Neue Bordnetzarchitekturen machen Elektrofahrzeuge zuverlässiger und sicherer
Ein österreichisches Kooperationsprojekt von Silicon Austria Labs, Infineon Technologies Austria und AVL List hat innovative Lösungen für moderne Hochvolt-/Niedervolt-Bordnetze entwickelt. Die Ergebnisse ermöglichen kompaktere, zuverlässigere und fehlertolerantere elektrische Systeme für zukünftige Elektrofahrzeuge.
Nach zweijähriger Laufzeit wurde das Forschungsprojekt REDSEL erfolgreich abgeschlossen. Im Fokus stand die Entwicklung einer redundanten Hochvolt-/Niedervolt-Bordnetzarchitektur, die eine flexible und ausfallsichere Energieversorgung in Elektrofahrzeugen ermöglicht. Durch diesen Ansatz kann langfristig auf die klassische Niedervoltbatterie im Elektroauto verzichtet werden.
„Die entwickelten Technologien schaffen die Grundlage für leichtere und robustere Bordnetzsysteme und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Elektromobilität – bis hin zu zukünftigen autonomen Anwendungen“, erklärt DI Albert Frank, Projektleiter bei Silicon Austria Labs.
Technologische Innovationen für robuste Bordnetzarchitekturen
Kern von REDSEL ist eine redundante Systemarchitektur mit aktivem Balancing zwischen zwei Hochvoltbatterien, die eine gleichmäßige Lastverteilung sicherstellt und die Betriebssicherheit deutlich erhöht. Ergänzt wurde dies durch die Entwicklung eines Leistungselektronikwandlers mit mehreren Eingängen, der dank eines neuartigen magnetischen Integrationskonzepts besonders kompakt, effizient und platzsparend realisiert werden konnte.
Technologisch setzte das Projekt auf modernste Halbleiterlösungen: Auf der Hochvoltseite kamen 750-V-Siliziumkarbid-MOSFETs (CoolSiC™) zum Einsatz, auf der Niedervoltseite erstmals OptiMOS™-7-Bauelemente mit 30 V, die gegenüber bisherigen 40-V-Lösungen signifikante Effizienzvorteile bieten. Verbesserte Bordnetzspezifikationen moderner Elektrofahrzeuge ermöglichten den sicheren Einsatz dieser frühen Entwicklungsmuster.
Darüber hinaus wurde eine neue Sicherheitsarchitektur für Um- und Abschaltfunktionen entwickelt, die mechanische Relais durch Halbleiterschalter ersetzt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit, reduziert Bauraum und Gewicht und erhöht Betriebssicherheit des Systems.
Starke Industrie-Forschung-Kooperation als Erfolgsfaktor
„REDSEL ist ein ausgezeichnetes Beispiel wie neue innovative Systemlösungen durch die Kooperation von wissenschaftlichen und industriellen Partnern entstehen. Der entwickelte Systemdemonstrator zeigt eindrucksvoll, wie neue Bordnetzarchitekturen künftig sicherer und skalierbarer umgesetzt werden können“, betont DI Ernst Katzmaier, Projektleiter bei Infineon Technologies Austria.
Nach zweijähriger Laufzeit wurde das Forschungsprojekt REDSEL erfolgreich abgeschlossen. Im Fokus stand die Entwicklung einer redundanten Hochvolt-/Niedervolt-Bordnetzarchitektur, die eine flexible und ausfallsichere Energieversorgung in Elektrofahrzeugen ermöglicht. Durch diesen Ansatz kann langfristig auf die klassische Niedervoltbatterie im Elektroauto verzichtet werden.
„Die entwickelten Technologien schaffen die Grundlage für leichtere und robustere Bordnetzsysteme und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Elektromobilität – bis hin zu zukünftigen autonomen Anwendungen“, erklärt DI Albert Frank, Projektleiter bei Silicon Austria Labs.
Technologische Innovationen für robuste Bordnetzarchitekturen
Kern von REDSEL ist eine redundante Systemarchitektur mit aktivem Balancing zwischen zwei Hochvoltbatterien, die eine gleichmäßige Lastverteilung sicherstellt und die Betriebssicherheit deutlich erhöht. Ergänzt wurde dies durch die Entwicklung eines Leistungselektronikwandlers mit mehreren Eingängen, der dank eines neuartigen magnetischen Integrationskonzepts besonders kompakt, effizient und platzsparend realisiert werden konnte.
Technologisch setzte das Projekt auf modernste Halbleiterlösungen: Auf der Hochvoltseite kamen 750-V-Siliziumkarbid-MOSFETs (CoolSiC™) zum Einsatz, auf der Niedervoltseite erstmals OptiMOS™-7-Bauelemente mit 30 V, die gegenüber bisherigen 40-V-Lösungen signifikante Effizienzvorteile bieten. Verbesserte Bordnetzspezifikationen moderner Elektrofahrzeuge ermöglichten den sicheren Einsatz dieser frühen Entwicklungsmuster.
Darüber hinaus wurde eine neue Sicherheitsarchitektur für Um- und Abschaltfunktionen entwickelt, die mechanische Relais durch Halbleiterschalter ersetzt. Dies erhöht die Zuverlässigkeit, reduziert Bauraum und Gewicht und erhöht Betriebssicherheit des Systems.
Starke Industrie-Forschung-Kooperation als Erfolgsfaktor
„REDSEL ist ein ausgezeichnetes Beispiel wie neue innovative Systemlösungen durch die Kooperation von wissenschaftlichen und industriellen Partnern entstehen. Der entwickelte Systemdemonstrator zeigt eindrucksvoll, wie neue Bordnetzarchitekturen künftig sicherer und skalierbarer umgesetzt werden können“, betont DI Ernst Katzmaier, Projektleiter bei Infineon Technologies Austria.
