Rutronik Automotive Congress 2019 Top-Referenten sorgten für volles Haus

Bordnetz-Topologien und Leistungselektronik

Einen tiefen Einblick in das neue Elektro-SUV e-tron von Audi gewährte Rainhard Prechler. Der Audi-Entwickler gab zunächst einen Überblick über den Antriebsstrang: Jeweils an Vorder- und Hinterachse sind elektrische Motoren mit ihrer Ansteuerelektronik verbaut. Im Fahrzeugunterboden sitzt das 700 kg schwere, flüssigkeitsgekühlte Li-Ionen-Batteriemodul mit einer Kapazität von 95 kWh. Die Motorleistung liegt insgesamt bei 265 kW Dauerlast und 300 kW in der Spitze. Damit liefern die Motoren ein maximales Drehmoment von 561 bzw. 664 Nm. Dies reicht für eine Beschleunigung von 0 auf 100 km/h in 5,7 s trotz eines Fahrzeuggewichts von 2490 kg. Mit einer Energieaufnahme von 22,6 bis 26,2 kWh auf 100 km beträgt die Reichweite nach WLTP 417 km. Laden lässt sich das Fahrzeug wahlweise mit 11 bis 22 kW AC oder mit 150 kW DC. Der Front-Elektromotor liefert eine Leistung von 125 kW während der Heckmotor auf 140 kW ausgelegt ist. Während der Frontmotor mit einem Kabelquerschnitt von 35 mm2 auskommt, erfordert der Heckmotor 50 mm2.
Aly Mashaly von Rohm Semiconductor zeigte, welches Potential im Antriebsstrang der Umstieg von konventionellen Silizium-IGBTs auf ein Siliziumkarbid-MOSFETs (SiC) birgt. Wenn man im Rahmen eines Hybridumstiegs zwar weiterhin Silizium-IGBTs verwendet, aber die Si-Freilaufdioden durch SiC-Dioden ersetzt, lassen sich etwa 2 kg Gewicht und 30 Prozent beim Bauraum des Kühlkreislaufes sparen. Setzt man auf SiC-MOSFETs und SiC-Dioden dann reduziert sich das Gewicht um weitere 4 kg und der Bauraum des Wechselrichters um weitere 30 Prozent.
Die Absicherung von leistungselektronischen Komponenten mit elektronischen Sicherungen »eFuses« stellte Michael Lütt von STMicroelectronics vor. Die Vorteile von eFuses im Vergleich zu Schmelzsicherungen sind ein flexibleres Timing, eine bessere Kontrolle des Stroms und eine kürzere Ansprechzeit von 100 µs.

Batteriemanagement-Systeme und Diskrete

Eine Lanze für MEMS-Sensoren im Automobil brach Dr. Markus Sonnemann von Bosch. Mittlerweile enthalten moderne Fahrzeuge mehr als 50 MEMS-Sensoren. Die Anwendung erstreckt sich von passiver und aktiver Sicherheit über den Antriebsstrang bis hin zu Komfortfunktionen.
Die Stückzahl-Entwicklung bei Mehrschichtkeramikkondensatoren (MLCCs) im Automobileinsatz zeigte Wasilios Pitharas von Samsung EM auf. Die durchschnittliche Wachstumsrate im Automobil liegt derzeit bei 24 Prozent/Jahr. Besondere Nachfragesteigerungen können Fahrerassistenzsysteme mit einem Plus von 31 Prozent verbuchen. Dabei ist der Trend von höheren Kapazitätswerten in kleineren Bauformen ungebrochen. Im Automotive-Segment spielt die Robustheit bezüglich Temperaturwechsel und mechanischer Beanspruchung (Biegung) eine wesentliche Rolle, genauso wie die ESD-Festigkeit.
Mustafa Dinc von Vishay präsentierte ein Ökosystem für 48-V-Elektromobilitätslösungen. Dabei deckt das Unternehmen den DC/DC-Wandler zwischen 12 und 48 V, den Batterieschutzschalter, das Batteriemanagementsystem und die 48-V-Wechselrichterstufe zum Starter/Generator ab.

»Steer-by-Wire« für autonomes Fahren

Im letzten Vortrag gab Erich Nickel von Schaeffler Paravan einen Ausblick in die Zukunft der aktiven Lenkung. Das Unternehmen beschäftigt sich schon lange mit »Steer-by-Wire«-Systemen, vor allem im Bereich elektrischer Rollstühle. Inzwischen gibt es aber auch einen Geschäftsbereich für Automotive. Treiber sei vor allem das autonome Fahren. Das eigene System »SpaceDrive« umfasst alle Komponenten, die ein Steer-by-Wire-System braucht, von den Stellmotoren der Lenkung über redundante Leitungen, eine zentrale Steuereinheit bis hin zum Lenkradsystem mit haptischer Rückkopplung und einem Not-Batterie-System.