Leistungselektronik: Die treibende Kraft hinter EVs

Im Diskurs über Infotainment und Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) lohnt es sich, die grundlegenden Komponenten zu betrachten, die Elektrofahrzeuge (EVs) antreiben. Dabei rückt die Leistungselektronik ins Zentrum, da sie Motorfunktionen steuert, regeneratives Bremsen ermöglicht und für effiziente Ladeprozesse sorgt – sowohl zu Hause als auch unterwegs. Schlüsseltechnologien in diesem Bereich sind isolierte Gate-Bipolartransistoren (IGBTs) und Siliziumkarbid (SiC). Besonders SiC hat sich als unverzichtbare Technologie etabliert, da es Effizienz und Leistung deutlich steigert. Vorreiter wie Tesla treiben diese Entwicklung maßgeblich voran.

Effizienz durch SiC im Antriebsstrang

Eine Betrachtung der Leistungselektronik in EVs beginnt beim Antriebsstrang. Moderne EVs setzen auf Wechselstrommotoren (AC), da diese effizienter arbeiten als Gleichstrommotoren (DC). Der Betrieb von AC-Motoren erfordert Wechselrichter, die Gleichstrom (DC) aus der Batterie in Wechselstrom (AC) umwandeln. Hier kommen SiC-Transistoren ins Spiel:

• Höhere Spannungsfestigkeit und Betrieb bei höheren Frequenzen.
• Weniger Wärmeentwicklung, was kompaktere Designs ermöglicht.
• Gewichtsreduktion und bessere Energieeffizienz, was Reichweite und Kosten optimiert.

Dank dieser Vorteile sind SiC-Transistoren entscheidend für die Zukunft moderner Antriebssysteme.

SiC in Schnellladestationen

Die Vorteile von SiC erstrecken sich auch auf Schnellladestationen. Solche Systeme, die 500-600 kW Gleichstrom aus Wechselstromquellen liefern, benötigen leistungsstarke Gleichrichter. SiC-basierte Lösungen überzeugen durch:

• Kompaktere Bauweise im Vergleich zu Silizium-basierten Alternativen.
• Höhere Energieeffizienz und niedrigere Kosten.

Diese Eigenschaften sind essenziell für den Ausbau der Ladeinfrastruktur, der durch gesellschaftliche und politische Maßnahmen weiter beschleunigt wird.

Wie Soitec und SmartSiC® die Zukunft gestalten

Soitec ist führend in der Produktion von SiC-Substraten, die für Bauteile wie Wechselrichter unverzichtbar sind. Mit der firmeneigenen SmartCut®-Technologie, entwickelt von CEA-Leti in Frankreich, wird eine dünne SiC-Schicht präzise auf ein Substrat übertragen, um Auto SmartSiC® zu schaffen. Diese Innovation:

• Reduziert Produktionskosten und Energieverbrauch.
• Setzt Branchenstandards in der Herstellung von SiC-Komponenten.

Das neue Werk in Bernin, nahe Grenoble, wird jährlich 500.000 SiC-Wafer produzieren. Diese strategische Investition stärkt nicht nur Soitecs Marktposition, sondern ermöglicht Unternehmen wie der Active Business Company, innovative Technologien effizient und zukunftssicher einzusetzen.