Silicon Austria Labs : Neue Partner für das Onboard-Charger-Projekt von SAL

Das 2019 gestartete Forschungsprojekt „Tiny Power Box“ des Spitzenforschungszentrums Silicon Austria Labs zeigte, wie viel Optimierungspotential in der Leistungselektronik für E-Fahrzeuge steckt. Die in Graz entwickelten Demonstratoren für Onboard-Charger sind Komponenten, die direkt in Elektroautos eingebaut werden, um die Batterie mit Wechselstrom zu laden. Eine hohe Leistungsdichte bedeutet, dass die „Tiny Power Box“ mit geringer Größe und Gewicht trotzdem hohe Leistung erzielt.

Die Besonderheit des Ladegeräts ist aber nicht nur seine geringe Größe, sondern auch, dass es in der Lage ist, den Strom aus der Batterie via bidirektionalem Laden wieder abzugeben. So können in Zukunft Elektroautos ganz ohne teure Investitionen in Ladeinfrastruktur Haushalte (vehicle-to-home) oder sogar das Stromnetz (vehicle-to-grid) mit Strom speisen. Die Entwicklungen aus diesem Forschungsbereich haben somit nicht nur großes Potenzial für die E-Mobilität, sondern der Charger kann durch bidirektionales Laden auch das Stromnetz der Zukunft entlasten.

Die „Tiny Power Box 2“ soll nun noch kleiner und leistungsstärker werden. Mit einem zum Vorgängermodell mehr als verdoppeltem Projektvolumen von 7 Mio. Euro startet derzeit die dreieinhalb-jährige Fortsetzung des bereits etablieren Forschungsprojekts.

Die erste Generation der „Tiny Power Box“ zeigt bereits, dass es möglich ist, durch gezielte Optimierung die Leistungsdichte des Onboard-Chargers zu erhöhen. Nun möchte SAL mit neuen Partnern aus der Industrie einen Schritt weitergehen: In verschiedenen Demonstratoren mit neuester Halbleitertechnologie werden nochmals verkleinerte und leistungsstärkere Onboard-Charger erprobt.

Neben den bisherigen Partnern Fronius International, Infineon Austria, TDK Electronics und AVL List werden zukünftig drei weitere gemeinsam mit SAL an der Verbesserung der Technologie forschen: Infineon Deutschland, die TU Graz und der italienische Hersteller von Onboard-Chargern Meta System.

"Die erfolgreiche Arbeit des Projektteams wird mit zusätzlichem Know-how der neuen Partner fortgesetzt. Die Erweiterung der Kooperation und das Rekordbudget von 7 Mio. Euro, das ausschließlich in die Forschung fließt, ermöglicht es uns, alle Glieder der Wertschöpfungskette – vom Bauteil bis zum Systemhersteller – abzudecken. Damit sind wir noch näher an der Industrie dran“, so Gerald Murauer, Geschäftsführer von Silicon Austria Labs.

Bereits für die Entwicklung der ersten „Tiny Power Box“ waren Simulationen von großer Bedeutung. Sie ermöglichten es dem SAL-Forschungsteam bereits zu einem frühen Zeitpunkt Optimierungspotential zu erkennen, ohne aufwändige Prototypen in Hardware bauen zu müssen. In der nächsten Phase wird auf diese Erfahrungen aufgebaut.

"Das Projekt ‚Tiny Power Box 2‘ wird uns durch die Ausstattung unserer Demonstratoren mit neuesten Technologien zusätzliche Optimierungsdimensionen eröffnet. Verbunden mit den Erfahrungen aus den Simulations- und Design-Workflows der ersten Phase werden wir einen neuen Prototyp eines Onboard-Chargers präsentieren können, der die zukünftige E-Mobilität nachhaltig beeinflussen wird“, so Christian Mentin, Head of Research Unit Packaging & Multiphysics im Bereich Leistungselektronik bei SAL und Projektleiter „Tiny Power Box 2“.