Schnelle E-Mobile

Elektroautos: Chips von Infineon bringen mehr Kraft in der Batterie

München. Langes Laden, geringe Reichweite: Das erschwert bisher neben den hohen Preisen den Durchbruch der Elektroautos. Nur wenn es gelingt, diese Probleme zu lösen, steigen mehr Menschen auf die umweltfreundlichen Fahrzeuge um. Bisher rollen gerade mal 30.000 der mit Strom betriebenen E-Mobile auf Deutschlands Straßen. Das von Kanzlerin Angela Merkel ausgegebene Ziel von einer Million Stromern bis 2020 ist so kaum zu schaffen.

Doch nun gibt es Hoffnung. Beim Chiphersteller Infineon in München läuft ein Forschungsprojekt: Mit einer neuen Ladetechnik soll zukünftig mehr Energie in die Batterie. Damit man ordentlich „Gas“ geben kann und das Fahrzeug trotzdem nicht gleich wieder an die Steckdose muss.

Der Bund pumpt 3,9 Millionen Euro in das „Luftstrom“ genannte Projekt, das unter der Leitung von Infineon ein Dutzend Partner aus Industrie und Wissenschaft zusammenbringt. Bayern ist dabei. Neben Infineon sind auch der Autohersteller BMW, Siemens sowie das Fraunhofer-Institut für integrierte Systeme in Erlangen im Boot.

Stecker rein, Akku lädt. Das klingt simpel. Doch hinter dem Ladevorgang steckt mehr: Fließt Strom durch einen Schalter, geht immer ein bisschen verloren. Das ist physikalisch bedingt. Für das Elektroauto heißt das: Die Energie beim Laden landet nicht komplett in der Batterie, sondern heizt stattdessen andere Bauteile auf. Die müssen dann aufwendig gekühlt werden, etwa das Ladegerät.

Von Schuhkarton- auf Smartphone-Größe bringen

„Unser Ziel ist, die Verluste um ein Drittel zu senken“, sagt Reiner John, Leiter des Projekts bei Infineon. So landet mehr Energie in der Batterie. Nebeneffekt: Es entsteht weniger Abwärme. Ein Teil des Kühlaufwands entfällt. Die Lüfter werden damit leiser und kompakter. John: „Die Geräte schrumpfen von Schuhkarton- auf Smartphone-Größe.“ Das schafft mehr Freiraum für die Konstrukteure.

Der Schlüssel für weniger Verluste während des Ladens sind sogenannte Leistungsschalter. Sie kommen von Infineon. Die Elektronik-Elemente steuern hohe elektrische Ströme und Spannungen. Dabei kommen im Auto zwei neue Materialien zum Einsatz: Galliumnitrid und Siliziumcarbid. Beide Stoffe besitzen bessere elektrische Eigenschaften als die bisher verwendeten Siliziumchips. Sie weisen geringere Widerstände auf und erreichen hohe Schaltgeschwindigkeiten, die man zum besseren Laden braucht: Mehrere 10.000 Mal pro Sekunde wird der Strom an- und ausgeknipst.

Im Projekt Luftstrom wollen die Forscher nun herausfinden, wie man die wirksameren Schalter im E-Auto einsetzt. „Für uns ist das ein spannendes Projekt“, so John, „es bringt die besten Köpfe zusammen.“

Chips für Elektroautos sind für Infineon ein wichtiges Geschäft. In einem Stromer stecken schon heute knapp 100 Halbleiter, doppelt so viele wie in einem Benziner oder Diesel. Infineon leitet übrigens noch weitere Forschungen in Europa, die E-Autos besser und günstiger machen sollen.


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