MOSFETs für hocheffiziente BMS

Siliziumkarbid lautet das Zauberwort

29. März 2022, 9:30 Uhr | Kathrin Veigel
Bright Toward MOSFET SiC
SiC-MOSFETs von Bright Toward bieten hohe Spannungsfestigkeit und Schaltfrequenzen - für hocheffiziente Batterie-Management-Systeme.
© Bright Toward

BMS von Elektroautos werden immer kompakter und leistungsfähiger. Deshalb setzt Batterie-Produzent CATL auf SiC-Leistungs-MOSFETs von Toward Relays. Ihr Vorteil: Sie bieten eine höhere Spannungsfestigkeit als Silizium-MOSFETs und ermöglichen so den serienmäßigen Einsatz effizienter Hochvolttechnik.

Elektroautos sind in der Regel mit einer 400-Volt-Systemspannung ausgestattet. Für den Schutz der Batteriesysteme genügten daher bisher reine Silizium-MOSFETs.

Hochklassige E-Autos verfügen inzwischen allerdings schon über Batterie-Management-Systeme, die mit einer Lastspannung von 800 Volt arbeiten. Durch die höhere Spannung verringert sich die Verlustleistung im Kabel und die Ladeleistung beim Schnellladen wird nahezu verdoppelt. 

Anbieter zum Thema

zu Matchmaker+

Voraussetzung sind Siliziumkarbid-MOSFETs

Damit die effiziente Hochvolttechnik auch in Mittelklasse-PKW serienmäßig eingesetzt werden kann, müssen die Voraussetzungen stimmen. Bisher fehlten dafür die passenden Bauelemente, da herkömmliche Silizium-MOSFETs zu hohe Schalt- und Leitungsverluste erzeugen.

Dem taiwanesischen Hersteller Bright Toward ist es durch den Einsatz von Siliziumkarbid gelungen, die Effizienz und Leistungsfähigkeit seiner SMOSFET-Relais deutlich zu steigern. Sie lassen sich daher auch mit Lastspannungen von bis zu 3300 Volt verwenden. Darüber hinaus entwickelt das Unternehmend zurzeit ein SiC-MOSFET mit 6600 Volt Lastspannung für Anwendungen mit noch höheren Spannungen sowie eine Ausführung mit 65 A Laststrom.

In den Batteriepacks verschiedener Hersteller weltweit werden unter anderem die SiC-MOSFETs der Baureihen 53 und 58 von Bright Toward verbaut, die mit Lastspannungen von bis zu 1800 Volt bezziehungsweise 3300 Volt betrieben werden können. Diese MOSFETs gewinnen für Batterie-Management-Systeme in Elektroautos immer mehr an Bedeutung. 

SiC-MOSFETs ermöglichen hocheffiziente Energiesysteme

Siliziumkarbid ermöglicht die deutliche Steigerung der Spannungsfestigkeit und Schaltfrequenz von Leistungshalbleitern, weshalb auf SiC-Basis gefertigte MOSFETs die optimale Basis für noch kompaktere und effizientere Energiesysteme sind.

Halbleiterrelais mit Siliziumkarbid-MOSFET-Ausgang eignen sich aber nicht nur für die Integration in Batterie-Management-Systeme von Elektrofahrzeugen. Sie sind auch geeignet für Anwendungen wie Wechselrichter oder Ladestationen im Außenbereich, da sie auch rauen Umgebungsbedingungen und Temperaturschwankungen zwischen -40 °C und+125 °C standhalten. Falls die Standard-MOSFETs den Anforderungen einer Anwendung nicht genügen, nimmt Bright Toward auch kundenspezifische Anpassungen vor.

Der Hersteller fertigt seine SiC-MOSFETs in Reinräumen der Klasse 1k, die nach ISO 9001 und IATF 16949 zertifiziert sind. Die Bauteile besitzen die UL-Zertifizierung, für die Baureihe 58 liegt zudem die Q101-Zulassung vor.


Das könnte Sie auch interessieren

Verwandte Artikel

WEKA FACHMEDIEN GmbH