ECPE Demonstrator Projekt »System Integrated Drive for Hybrid Traction«

Ziel des Projekts

© Fraunhofer IISB

Integration eines 50kW E-Antriebs zusammen mit der Leistungselektronik in die Kupplungsglocke eines PKWs

Herausforderungen

  • Kühlmitteltemperaturen bis 115°C
  • Umgebungstemperatur bis 140°C
  • Hohe Ströme (ca. 300A) und Spannungen (ca. 400V)
  • Hohe Vibrations- und Temperaturwechselbelastung
  • Sehr kleiner und zerklüfteter Bauraum
  • Hohe Zuverlässigkeitsanforderungen
  • Perspektiven für eine kostengünstige Fertigbarkeit

Kurzbeschreibung

Im Rahmen des Projekts sollen neue Techniken und Tech­no­­logien erforscht und erprobt werden, die eine Integration von Leistungselektronik in besonders anspruchs­volle Umge­bungen, wie beispielsweise den Antriebsstrang von Hybrid-PKWs, erlauben. Die System­integration von Leistungs­elektronik bringt vor diesem Hintergrund ein Anfor­de­rungs­profil mit sich, das die Auflösung traditioneller Schnitt­stellen zwischen Elektronik und Mechanik sowie das Verlassen ausgetretener Pfade bei Aufbautechniken, Bau­elemente­technologien und Montage­verfahren erfordert. Aufgrund der sehr engen Abhängigkeiten zwischen mecha­ni­scher Konstruktion, Materialauswahl, Entwärmung, Zuver­lässigkeit, EMV-Verhalten, Fertigbarkeit, Testbarkeit und Kosten ist die Systementwicklung nur in einem interdiszipli­nä­ren Entwicklungsteam aus erfahrenen Ingenieuren der Elektro­technik, des Maschinenbaus und der Werkstoff­wissen­­schaften möglich.  Das Fraunhofer-IISB führt als „Competence Center Automotive“ des ECPE European Center for Power Electronics e.V. dieses Projekt im Auftrag der ECPE GmbH durch.

Ergebnisse

Mit Hilfe neuer Ansätze zur 3D-Integration von Leistungs­elektronik in komplexe mechanische Strukturen, mit der Entwicklung neuartige passiver Bau­elemente und Leistungs­module und einem optimierten thermischen Management ist es gelungen, einen Umrichter mit der Rekord-Leistungs­dichte von 75kW/dm3 in den außer­ordentlich anspruchs­vollen Bauraum zu integrieren.  Details der Arbeiten sind ECPE-vertraulich.

Laufzeit

2004 - 2007