System Optimization of SiC Inverters Regarding Efficiency, Cost and Reliability

Die Entwicklung neuer elektrischer Antriebsstränge steht vor der Herausforderung, Effizienz und Leistung zu steigern, während gleichzeitig der Einbauraum und die Systemkosten minimiert werden. Der Übergang von IGBT-Technologie zu SiC-MOSFETs hat die Systemeffizienz erheblich verbessert, bringt jedoch auch höhere Kosten und Zuverlässigkeitsprobleme mit sich. Der Beitrag untersucht die Optimierung von SiC-Invertern hinsichtlich Effizienz, Kosten und Zuverlässigkeit. Dabei wird die Integration von thermischen und Lebensdauersimulationen in den Entwicklungsprozess betont, um eine optimale Systemzuverlässigkeit zu gewährleisten. Die Analyse zeigt, dass die Betriebsstrategie des Inverters und deren Wechselwirkungen mit anderen Komponenten bereits in der Designphase berücksichtigt werden müssen. Zudem wird die Bedeutung der aktiven thermischen Steuerung und deren Einfluss auf die Lebensdauer der Leistungselektronik hervorgehoben. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass optimierte Steuerstrategien zu einer erhöhten Lebensdauer des Leistungselektronikmoduls und leicht reduzierten Systemverlusten führen können. Dies könnte zu einer Verkleinerung des Leistungselektronikmoduls und damit zu einer sofortigen Kostenreduktion des Inverters führen. Die Wechselwirkungen zwischen E-Maschine, Inverter und Betriebsstrategie müssen während der Designphase berücksichtigt werden, um die Anforderungen an hohe Effizienz, minimale Kosten und Kompaktheit bei hoher Systemzuverlässigkeit zu erfüllen.