Verbundvorhaben "HELENE" - Hocheffiziente, langlebige und kompakte Leistungselektronik auf GaN-Basis für die Elektromobilität der Zukunft

Die vom Fachgebiet Elektrische Energieversorgungssysteme (EVS) am Kompetenzzentrum für Dezentrale Elektrische Energieversorgungstechnik (KDEE) der Universität Kassel durchgeführten und in diesem Bericht vorgestellten Arbeiten haben einen Beitrag zum Verbundvorhaben „Hocheffiziente, langlebige und kompakte Leistungselektronik auf GaN-Basis für die Elektromobilität der Zukunft“ (HELENE) geleistet. Ziel des Gesamtvorhabens war die Untersuchung der Einsatzfähigkeit und die Bewertung und Demonstration von Gewichts- und Volumenvorteilen sowie die Kostenentwicklung, die sich durch die Nutzung von GaN-Halbleitern in leistungselektronischen Wandlern für die Automobilindustrie ergeben. Die Universität Kassel stellte dabei umfassende Recherchen zu möglichen Topologien an, untersuchte verschiedene Halbleiter bezüglich ihrer Verluste, entwickelte geeignete magnetische Bauelemente und entwickelte Konzepte, wie ein GaN-basierter Konverter kühlungs- und volumenoptimiert aufgebaut werden kann. Die als optimal identifizierte Topologie wurde zunächst in einem Funktionsmuster mit SiC- und Si-Halbleitern validiert und anschließend in einem Demonstrator mit kompletter GaN-Bestückung hinsichtlich Kompaktheit optimiert.