltweit führenden Automobilzulieferer. Auf der Rennstrecke setzt er nun aber nicht mehr nur auf Benzin, sondern fördert den elektrischen Antrieb sowie den Einsatz von Siliziumkarbid-Technologien (SiC). Das Fraunhofer IZM wiederum arbeitet schon seit vielen Jahren an der Verbesserung der SiC-Technologien. Zusammen mit Marelli haben die Berliner Forscher nun ein neues Modul entwickelt, das die Bezeichnung EDI (Enhanced Direct-cooling Inverter) trägt.

Das Besondere: Es handelt sich um ein neuartiges strukturelles Design ohne Basisplatte. Dadurch sinkt der thermische Widerstand zwischen den SiC-Komponenten und der Kühlflüssigkeit drastisch. Das Ergebnis ist eine extrem kompakte Leistungsstufe, die den Wirkungsgradvorteil von Siliziumkarbid nutzen kann und in puncto Design mehr Flexibilität beim Packaging und bei den Kühlsystemen zulässt. Im Vergleich zu einem siliziumbasierten Aufbau gleicher Leistung ermöglicht die neue Technologie einen Umwandlungswirkungsgrad von bis zu 99,5 Prozent, reduziert Gewicht und Größe um die Hälfte und besitzt eine um 50 Prozent höhere Wärmeableitung in das Kühlsystem.

In den letzten Jahren hat sich Siliziumkarbid als Technologie der Wahl für Hochtemperatur-Leistungselektronik bewährt. Die Verwendung von SiC-MOSFETs ermöglicht kleinere, leichtere und effizientere Lösungen. Diese Eigenschaften werden noch wichtiger, wenn es um den Motorsport geht, wo Größe, Gewicht und Effizienz wichtige Designfaktoren sind.

Das im Reinraum des Marelli-Werks in Corbetta (Italien) hergestellte EDI-Leistungsmodul hat bereits eine Reihe von Zuverlässigkeitstests für Motorsport-Einsatzprofile durchlaufen. Dabei wurde die Robustheit des Designs bei elektrischen und mechanischen Zuverlässigkeitstests für sehr gut befunden. Mit dem neuen Umrichtermodul kann Marelli nun sein Angebot im Bereich der elektrischen Antriebe sowohl für Motorsport als auch für Straßenfahrzeuganwendungen vervollständigen.

Riccardo De Filippi, Senior Vice President und CEO von Marelli Motorsport, meint: »Als Marelli Motorsport ist es unsere Aufgabe, technologische Fortschritte zu fördern, die vor allem auf der Rennstrecke entscheidend sein können und gleichzeitig Technologien der nächsten Generation auch für die Straßenfahrzeuge von morgen zu ermöglichen.«

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