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E-Antrieb

ZF und Danfoss beginnen Serienprojekt für 800-Volt-Leistungsmodul

| Redakteur: Juliana Pfeiffer

Die Automobilbranche steht vor einem der größten Wandel ihrer Zeit. Mit der Elektrifizierung von Fahrzeugen müssen sich auch die Antriebsstränge weiterentwickeln. Mit ihrer strategischen Partnerschaft gehen ZF und Danfoss einen ersten Schritt in diese Richtung.

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Harald Deiss, Leiter ZF Business Unit Electronic Systems, Jörg Grotendorst, Leiter ZF Division E-Mobility, Kim Fausing, CEO Danfoss Gruppe, Claus A. Petersen, Leiter Danfoss Silicon Power bei der Vertragsunterzeichnung.
Harald Deiss, Leiter ZF Business Unit Electronic Systems, Jörg Grotendorst, Leiter ZF Division E-Mobility, Kim Fausing, CEO Danfoss Gruppe, Claus A. Petersen, Leiter Danfoss Silicon Power bei der Vertragsunterzeichnung.
(Bild: Danfoss)

In Elektro- und Hybridfahrzeugen steuern Leistungsmodule als Kernbestandteil von Leistungselektroniken die effiziente Energieversorgung des Antriebs. Die Entwicklung platzsparender Leistungselektroniken mit effizienten Leistungsmodulen unterstützt die nachhaltige Senkung von CO2-Emissionen aus dem Verkehr. Die beiden Partner ZF und Danfoss planen, den Wirkungsgrad von Leistungsmodulen zu erhöhen. Neben 400-Volt-Standardanwendungen haben beide Unternehmen mit der gemeinsamen Entwicklung eines 800-Volt-Leistungsmoduls für ein Serienprojekt begonnen, um sich an der Spitze dieses Segments zu positionieren. Dieses Projekt soll 2022 in Serie gehen.

Für die Leistungsmodule von Danfoss sollen unter anderem auch die Leistungshalbleiter verwendet werden, die ZF in der vor kurzem verkündeten Zusammenarbeit mit Cree, ein US-amerikanische Hersteller von Siliziumkarbid-Halbleitern, entwickelt.

Warum Siliziumkarbid-Halbleiter für Leistungselektronik verwendet wird

Ein entscheidender Faktor bei Elektroautos ist deren Ladezeit. Anders als bei Benzin- und Dieselfahrzeugen, bei denen der Kraftstoff binnen Minuten an Bord fließt, ist die Ladezeit für Elektroautos deutlich höher. So setzt das von den deutschen Automobilherstellern gemeinsam errichtete Ultraschnelllade-Netz auf Ladeleistungen von bis zu 350 Kilowatt. Damit wäre ein 90-kW-Akku innerhalb von 15 Minuten geladen – theoretisch. Solch hohe Ladeleistungen setzen ein neues Fahrzeug-Bordnetz voraus. Hier etabliert sich mehr und mehr das 800-Volt-Bordnetz als zukünftiger Standard. Für alle Komponenten des Antriebs bedeutet das, sie müssen mit der gegenüber heutigen Lösungen verdoppelten Spannung zurechtkommen.

Somit müssen die Leistungshalbleiter, die den Stromfluss zwischen Motor und Batterie steuern, auf diese doppelte Spannung ausgelegt sein. Vor diesem Hintergrund hat sich ZF dafür entschieden, die nächste Generation der Leistungselektronik auf einem neuen Halbleitermaterial aufzubauen. Statt reinen Siliziums, das bisher verwendet wird, basieren die Leistungshalbleiter im kommenden Jahrzehnt auf Siliziumkarbid (SiC).

Kim Fausing, CEO der Danfoss Gruppe, über die strategische Partnerschaft: „Wir sind stolz auf die Partnerschaft mit ZF, weil wir überzeugt sind, dass diese engere Zusammenarbeit zwischen beiden Unternehmen das Potenzial hat, bei der Entwicklung zukünftiger Antriebsstränge für die Elektrifizierung von Fahrzeugen einen entscheidenden Beitrag zu leisten. Gemeinsam können wir den Wandel im Verkehrssektor beschleunigen.“

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