Nissan testet ersten Siliciumcarbid-Umrichter

Elektroantrieb

nissan-logo_nceNissan hat die Entwicklung eines Motorumrichters (Inverter) mit Dioden aus Siliciumcarbid (SiC) aufgenommen. Erste Tests an Bord des Brennstoffzellenfahrzeugs X-TRAIL FCV sind bereits in Japan angelaufen.

Das Unternehmen verspricht sich für die Zukunft deutlich kompaktere, leistungsstärkere sowie noch zuverlässigere Inverter, die neben Brennstoffzellenfahrzeugen auch in reinen Elektroautos und Hybridfahrzeugen zum Einsatz kommen können. Dank einer kompakteren und hitzebeständigeren Bauweise erlauben sie künftig größere Freiheiten beim Design und Package.

Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen spielen Inverter neben dem Elektromotor und der Batterie eine zentrale Rolle. Diese Inverter wandeln die Spannungen zwischen der Batterie und dem Elektromotor in beide Richtungen, damit beispielsweise auch beim Bremsvorgang in umgekehrter Richtung die Bremsenergie wieder in die Batterie zurückgespeichert (Rekuperation) werden kann. Die Größe dieser Gleichstrom/Wechselstrom-Konverter hat in der Vergangenheit laut Nissan immer wieder zu Kompromissen bei der Architektur von Elektroautos geführt.

Die nun entwickelten Wandler nutzen zum ersten Mal Siliciumcarbid - eine chemische Verbindung aus Silicium und Kohlenstoff - als Material für die Dioden. Die Diode ist ein elektronisches Bauelement, das beim Anlegen einer Spannung den Strom nur in eine Richtung durchlässt.

Die neuen SiC-Dioden - insgesamt sind im X-TRAIL FCV mehrere Dutzend Chips mit einer Größe von jeweils nur 5 x 5 Millimeter installiert - stellen gegenüber den bisherigen Silicium-Dioden eine höhere Leistungseffizienz sowie einen besseren Hitzeschutz bei insgesamt größerer Zuverlässigkeit in Aussicht. Die Diodenoberfläche des neuen SiC-Inverters ist 70 Prozent kleiner als bislang - bei einer im Vergleich zu früheren Komponenten 20 Prozent höheren Leistung. Aufgrund der geringeren Wärmeabfuhr erlaub das vereinfachte Kühlsystem zudem eine weitere Senkung der Größe und des Gewichts um 15 bis 20 Prozent.

Nissan betrachtet den Inverter neben der Batterie und dem Elektromotor als Schlüsselkomponente beim Bau künftiger Fahrzeuge mit Elektroantrieben. Die Abmessungen des Inverters sollen auch durch den Einsatz von SiC-Dioden im Transistor noch weiter schrumpfen.

(mp/wattgehtab.com)

 


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