Halbleiter im Haus: Wie Umrichter vom E-Auto profitieren
Episode 5
Innovative Leistungselektronik -
Warum Frequenzumrichter von Elektroautos profitieren
In der Vergangenheit war die Industrie Treiber für Innovationen in der Leistungselektronik. Heute ist es die Automobilindustrie, die innovative Leistungselektronik vorantreibt. Wie auch die Frequenzumrichter davon profitieren können, erfahren Sie in dieser Episode von Drehmoment – Der Antriebspodcast von Ole Mühlfeld von Danfoss Silicon Power und Norbert Hanigovski von Danfoss Drives.
An der Partnerschaft der beiden Unternehmen schätzt Hanigovski neben der Technologie vor allem die Versorgungssicherheit. Danfoss Silicon Power ist ein unabhängiges Unternehmen und ein wichtiger Zulieferer für unterschiedliche Branchen. Da das Unternehmen chipunabhängig arbeitet, können die Verantwortlichen Kunden vor Lieferengpässen schützen. Davon profitieren auch die Frequenzumrichter.
Stabile Lieferkette für innovative Leistungselektronik
Von Resilienz sprechen in diesen Tagen viele Wirtschaftswissenschaftler und Unternehmensberater. Es ist ein Buzzword der Krise, die Widerstandsfähigkeit der Unternehmen soll beschworen werden. Es geht um solide Finanzen und stabile Supply Chains – gerade auch aus Asien. Nach der Krise könnte das alles anders werden, orakeln manche und neue Lieferketten deuten sich an. Wirklich?
Norbert Hanigovszki von Danfoss Drives war im Frühjahr 2020 entspannt und ist es im Herbst 2020 weiterhin. „Wir haben eine sehr sichere Supply Chain, denn wir kaufen unsere Leistungselektronik bei Danfoss Silicon Power ein.“ Er lacht. Das Danfoss Unternehmen arbeitet chipunabhängig, kann unterschiedliche Chips verbauen und ist damit eine Ausnahmeerscheinung in Europa. „Ich bin immer ein A-Kunden, nie ein C-Kunde“, unterstreicht Hanigovszki – auch wenn seine Industrie nicht mehr der Taktgeber der Technologieentwicklung ist.
Die Leistungselektronik schaltet den Stromfluss ein und aus – vereinfacht ausgedrückt. Darüber hinaus formt sie durch Pulsmuster den Storm und sorgt dafür, dass aus einer Gleichspannung eine Wechselspannung wird. „Die Software von Norbert ist das Gehirn des Frequenzumrichters. Wir sind der Herzmuskel“, unterstreicht Ole Mühlfeld von Danfoss Silicon Power.
Der glückliche Automobilzulieferer
Doch in den stationären Anwendungen wie in den Antrieben in Fabriken liegt nicht die Zukunft der Leistungselektronik von Danfoss Silicon Power. Das muss auch Hanigovszki anerkennen. „Die Automobilindustrie entwickelt sich zu einem wichtigen Kunden“, bestätigt Mühlfeld. Wir sprechen hier von Stückzahlen von über 100.000 Einheiten. „Die Elektrifizierung fordert eine neue Technologie in der Leistungselektronik im Auto.“ Mühlfeld und seine mehr als 100 Kolleginnen und Kollegen in der Entwicklung sind der glückliche Automobilzulieferer. Die sind 2020 selten geworden.
Und die stationären Anwendungen? „Das Wichtigste in der Automobilindustrie ist Zuverlässigkeit. In den Autos haben wir es mit hohen Temperaturen und Vibrationen zu tun. Was Ole und seine Kolleginnen und Kollegen dort entwickeln, davon profitieren auch wir“, ist Hanigovszki überzeugt. Mühlfeld stimmt dem zu: „Wir haben die Kühlungstechnologie Shower-Power aus der Windenergiebranche in die automobile Traktion gebracht und wir werden bald erleben, dass die neuen Entwicklungen aus der Automobilindustrie auch wieder in die stationären Anwendungen einfließen werden.“
Bis zu sieben Prozent mehr Reichweite
Ein Hoffnungsträger: Siliziumkarbid. Der Verbindungshalbleiter verspricht Effizienz und schnellere Schaltungen. Doch Hanigovszki warnt: „Das kann auch schnell den Motor zerstören. Im generatorischen Betrieb spielt die Technologie ihre Vorteile aber voll aus.“ Am Ende müsse man immer schauen, wo man welche Technologie einsetzt. „Die Halbleiter haben hohe Schaltflanken. Das sorgt für Verschiebungsströme, die Schäden verursachen können. Aber wir können diese Halbleiter auch steuern beispielsweise mit einem Widerstand.“
Ein weiterer Parameter ist ihm wichtig: „Die Hersteller der elektrischen Maschinen werden sich auf die neue Technologie einstellen. Entwickler verändern die Designs, um mit den höheren Schaltgeschwindigkeiten arbeiten zu können.“ Auch dort ist die Automobilindustrie Vorreiter. „Die OEMs passen sich an. Treiber ist der Kundenwunsch nach mehr elektrischer Reichweite. Fünf bis sieben Prozent lassen sich mit Siliziumkarbid rausholen.“
