Converter für High-Speed E-Motor aus dem Green Tech Valley

Effizienter und damit umweltfreundlicher fährt es sich mit dem neuen High-Speed-Drive, den die Forschungs- und Industriepartner Montanuniversität & Materials Center Leoben, FH Joanneum, Pankl Racing Systems AG, TDK Electronics und Infineon Austria jetzt gemeinsam entwickelt haben. Er arbeitet mit neuesten Energiesparchips aus dem Halbleitermaterial Siliziumkarbid und ist – bei höchster Leistung – nur so klein wie eine Schuhschachtel.
© Infinion

Mehr Effizienz bedeutet weniger CO2

Das kleine High-Speed Wunder bringt Vorteile für Mensch und Umwelt. Bei High-Speed-Drives liegen die Umdrehungen der Motoren bei 120.000 Mal pro Minute, während die übliche Drehzahl bei Elektromotoren im Antriebsstrang bei etwa 30.000 Umdrehungen liegt. Der Umrichter schafft eine dauerhaft hohe Leistungsdichte von bis zu 390 Watt/inch³ gleichbedeutend einer Volumenreduktion um circa 50 Prozent. Zudem kommen für die Energiewandlung Leistungshalbleiter mit Siliziumkarbid zum Einsatz. So wird die Reichweite noch einmal um fünf bis zehn Prozent gesteigert. Dank optimierter Elektrifizierung des Antriebstrangs wird der CO2-Fußabruck reduziert.

3D-Druck erhöht Kühlleistung

Einer der größten Herausforderungen stellte die integrierte Kühlung des Umrichters dar, da die erhöhte Drehzahl eine größere Wärme erzeugt, die wieder abgeführt werden muss. Das neue Kühlmanagement wurde mittels 3D Druck hergestellt. Das Team entwickelte dazu optimierte Architekturen mit neuartigen Strömungskanälen und lamellenartigen Strukturen. Damit wurde eine Steigerung der Kühlleistung um 30 Prozent erzielt.

Insgesamt 4 Jahre lang hat das Valley Konsortium am High-Speed-Drive-Prototyp gearbeitet. 3 Millionen Euro wurden investiert. 2 Patente wurden eingereicht.

Kontakt

Birgit Rader-Brunner
Infineon Technologies Austria AG