In Europa und weltweit werden aktuell Anstrengungen unternommen, um die Luftqualität zu verbessern und die Erderwärmung einzudämmen. Die europäische und globale Automobilindustrie steht daher derzeit vor der Herausforderung, die CO2-Emissionen von Fahrzeugen drastisch zu reduzieren. Mit einem Anteil von etwa 23 Prozent trägt der Verkehr in Europa erheblich zu den Treibhausgasemissionen und der globalen Erwärmung bei. Erschwingliche und effiziente Elektro- und Hybridfahrzeuge eröffnen einen Weg zur Dekarbonisierung des Automobilverkehrs in Europa. Dies kann jedoch nur ein Beitrag von vielen zur Bekämpfung der globalen Erwärmung sein.
Technische Innovation
HiPERFORM befasst sich mit allen Bereichen der Galliumnitrid (GaN) Leistungselektronik (von Basismaterialien bis zu kompletten Subsystemen), mit besonderem Fokus auf einer verbesserten Zuverlässigkeit und Anwendungen mit niedrigerer Spannung, wie etwa 48 V Systeme. Da aktuell weltweit intensiv auf dem Gebiet GaN geforscht wird, sind Investitionen in die Entwicklung neuer GaN-Bauteile der Schlüssel für Innovationen und Patente.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Integration modernster Siliziumkarbid-(SiC)-Komponenten in neue Architekturen, Controller und Anwendungen für hochentwickelte Umrichtersysteme in Hochleistungsantrieben und Testsystemen, um so Energieverluste, Gewicht und Größe moderner Elektroantriebe stark zu reduzieren.
Die wichtigsten Ziele des Projekts lassen sich wie folgt zusammenfassen:
- Langfristige Kostenreduktion für SiC- und GaN-Bauelemente
- Wide-Band-Gap-Schalter mit bis zu 500 kHz und einer Energieeffizienz von bis zu 98 Prozent
- Leistungselektronik-Subsysteme mit 40 Prozent weniger Raumvolumen
Hauptaufgaben von FH JOANNEUM
Aufgrund zahlreicher Projekte und realisierter Prototypen in der Anwendung von Wide-Band-Gap-Schaltern konzentrieren sich die ForscherInnen des Instituts Electronic Engineering auf Use Case 1: “Entwicklung von Konzepten für Testsysteme für elektrische Antriebskomponenten”. Die Leitung des Use Case liegt bei AVL, um eine weitere Anwendung der Ergebnisse in Zukunft sicherzustellen.
Unsere Hauptaufgaben:
- Spezifikation, Entwicklung, Integration und Test der in UC1 zur Steuerung der schnell schaltenden Umrichter erforderlichen ultraschnellen Echtzeit-Hardware
- Schaffung einer Umgebung für die effiziente automatische Generierung von VHDL Code aus Matlab- & Simulink-Modellen und Implementierung auf der dynamischen Steuerungsplattform
- Unterstützung bei der Integration robuster Regelstrategien auf der dynamischen Steuerungsplattform
- Erhebung der Spezifikationen für Hochgeschwindigkeitsmessungen und Implementierung / Integration auf der Steuerungsplattform
Die nächste Generation umweltfreundlicher Fahrzeuge
Die Projektergebnisse werden es den europäischen Herstellern von WBG-basierten Elektrofahrzeugkomponenten, Ladegeräten und Testsystemen ermöglichen, fortschrittlichste Komponenten für die Automobilindustrie zu liefern, um erschwingliche umweltfreundliche Fahrzeuge der nächsten Generation zu entwickeln.
