Verbundprojekt: Intelligente Leistungselektronik für nachhaltige und sichere Energiewandlung - PowerizeD -

Das übergreifende Ziel von PowerizeD ist die Entwicklung bahnbrechender Technologien für digitalisierte und intelligente Leistungselektronik, die eine nachhaltige und resiliente Energieerzeugung, -übertragung und -anwendung ermöglicht. PowerizeD erhöht den Grad der mechanischen und elektrischen Integration der Steuer-, Treiber- und Schaltfunktionalität in einer Komponente und ermöglicht zum ersten Mal eine gemeinsame Optimierung aller Leistungsschalterfunktionalitäten. Dies erfordert auch neue Herangehensweisen an den Betrieb der in modernen Antriebsumrichtern üblicherweise verwendeten SiC-MOSFETs. Um deren großes Potential vollumfänglich auszuschöpfen, ist eine genaue Kenntnis ihres jeweiligen Betriebszustandes und ihrer Alterung nötig. Damit können hohe Stromdichten erreicht werden, ohne ihre Lebensdauer zu reduzieren. In diesem Teilprojekt sollen dafür digitale Zwillinge erstellt werden, mit denen der betriebsabhängige sichere Arbeitsbereich und die jeweilige Temperatur im Bauelement mit normalen Microcontrollern im System berechnet werden kann, unterstützt durch eine erweiterte Messtechnik im Gatetreiber. Dies ist eine zentrale Grundlage für eine vertrauenswürdige Abschätzung der Restlebensdauer. Außerdem wird eine auf thermischer Spektroskopie beruhende Methode erarbeitet, um sicherheitsrelevante Lötstellen, beispielsweise am Zwischenkreiskondensator, permanent überwachen zu können, um eine beginnende Degradation sicher zu erkennen.