Mit vier neuen Serien bietet Schukat electronic ab sofort Sicherungseinsätze für Elektrofahrzeuge von iMaXX an.

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Vier neue Serien mit hohem Schaltvermögen

Mit der Zahl der Elektroautos steigt auch der Bedarf an entsprechenden Traktionsbatterien, die von Herstellern zunächst gelagert und dann in die entsprechenden Märkte transportiert werden müssen. Mithilfe des NovaCarts Charger von MicroNova lassen sich die Batterien in einen sicheren Zustand für den Transport versetzen und Qualitätsverluste bei der Lagerung vermeiden.

Akkus sicher lagern und transportieren

Lithium-Ionen-Zellen in Hochleistungsakkus für Elektrofahrzeuge bieten eine immer höhere Energiedichte. Allerdings werden sie auch anfälliger hinsichtlich der thermischen Stabilität. Berstscheiben sorgen als Emergency Vents für eine kontrollierte Druckentlastung bei Überhitzung und schützen so Passagiere, benachbarte Zellen und Leistungselektronik.

Kontrollierte Druckentlastung

Sowohl aktive als auch passive Symmetrierung sind effektive Methoden, um durch Überwachung und Anpassung des Ladungszustands (SoC) jeder Zelle den SOH (State Of Health) zu verbessern.

Akkuzellen aktiv  symmetrieren

Funktionalität, Komfort und Effizienz sind – insbesondere im Automobilbereich – das technologische Primat der Zeit. Was gestern noch innovative Studie war, ist heute längst Serie, ob Assistenzsysteme, Infotainment oder neue Antriebskonzepte und damit etwa auch das Batteriemanagement.

OEM Supplier

Eine gute Verbindung

Wir sind ein Mobilitäts- und Technologieunternehmen. Wir haben mehr als 152.000 unternehmerisch denkende Mitarbeiter und 346 Produktionsstätten sowie 93 Produktentwicklungs-, Engineering- und Vertriebszentren in 27 Ländern. Wir verfügen über umfassende Erfahrung in den Bereichen Engineering und Gesamtfahrzeugproduktion, sowie über Produktkompetenzen bei Karosserie und Chassis-Herstellung, Außenausstattung, Sitzfertigung, Antriebsstrang, aktive Fahrerassistenzsysteme, Elektronik, Mechatronik, Spiegel, Beleuchtung und Dachsysteme. Magna besitzt darüber hinaus weitreichende Elektronik- und Software-Kompetenz. Unsere Stammaktien werden an der Toronto Stock Exchange (MG) und der New York Stock Exchange (MGA) gehandelt. Weitere Informationen über Magna finden Sie unter www.magna.com.

Magna International (Germany) GmbH  

www.magna.com

hanser-automotive.de

Wie bei einem Gewitter treten auch in der Industrie elektrostatische Entladungen auf: Wenn der Unterschied zwischen den Ladungen zweier Gegenstände groß genug ist, kommt es zu einem schlagartigen Potenzialausgleich. Dieser Überschlag kann elektronische Komponenten zerstören. Auch elektromagnetische Felder, die entstehen, wenn sich elektrische Ströme und Spannungen verändern, können Bauteile beschädigen. Schutzfolien von Schreiner ProTech reduzieren das Risiko: Sie isolieren oder schirmen ab.

ESD- und EMI-Schutzfolien reduzieren  Schäden durch elektrische Spannungen

Die Anforderungen an die Robustheit elektronischer Bauteile gegenüber elektromagnetischen Störungen und einer sicheren Spannungsversorgung werden künftig weiter steigen. Für anspruchsvolle Anwendungen hat Ricoh neue Spannungsregler und Spannungs-Tracker entwickelt.

Stromversorgungs- und EMI-Lösungen für Off-Board-Sensoren und -Module

Je autonomer die Fahrzeuge der Zukunft unterwegs sind, desto stärker ändern sich auch die Anforderungen an den Innenraum. Unter dem Stichwort der Personalisierung werden beispielsweise Unterhaltungselektronik und Reisekomfort immer wichtiger. Im Zentrum der Innenraumgestaltung stehen dabei modernste Lichttechnologien, die mithilfe intelligenter LEDs realisiert werden können. Die Arbeit führender Unternehmen wie Osram Opto Semiconductors spielt bei der Realisierung dieser Anwendungen eine wichtige Rolle.

Fahrerassistenzsysteme / Automatisiertes Fahren

Intelligente Technologie von Osram  lässt Licht dynamisch werden

Kleine Motorantriebe im Automobilbereich erfahren momentan einen Wandel von simplen Anwendungen hin zu smarten Aktuatoren. TDK-Micronas beschreibt exemplarisch den Aufbau von Aktuatoren und Steuerelektronik und zeigt die Vorteile der Verzahnung von Controller, Hardware, Motor und Software auf.

Vollintegrierte Motor-Control-Lösung

Schreiner ProTech, ein Geschäftsbereich der Schreiner Group GmbH & Co. KG mit Sitz in Oberschleißheim bei München sowie Produktionsstandorten in Blauvelt (USA) und Shanghai (China), entwickelt innovative Funktionsteile auf Folienbasis sowie industrielle Kennzeichnungs- und Sicherheitslösungen. Von der Thermotransfer-Beschriftung über die Laserkennzeichnung und RFID-Lösungen bis hin zu Membranen zum Druckausgleich und gedruckter Elektronik: Der zertifizierte Entwicklungspartner und Systemlieferant bietet Lösungen, die helfen, Prozesse zu optimieren, Kosten zu reduzieren und das Leben ein Stück mobiler und sicherer zu machen. Dabei sind alle Lösungen für die Märkte Mobility, Elektronik sowie den Maschinenbau maßgeschneidert auf die Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten.

Schreiner Group GmbH & Co. KG  

www.schreiner-group.de

Antriebsstrang

Antriebe

Batterien

Energiespeicherung

Display im Automobil

Folien

Kunststoff-Halbzeuge

Halbzeuge und Zwischenprodukte

HMI, Bedienelemente, Displays

Kfz-Leuchten, Beleuchtung

Kfz-Systeme

KFZ-Regelsysteme (Motor, Fahrwerk, Komfort, Licht, Getriebe)

Kfz-Sicherheit, aktiv

Kfz-Sicherheit, passiv

KFZ-Zulieferer

Dienstleistungen

Klebstoffe

Chemisches Fügeverfahren

Verbindungstechnik Verfahren

Komfort im Kfz

Labeling

Identtechnik

Fertigungsautomation

Lackieren

Chemisches Bearbeiten (Auftragen)

Oberflächentechnik

LED, SLED, OLED

Optoelektronik

Photonik

RFID Teileidentifikation

Sensoren / Aktoren

Die Automobiltechnologie befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel. So hat sich beispielsweise bei der Fahrzeugbeleuchtung wie Scheinwerfer und Rückleuchten die Lichttechnologie von herkömmlichen Glühbirnen zu LEDs weiterentwickelt. ROHM bietet Lösungen mit Treiber-ICs, die für die Ansteuerung der LEDs erforderlich sind.

LED-Treiber-ICs für vielfältige Automobilanwendungen

Die Zukunft von autonomen Fahrzeugen mit sowohl einer 12V- als auch einer 48V-Batterie steht unmittelbar bevor. Fast alle großen Automobilhersteller haben in den letzten Jahren an der Erprobung solcher Systeme gearbeitet, und es ist mit einer zügigen Implementierung zu rechnen. Experten sehen dies als entscheidenden Schritt auf dem Weg zum vollständig autonomen Fahrzeug.

Stromversorgung (Bordnetze)

Energiemanagement / Ladetechnik

Laderegelung Elektromobilität

Stromversorgung

Energiemanagement

Energieeffizienz

Stromversorgungslösung für 48V/12V-Batteriesysteme

Murata stellt für Automotive-Anwendungen mit 4 V DC einen flachen Keramik-Vielschichtkondensatorvor, der sich durch eine geringe effektive Serieninduktivität (ESL) sowie einen Kapazitätswert von 1,0 µF ±20% auszeichnet.

Flache Chip-MLCCs im 0402-Format

Alps Alpine bietet mit dem „HAPTIC Reactor Heavy Type einen kompakten Vibrationsaktuator, der bei Touch-Anwendungen das taktile Feedback durch starke Vibrationen verbessert.

Vibrationsaktuator für Touch-Anwendungen

Siliziumkarbid  revolutioniert den Antriebsstrang

Halbleiter auf Basis von Siliziumkarbid bieten hohe Effizienz und Kostenvorteile auf Systemebene. Damit eignen sie sich beispielsweise hervorragend für Wechselrichter im Hauptantrieb von Elektrofahrzeugen, wie ROHM zeigt.

Während sich die Automobilindustrie auf den „Zero-Emissions“-Transport zubewegt, werden die Elektrifizierungsprogramme der Autohersteller rasch aufgestockt. Die meisten OEMs planen im Jahr 2025, weltweit große Mengen an batterieelektrischen (BEV) sowie hybriden Elektrofahrzeugen (HEV) ausliefern zu können.

Um die Erwartungen der Käufer hinsichtlich Reichweite, Ladezeit und Leistung zu erfüllen, benötigen diese Elektrofahrzeuge leistungselektronische Systeme, die einen effizienten und effektiven Betrieb bei erhöhten Temperaturen ermöglichen. Das Halbleitermaterial Siliziumkarbid (SiC) hat mit seinen physikalischen Eigenschaften großes Potenzial, die Anforderung solcher Markttrends zu erfüllen. Daher werden vermehrt Leistungshalbleiter basierend auf SiC-Technologien entwickelt. Die Vorbereitungen auf die zu erwartenden, großen Mengen an SiC-Bauteilen laufen bereits auf Hochtouren. ROHM als Marktführer im SiC-Bereich hat bereits Anfang 2018 angekündigt, die Produktionskapazität von SiC-Komponenten bis zum Jahr 2025 auf das Sechzehnfache der heutigen Kapazität zu erhöhen.

Trotz der hohen Preisunterschiede zwischen SiC- und Si-Halbleiterbauteilen macht sich die Integration von SiC auf Systemebene bezahlt. Die Kostenvorteile konnten anhand von diversen Vergleichen mehrfach bewiesen werden. Zusätzlich hat die SiC-Technologie einen Reifegrad erreicht, der dazu geführt hat, dass SiC für Anwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen, wie sie zum Beispiel im Automotive-Sektor benötigt werden, als potenzielle Lösung für Leistungselektroniksysteme zum Einsatz kommt.

Eine der potenziellen Applikationen für SiC ist der Wechselrichter für den Hauptantrieb von Elektrofahrzeugen. Um die Vorteile von SiC sowie den Vergleich zwischen zwei Antriebswechselrichtern (Si gegenüber SiC) aufzuzeigen, wird hier kurz darauf eingegangen.

In dem SiC-basierten Wechselrichter wurde das Gtype-Modul BSM600D12P3G001 von ROHM verwendet. Dieses ist ein Halbbrückenmodul, das die SiC-Trench-Gate-MOSFET-Technologie sowie die SiC-Schottky-Diode (SBD) verwendet. Das Bild oben zeigt zwei Antriebswechselrichter. Der linke Wechselrichter hat eine Bemessungsleistung von 200 Kilowatt und nutzt Leistungsmodule, die auf Si-IGBTs und Si-Fast-Recovery-Dioden (FRDs) basieren. Der rechte Wechselrichter wurde mit den neuentwickelten SiC-Modulen (Gtype) aufgebaut und weist eine Bemessungsleistung von 220 Kilowatt auf. Dank der SiC-MOSFETs und SiC-SBDs konnten ein besseres Konzept der Motorsteuerstrategie, ein effizientes Kühlsystem, eine niederinduktive Stromschienenkonstruktion und ein kompakter Zwischenkreiskondensator erfolgreich implementiert werden. Beide Wechselrichter sind wassergekühlt und beide Ausführungen können mit Batteriesystemen bis zu 800 Volt verwendet werden.

Wie in der Tabelle rechts dargestellt ist, weist der SiC-basierte Wechselrichter einen hohen Wirkungsgrad sowie eine hohe Leistungsdichte auf. Darüber hinaus wird eine Leistungsdifferenz von circa 20 Kilowatt im Vergleich zum IGBT-basierten Antriebswechselrichter erzielt, was mehr Traktion für das Fahrzeug während des Fahrens bedeutet.

Zurzeit ist bei den unterschiedlichen Fahrzeugherstellern zunehmend ein Trend hin zu einer erhöhten Batteriekapazität zu verzeichnen. Dies resultiert aus dem Versuch, die Problematik der Batteriereichweite von Elektrofahrzeugen zu lösen.

Die Antriebstechnik – sowohl der Antriebswechselrichter als auch der Antriebsmotor – verbraucht im Einsatz einen wesentlichen Teil der in der Batterie gespeicherten Energie. Jede Erhöhung des Wirkungsgrads im Antriebstrang würde demnach Vorteile bringen.

Das Diagramm oben zeigt die wirtschaftlichen Vorteile von SiC in Abhängigkeit von der Batteriekapazität im Jahr 2025. Basierend auf der Effizienz der Wechselrichter und dem WLTP-Standardfahrzyklus für Pkw beträgt das mögliche Kapazitätsverbesserungsverhältnis bis zu 5 Prozent. Der 400-Arms-Wechselrichter bietet erst bei Batteriegrößen von mehr als 32 Kilowattstunden einen wirtschaftlichen Nutzen. Da der Markt für SiC im Moment rasant wächst, erwartet man, dass sich die Preise der SiC-MOSFETs den Preisen für Si-IGBTs in naher Zukunft annähern und damit mehr wirtschaftliche Vorteile bringen. Es ist sehr stark davon auszugehen, dass die SiC-Technologie die IGBT-Technologie nicht in allen, aber in vielen Anwendungen verdrängt.

Demzufolge wird durch den Einsatz von SiC im Antriebsstrang bei gleicher Batteriekapazität eine längere Reichweite bzw. erhebliche Reduzierung von Batteriegröße und somit des Batteriegewichts für dieselbe Reichweite erwartet. Auf diese Weise können die Effizienz- und Gewichtsverbesserungen dem Autokäufer einen wirtschaftlichen Vorteil bringen.

Rohm Semiconductor GmbH  

www.rohm.com

Ausgabenartikel

Wirtschaftliche Vorteile von SiC für den Antriebsstrang im Jahr 2025.

Zwei Antriebswechselrichter: IGBT-basiert für 200 Kilowatt Leistung (links) und SiC-basiert für 220 Kilowatt Leistung (rechts).

Name - Hauptartikel

Aly Mashaly ist Director Power Systems bei der ROHM Semiconductor GmbH.

ausgabe 01/2021

ausgabe 08/2020

ausgabe 07/2020

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