Als „Energieschaltzentrale“ spielt moderne Leistungselektronik in nahezu jedem Bereich des täglichen Lebens eine wichtige Rolle. Sie sorgt unter anderem dafür, dass Windräder ihren Strom ins Netz einspeisen, Züge fahren und Kühlschränke effizient arbeiten können. Die Miniaturisierung dieser Systeme wird zu einem Wettbewerbsfaktor, nicht nur in der Elektromobilität, sondern auch in der LED-Beleuchtung oder bei regenerativen Energien. Die Herausforderung liegt einerseits darin, Verlustwärme zu vermeiden, also die Systeme energieeffizienter zu gestalten. Andererseits muss die Leistungselektronik selbst robuster werden, um die hohen Temperaturen in miniaturisierten Baugruppen ohne Schaden zu überstehen. Im Rahmen des Förderprogramms „IKT 2020“ (Informations- und Kommunikationstechnologien) unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung das Forschungsvorhaben „Kompakte Elektronikmodule mit hoher Leistung für Elektromobilität, Antriebs- und Beleuchtungstechnik“, kurz „ProPower“. Innerhalb des Verbundprojektes ist der Edelmetall- und Technologiekonzern Heraeus mit seinen Materialien für die Aufbau- und Verbindungstechnik unverzichtbar. Insgesamt ist Heraeus mit vier unterschiedlichen Business Units der Geschäftsbereiche Heraeus Materials Technology GmbH & Co. KG und der Heraeus Precious Metals GmbH & Co. KG in das Projekt eingebunden. Sie entwickeln und stellen die erforderlichen neuen Materialien her, wie zum Beispiel Silber-Sinterpasten oder Kupfer-Bonddrähte, die eine höhere Zuverlässigkeit und Lebensdauer sicherstellen sollen. „Mit unseren hochwertigen und technologisch führenden Produkten sind wir wichtiger Partner in der Wertschöpfungskette, um bei zukunftsorientierten Produkten wie Elektrofahrzeugen oder LED-Beleuchtungen unseren Beitrag zu leisten“, sagt Dr. Rudolf Eller, Gesamtprojektleiter bei Heraeus und Mitglied des Projektlenkungskreises.

Verbesserte Leistungselektronik für Antriebe und LEDs

Im Projekt ProPower werden die genannten Herausforderungen systematisch angegangen: Die sogenannten Umrichter zwischen Batterie und Motor, für die Antriebstechnik in modernen Elektrofahrzeugen unerlässlich, entsprechen aktuell mit ihrem erforderlichen Einbauraum und ihrer erreichbaren Zuverlässigkeit noch nicht den Anforderungen von Kunden und Herstellern. Ziel des Projekts ist es, die Grundlagen für eine energieeffiziente, miniaturisierte und zuverlässige neue Generation von Leistungselektronik indem auf ineffiziente aktive Kühlung so weit wie möglich verzichtet wird. Auch im Bereich der LED-Beleuchtung ist die notwendige Elektronik bisher nicht komplett in die Leuchtmittel integriert, wodurch solche LED-Leuchten häufig noch mit zusätzlichen Vorschaltgeräten betrieben werden müssen und dementsprechend teuer sind.