ReLEEB
Neuartige Leistungselektronik-Komponenten mit hoher Energiedichte und kleinem Bauraum
Motivation
Die Leistungselektronik ist eine Schlüsseltechnologie für die Energieeffizienz. Sie kommt vor allem in Branchen zum Einsatz, in denen Deutschland besondere Stärken hat: etwa in der Automobilindustrie, im Energiesektor und im Maschinen- und Anlagenbau. Innovationen auf Basis neuer Halbleitermaterialien bereiten jetzt den Weg zu Leistungselektroniksystemen der nächsten Generation mit gesteigerter Leistung, Effizienz und Robustheit. Darüber hinaus ermöglichen die neuen Halbleitermaterialien besonders kompakte Bauformen und niedrige Verlustleistungen, wodurch gänzlich neue Anwendungsszenarien erschlossen werden.
Ziele und Vorgehen
Im Projekt sollen robuste, effiziente Leistungselektroniksysteme mit hoher Leistungsdichte und kleinem Bauraum entwickelt werden. Dies soll durch Halbleiter der nächsten Generation mit innovativem Thermomanagement erreicht werden, das auf neuartigen Umhüllmaterialien basiert. Durch deren hohe Wärmeleitfähigkeit und Anpassungsfähigkeit kann die hohe theoretische Anwendungstemperatur der neuen Halbleiter erstmals in einem zusammenhängenden System umgesetzt werden. Es werden Konzepte für Modul- und Komponentenauslegung für entsprechende Leistungselektroniksysteme erarbeitet sowie geeignete Umhüllmaterialien und die dazugehörige Prozesstechnik entwickelt. Der Funktions- und Zuverlässigkeitsnachweis auf Systemebene soll in zwei beispielhaften Systemen – Gleichspannungswandler für E-Mobilität und industrieller Antriebsumrichter – erbracht werden.
Innovationen und Perspektiven
Die Innovation liegt in der Erforschung neuartiger Materialien zur Umhüllung von Leistungselektronik. Die resultierenden Systeme mit deutlich gesteigerter Leistungsfähigkeit und Kompaktheit haben unmittelbare Relevanz für die Herausforderungen der Elektromobilität und zukünftiger Industrie- und Energie-Anlagen.