Das Projekt "Teilvorhaben: Kompakte Steuer-und Leistungselektronik (KSLE)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EDC Electronic Design Chemnitz GmbH durchgeführt. Das Ziel des Teilprojekts KSLE besteht in der Demonstration von funktionsfähigen intelligenten Leistungsmodulen für Elektroantriebe, die durch Nutzung einer Modulplattform mit vorgeplanten Lösungsansätzen an spezielle Kundenanforderungen angepasst werden können. Im Sinne einer möglichst optimalen Nutzung von stofflichen Ressourcen und Energie soll dadurch künftig gewährleistet werden, dass der Kunde nur die Komponenten erhält, die er für seine Endanwendung tatsächlich benötigt. Gleichzeitig wird ein hohes Maß an Kompaktheit angestrebt, um eine direkte Integration der Elektronik in den Antrieb zu ermöglichen. Durch die Kombination von Leistungsteil und Signalverarbeitung werden die Anzahl der Modul-Anschlüsse und der Bedarf an externen Bauelementen reduziert. Gleichzeitig wird der Entwicklungsaufwand für den Anwender verringert, da wesentliche Teile der Signalverarbeitung bereits vom Leistungsmodul gestellt werden. Das Projekt gliedert sich in insgesamt drei Arbeitspakete. Zu Beginn wird ein Systemkonzept erarbeitet, auf dessen Grundlage die zu erstellenden Teilschaltungen festgelegt werden. Es entsteht eine Ansteuerelektronik mit kapazitivem Level-Shifter und reduzierter Spannungsfestigkeit. Danach werden zur Ansteuerung des Leistungsteils weitere Technologien von Levelshiftern und Möglichkeiten zur Spannungssteigerung erforscht. Es sind Demonstratoren mit 900 V Spannungsfestigkeit aufzubauen und deren zuverlässiges Arbeiten nachzuweisen.
Das Projekt "Sheacoat: Selbstheilende, elektrische isolationsschichten für Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC) für Automobile" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ElringKlinger AG durchgeführt. Aufgrund ihres hohen elektrischen Wirkungsgrades von etwa 60Prozent und ihrer Treibstoffflexibilität - sie können sowohl mit Wasserstoff als auch mit Kohlenwasserstoffen betrieben werden - besitzen Hochtemperaturbrennstoffzellen (SOFC) ein hohes Potential als Bordstromaggregat (auxiliary power unit (APU)) für Automobile. Jedoch müssen SOFC-Stacks als APU stark wechselnden Bedingungen widerstehen, die ihre Haltbarkeit, Zuverlässigkeit und Lebensdauer beschränken. Die Dichtungen von Stacks, welche typischerweise aus Glaskeramiken bestehen, reagieren am empfindlichsten auf thermische Schwankungen. ElringKlinger hat aus diesem Grund ein alternatives Dichtkonzept entwickelt, bei dem eine plastische, Silber-basierte Legierung und elektrische Isolationsschicht aus einer Keramik zwei aufeinander folgende Zellen verbinden. Die Isolationsschicht muss sowohl bei Betriebstemperatur als auch bei Raumtemperatur elektrisch isolierend sein. Dabei kann es verfrüht zu Schäden in der Keramikschicht kommen, welche im Stack zu einem Leistungsverlust und im schlimmsten Fall zum Totalausfall des Stacks führen. Es muss eine Methode entwickelt werden, die die Spannungsfestigkeit der Isolationsschicht erhöht und ein Versagen verhindert oder zumindest deutlich verzögert.
Das Projekt "Teilvorhaben: Substrate für zuverlässige Hochleistungsmodule" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von curamik electronics GmbH durchgeführt. Für die von der Regierung angestrebte Energiewende ist eine nachhaltige und sichere Energieversorgung essentiel. Dazu müssen die Substrate für den Einsatz in Modulen im Hochspannungsbereich angepasst und optimiert werden. Auf Substratebene werden im Teilvorhaben folgende Vorhabensziele angestrebt: Die Herstellung von AlN-Substraten auf Basis der AMB-Technologie und die Anpassung dieser Substrate an eine planare Aufbau- und Verbindungstechnik. Weiterhin sollen durch den Einsatz neuer, dickerer Keramiken und dickeren Kupferschichten die Substrate hinsichtlich ihres thermischen Widerstands optimiert werden und zeitgleich eine hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich thermomechanischer Belastung, Spannungsfestigkeit und Teilentladungsbeständigkeit aufweisen. Im Rahmen des Teilvorhabens sollen zudem effektive Kühlkonzepte für Module mit höherer Leistungsdichte durch eine integrierte oder modulare Kühlung erforscht werden. Die hergestellten Prototypen werden auf ihre Termperaturwechselbeständigkeit, sowie Teilentladungsbeständigkeit und Spannungsfestigkeit hin untersucht.