Wird die 12-V-Batterie im E-Auto überflüssig?
Doppel-Batterie: Redundante Bordnetze steigern EV-Sicherheit
Ein österreichisches Forschungsprojekt präsentiert neue Bordnetzarchitekturen für Elektrofahrzeuge. Redundanz, moderne Halbleiter und kompakte Wandler erhöhen Effizienz, Sicherheit und Ausfallsicherheit deutlich.
Forscher von SAL und Infineon im Power Lab am SAL in Graz.
Silicon Austria Labs
Das zweijährige Forschungsprojekt REDSEL von Silicon Austria Labs, Infineon Technologies Austria und AVL List wurde erfolgreich abgeschlossen. Im Mittelpunkt stand die Entwicklung einer redundanten Hochvolt- und Niedervolt-Bordnetzarchitektur für Elektrofahrzeuge. Ziel war eine flexible und ausfallsichere Energieversorgung, die perspektivisch sogar den Verzicht auf klassische Niedervoltbatterien ermöglicht.
Aktives Balancing und Multiport-Leistungselektronik
Kern der Lösung ist ein System mit zwei Hochvoltbatterien und aktivem Balancing. Dadurch wird eine gleichmäßige Lastverteilung erreicht und die Betriebssicherheit signifikant erhöht. Ergänzend entwickelten die Partner einen Multiport-Leistungselektronikwandler mit mehreren Eingängen. Ein neuartiges magnetisches Integrationskonzept sorgt dabei für hohe Leistungsdichte bei gleichzeitig reduziertem Bauraum.
Moderne Halbleiter steigern Effizienz
Auf der Hochvoltseite kommen 750-V-Siliziumkarbid-MOSFETs zum Einsatz, während auf der Niedervoltseite erstmals 30-V-Bauelemente eingesetzt werden. Diese bieten gegenüber bisherigen 40-V-Lösungen deutliche Effizienzvorteile. Verbesserte Bordnetzspezifikationen aktueller Elektrofahrzeuge ermöglichen den sicheren Einsatz dieser neuen Komponenten.
Halbleiterschalter ersetzen mechanische Relais
Ein weiterer Innovationsschritt ist die neue Sicherheitsarchitektur für Schaltvorgänge. Mechanische Relais werden durch Halbleiterschalter ersetzt. Das erhöht die Zuverlässigkeit, reduziert Gewicht und spart Bauraum, während gleichzeitig die Betriebssicherheit steigt.
Beitrag zur nächsten Generation der Elektromobilität
Die im Projekt entwickelten Technologien bilden die Grundlage für leichtere, robustere und skalierbare Bordnetzsysteme. Sie unterstützen nicht nur die Weiterentwicklung heutiger Elektrofahrzeuge, sondern auch zukünftige Anwendungen bis hin zum autonomen Fahren.
Kooperation als Innovationsmotor
Das Projekt unterstreicht die Bedeutung enger Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie. Der entwickelte Demonstrator zeigt praxisnah, wie sich neue Bordnetzarchitekturen künftig sicher und effizient in Serienfahrzeuge integrieren lassen.
