Ceramtec, einer der international führenden Hersteller von Technischer Keramik, und das Fraunhofer Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB) in Erlangen arbeiten zusammen, um eine neuartige Lösung zur Kühlung der Leistungselektronik im Antriebsstrang von E-Fahrzeugen zu entwickeln. Der Launchtermin des neuen Produktes ist im Mai.
Warum die Kühlung im Antriebsstrang so wichtig ist
Da Antriebe in Elektrofahrzeugen höchste elektrische Leistungen erbringen müssen, liegt die Herausforderung darin, diese Leistungen auf kleinstem Raum konstant und zuverlässig über längere Zeiträume hinweg regeln zu können. Dabei spielt die Kühlung der Leistungselektronik im Antriebsstrang eine wichtige Rolle.
Ceramtec entwickelt hierbei im Bereich Thermomanagement keramische Kühler mit aufgebrachter Metallisierung, die es ermöglichen die Halbleiterchips direkt auf den Keramikkühler aufzubringen (Chip-on-Heatsink). Im Fokus des gemeinsamen Projekts Fucera steht die Entwicklung eines Moduldesigns, das durch die Nutzung von keramischen Kühlern die SiC-Chips effizient entwärmt und die Chipfläche bestmöglich ausnutzt.
Die vielen Vorteile von Keramik
Hochleistungskeramiken bieten gegenüber herkömmlichen Werkstoffen wie Metallen und Kunststoffen mehrere Vorteile. Sie sind temperaturwechselbeständig, korrosionsfest und chemisch resistent. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch eine besondere thermische Leitfähigkeit und elektrische Isolation sowie Festigkeit und gute tribologische Eigenschaften aus.
Hochleistungskeramik-Lösungen sind somit in der E-Mobilität vielseitig einsetzbar. Besonders für die Entwärmung in der Leistungselektronik, also beispielsweise im Thermo-Management, in Spannungswandlern, der Antriebssteuerung oder der Bremsenergierückgewinnung, bieten keramische Lösungen aufgrund des niedrigen thermischen Widerstandes sowie der gleichzeitigen elektrischen Isolation besondere Vorteile.
Maßgeschneiderte Konzepte für die E-Mobility
Auf Basis der breiten keramischen Werkstoffpalette und der damit einhergehenden Kombinationen an maßgeschneiderten Eigenschaftsprofilen kann Ceramtec auf unterschiedliche Anforderungen in der E-Mobilität eingehen und gemeinsam mit Kunden maßgeschneiderte und innovative Konzepte entwickeln.
„Wir freuen uns, dass wir unsere Expertise in der Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut einbringen können und gleichzeitig einen erstklassigen Forschungs- und Entwicklungspartner an unserer Seite zu haben, um unsere Kompetenzen im E-Mobility-Bereich weiter zu stärken und auszubauen“, sagt Richard Boulter, Geschäftsführer der Industrie-Division bei Ceramtec.
Dr. Christoph F. Bayer, Group Manager beim Fraunhofer Institut in Erlangen: „Innovation ist ein mehrschichtiger Prozess, der den Blick über den rein wissenschaftlichen Tellerrand erfordert. In Ceramtec haben wir hier einen sehr zuverlässigen und erfahrenen Partner aus der Wirtschaft für unser Projekt gefunden, um gemeinsam eine Lösung zu entwickeln, die E-Mobilität weiterbringt.“