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Forschungsprojekt 3Top

Niederinduktiver Kondensator für E-Fahrzeuge

14. April 2020, 13:15 Uhr | Hagen Lang

Auf die Anforderungen von 3-Level-Wechselrichter-Topologien zugeschnitten, entwickelte FTCAP extrem niederinduktive Filmkondensatoren. Sie bestehen aus mehreren gewickelten Einzelkondensatoren aus PP mit einer speziellen Zink-Metallisierung.

Hierdurch wird Flexibilität bei der Gehäuseform und hinsichtlich der Anschlüsse gewonnen. Der Kondensator ist direkt mit dem Kühlkörper verbunden, an dem alle Bohrungen und Befestigungen für die Restelektronik angebracht sind. Niedrige Induktivität, modularer Aufbau, Integration von Kühlkörper und DC-Stromschienen waren weitere von FTCAP definierte Anforderungen an den selbst entwickelten und hergestellten Prototyp innerhalb des Forschungsprojekts H3Top. Ihre Realisierung war die Voraussetzung für die Errichtung von kompletten Umrichter-Einheiten, mit denen die Projektpartner umfangreiche Messungen durchführen konnten.

Diese Forschungsergebnisse dienen den Herstellern der anderen Baugruppen, insbesondere der Leistungshalbleiter, als Grundlage zur Weiterentwicklung ihrer Technologien. „Über das Projekt hinaus werden die im Projekt H3Top erarbeiteten Erkenntnisse für weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten genutzt“, so FTCAP-Geschäftsführer André Tausche. „Die Entwicklung im Bereich der Elektromobilität schreitet kontinuierlich voran – und FTCAP wird weiter dazu beitragen.“

„Die Mersen-Division Electrical Power, zu der auch FTCAP gehört, hat in den letzten fünf Jahren bereits mehrere neue Lösungen im Bereich E-Mobilität entwickelt und auf den Markt gebracht“, erläutert André Tausche. „Forschungsprojekte wie H3Top sind ein wichtiger Bestandteil dieser Strategie.“

Eine Besonderheit des im Rahmen von H3Top entwickelten Kondensators ist der eine optimale Wärmeabfuhr gewährleistende, direkt mit den Wickeln vergossene Kühlkörper, wodurch Halbleitermodule direkt auf dem Kühlkörper in unmittelbarer Nähe zum Kondensator angebracht werden können.

Für den Anschluss und die Verteilung der DC-Spannung wurden erstmals flexible Stromschienen verwendet. Auch der sehr dünne (2,4μm) und gleichzeitig spannungsfeste Film ist ein Novum. Das direkte Vergießen des Kondensators in das Umrichtergehäuse ermöglicht einen kompakten Aufbau mit relativ geringem Volumen.