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Schaeffler stellt 800-Volt-Leistungselektronik auf der IAA vor

Außerdem werden eine 3in1-Achse und ein hochintegriertes Thermomanagement gezeigt

Schaeffler präsentiert eine 800-Volt-Leistungselektronik

Stefan Leichsenring Stefan Leichsenring

Von: Stefan Leichsenring

17. Aug. 2021 um 09:11 Uhr

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Der Zulieferer Schaeffler stellt auf der IAA in München (7. bis 12. September) eine neue 800-Volt-Leistungselektronik für E-Achssysteme, eine 3in1-E-Achse und ein hochintegriertes Thermomanagement-System vor.

Die Leistungselektronik ist skalierbar für Leistungen von 180 bis 500 kW Peak-Leistung. Die Topversion (unser Titelbild) ermöglicht Dauerleistungen von bis zu 330 kW und kurzzeitige -Leistungen von bis zu 500 kW – sie ist also für sehr leistungsstarke Modelle gedacht. Zu den Vorteilen gehört, dass nur wenig Bauraum benötigt wird: Die Leistungsdichte erreicht bis zu 70 kW pro Liter.

Leistungselektronik von Schaeffler

Bei der Halbleiter-Materialien setzt Schaeffler statt auf herkömmliches Silicium auf Siliciumcarbid. Diese Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff ist wie Silicium ein Halbleiter, hat aber einen besonders großen Bandabstand (Wide-Bandgap), das heißt, der für die Leitfähigkeit entscheidende energetische Abstand zwischen Valenz- und Leitungsband ist hier groß. Damit wird die Verlustleistung deutlich verringert. Das Schaeffler-System soll in bestimmten Lastbereichen Wirkungsgrade von über 99 Prozent ermöglichen.

Die Leistungselektronik eines Elektroautos wandelt als Inverter die Gleichspannung der Batterie in Dreiphasen-Wechselspannung für den Elektromotor um – und umgekehrt die Wechselspannung aus der E-Maschine in Gleichspannung, wenn das Auto im Rekuperationsmodus ist. Zudem fungiert die Leistungselektronik als Transformator (DCDC-Wandler): Sie verringert die Spannung, wodurch neben dem E-Motor auch andere Komponenten mit Strom aus der Antriebsbatterie versorgt werden können.

Durch die 800-Volt-Spannung sind deutlich höhere Ladegeschwindigkeiten möglich, als bei herkömmlicher 400-Volt-Technik. Daher setzen immer mehr Elektroautos auf die höhere Spannung wie zum Beispiel Porsche Taycan, Hyundai Ioniq 5 und Kia EV6.

Andere 800-Volt-Leistungselektroniken auf SiC-Basis:

Inverter für die E-GMP-Autos von Hyundai und Kia kommt von Vitesco

800-Volt-Technik: ZF bringt Technik aus der Formel E in Serienautos

"3in1-E-Achse": E-Motor, Getriebe und Leistungselektronik

Wie die Leistungselektronik verwendet werden kann, zeigt Schaeffler auf der IAA mit seiner 3in1-E-Achse, die Elektromotor, Getriebe und Leistungselektronik in einem System vereint, wobei auch die Software-Steuerung von Schaeffler programmiert wurde. Die 3in1-E-Achse soll sich vor allem durch Kompaktheit, Effizienz und eine geringe Geräuschentwicklung auszeichnen.

3in1-E-Achse von Schaeffler

Thermomanagement in einem Gehäuse

Auch das Thermomanagement ist wichtig für die Reichweite von Elektroautos. Das System von Schaeffler regelt nicht nur die Temperatur der Batterie, des Elektromotors und der Leistungselektronik, sondern auch die Innenraum-Temperatur. Die zentrale Regeleinheit integriert zwei elektrische Wasserpumpen, die zentrale Elektronikeinheit für die Pumpen und Ventile und eine Kältekreisschnittstelle. Das System braucht außer wenig Energie auch bis zu 60 Prozent weniger Bauraum als nicht integrierte Systeme.

Schaefflers IAA-Neuheiten 2021

Schaeffler verbuchte im Bereich E-Mobilität Aufträge im Wert von 2,1 Milliarden Euro im ersten Halbjahr 2021. Obwohl damit rechnerisch ein Auftragseingang im gesamten Jahr 2021 von über 4 Milliarden denkbar wäre, rechnet Schaeffler für 2022 nur mit einem Auftragseingang von nur 2 bis 3 Milliarden Euro im Bereich E-Mobilität.

Quelle: Schaeffler

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