CryoGaNIC
Projekt CryoGaNIC
Das Projekt CryoGaNIC stellt sich der Frage, wie die Leistungselektronik für das Fliegen in der Zukunft aussieht und hat es sich zum Ziel gesetzt ein neuartiges, hochzuverlässiges GaN-Leistungsmodul zu entwickeln, das beidseitig kryogen gekühlt werden kann und die Anforderungen der zukünftigen Luftfahrt erfüllt.
Dafür entwickelt der Lehrstuhl für Leistungselektronik der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg gemeinsam mit den Projektpartnern TU Chemnitz und Fraunhofer IISB ein innovatives Modulkonzept, das besonders die Zuverlässigkeit der Aufbau- und Verbindungstechnik unter extremen Betriebsbedingungen in den Fokus rückt.
Extrem niedrige Temperaturen stellen die Forschung im Bereich Leistungselektronik vor völlig neue Herausforderungen und erfordern daher die Priorisierung folgender Aspekte:
- Untersuchung des Materialverhaltens: Viele Materialien, die heutzutage eingesetzt werden, wie zum Beispiel Substrate, Lote und Dielektrika, sind bei kryogenen Temperaturen nur unzureichend charakterisiert.
- Untersuchungen zu Ausfallmechanismen bei thermomechanischem Stress und Entwicklung von Gegenmaßnahmen: Große Temperaturwechsel verursachen höhere mechanische Belastungen, weshalb neue Ausfallmechanismen entstehen.
- Entwicklung applikationsnaher Kühlkonzepte: Da sich kryogene Kühlmedien thermophysikalisch stark von Wasser oder Luft unterscheiden, werden leistungsfähigere Kühlarchitekturen benötigt.
- Beherrschung der Isolationsanforderungen: Kryogene Bedingungen erhöhen die Anforderungen an Isolationssysteme vor allem mit dem reduzierten Luftdruck in Reiseflughöhe.
Begleitet wird das Projekt CryoGaNIC von einem Integrationsansatz. Dabei stehen die doppelseitige Kühlung, die Anbindung des elektrischen Zwischenkreises und die Beherrschung hoher Ströme auf Systemebene im Fokus.
bis zum 30.11.2028
TU Chemnitz
Frauenhofer IISB
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE)