Fraunhofer IZM entwickelt mit EU-Konsortium kompakten Vier-Liter-Lader für E-Autos
Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM entwickelt mit europäischen Partnern einen kompakteren 22-kW-On-Board-Charger für Elektrofahrzeuge. Das geht aus einer Pressemitteilung des Instituts vom 28. April hervor. Das Vorhaben zielt auf eine zentrale Hürde in der Elektromobilität: Ladeelektronik braucht hohe Leistung, darf im Fahrzeug aber kaum Platz beanspruchen. Bidirektionale GaN-Schalter und Leiterplattenintegration sollen diesen Zielkonflikt entschärfen.
GaN-Schalter sollen Ladegerät im Fahrzeug verkleinern
Im EU-Projekt HiPower 5.0 arbeiten europäische Partner an einer neuen Generation von On-Board-Chargern für Elektrofahrzeuge. Im Automotive-Use-Case verantwortet das Fraunhofer IZM die Entwicklung eines 22-kW-Laders mit vier Litern Bauvolumen. Heutige Systeme dieser Leistungsklasse liegen laut Institut bei rund zwölf Litern. Den technischen Kern liefern bidirektionale GaN-Schalter von Infineon. Sie können den Stromfluss in beide Richtungen sperren und übernehmen damit Aufgaben, für die bisher zwei verschaltete Halbleiter nötig waren. Das Fraunhofer IZM bringt dafür seine Erfahrung bei Packaging und Systementwicklung ein. Teile der Elektronik sollen per Embedding direkt in Leiterplatten integriert werden. Dadurch entstehen kürzere elektrische Wege und ein geringerer Platzbedarf im Fahrzeug.
Europäischer Schulterschluss für GaN-Leistungselektronik
Ladeelektronik zählt zu den Bauteilen, an denen sich Effizienz und Kosten von Elektrofahrzeugen spürbar beeinflussen lassen. Laut Fraunhofer IZM verursacht der Verkehrssektor 28 Prozent der Treibhausgasemissionen in der EU. Davon entfallen 80 Prozent auf den Straßenverkehr. Das Vorhaben setzt deshalb an der Frage an, wie leistungsstarke On-Board-Charger kleiner und effizienter ausfallen können. Der technische Hebel liegt in moderner Leistungselektronik: Wide-Bandgap-Halbleiter wie GaN sollen näher an marktfähige Anwendungen kommen. Der gemeinsame Kurs reicht vom Halbleiter bis zum Fahrzeug. Auch die Schifffahrt zählt zu den Anwendungsfeldern.
An dem Vorhaben beteiligen sich Partner aus zehn europäischen Ländern. Neben Fahrzeugherstellern und Zulieferern arbeiten Unternehmen aus der Leistungselektronik mit Hochschulen sowie Forschungseinrichtungen zusammen. Das Projekt ist auf knapp drei Jahre bis Juni 2028 ausgelegt. EU und Mitgliedstaaten stellen dafür 33,7 Millionen Euro bereit. Aus Deutschland kommen 5,74 Millionen Euro vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt sowie 0,12 Millionen Euro vom Freistaat Sachsen.