GaN4EmoBiL präsentiert bidirektionalen DC-Charger für 800-Volt-Systeme
Das Forschungsprojekt GaN4EmoBiL hat einen neuen Ansatz für bidirektionales DC-Laden vorgestellt. Gemeinsam haben das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF und Ambibox ein leistungselektronisches Modul auf Basis von Galliumnitrid entwickelt, das für bidirektionale Ladesysteme der 800-Volt-Klasse ausgelegt ist. Ein entsprechender Demonstrator soll vom 9. bis 11. Juni 2026 auf der PCIM Expo & Conference in Nürnberg gezeigt werden.
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Bidirektionales Laden gewinnt derzeit zunehmend an Bedeutung. Dabei kann die Batterie eines Elektrofahrzeugs nicht nur Strom aufnehmen, sondern diesen später auch wieder abgeben. So lässt sich ein E-Auto beispielsweise als Zwischenspeicher für überschüssigen Solarstrom aus der eigenen Photovoltaikanlage nutzen. Ebenso kann Energie bei Bedarf wieder ins Hausnetz oder perspektivisch auch ins öffentliche Stromnetz zurückgespeist werden. Anwendungsszenarien sind unter anderem Vehicle to Home, kurz V2H, und Vehicle to Grid, also V2G.
Bislang stehen bidirektionale DC-Ladelösungen allerdings noch vor technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen. Viele der am Markt verfügbaren Systeme basieren auf Leistungshalbleitern, die entweder besonders effizient, aber vergleichsweise teuer sind, wie etwa Siliziumkarbid, oder günstiger, dafür aber weniger effizient arbeiten, wie klassische Siliziumbauteile. Genau hier setzt das bereits 2023 gestartete Projekt GaN4EmoBiL an. Ziel ist es, durch den Einsatz alternativer Halbleitermaterialien die Kosten für bidirektionales Laden zu senken und die Technologie damit massentauglicher zu machen.
Im Mittelpunkt steht dabei Galliumnitrid, kurz GaN. Dabei handelt es sich um eine Verbindung aus Gallium und Stickstoff, die in der Leistungselektronik besondere Vorteile bieten kann. Fraunhofer IAF und Ambibox nutzen dieses Material für ein neuartiges Modul, das in bidirektionalen DC-Ladegeräten mit 800 Volt Spannung eingesetzt werden kann. Die verwendeten GaN-Bauelemente gehören zur 1.200-Volt-Klasse und wurden auf einem speziellen isolierenden Substrat integriert.
Der nun angekündigte Demonstrator ist als einphasiges Off-Board-Ladegerät für Elektrofahrzeuge ausgelegt und erreicht eine bidirektionale Leistung von bis zu 3 kW. Nach Angaben von Jun.-Prof. Dr. Stefan Mönch vom Fraunhofer IAF, der das Projekt koordiniert, soll der Demonstrator eine bestehende Lücke zwischen Kosten, Flexibilität, Effizienz und Kompaktheit beim bidirektionalen Laden adressieren.
Anders als ein On-Board-Charger ist das System nicht fest im Fahrzeug verbaut. Der Off-Board-Charger befindet sich außerhalb des E-Autos und übernimmt dort die Umwandlung zwischen Wechselstrom und Gleichstrom. Gegenüber klassischen On-Board-Ladesystemen mit 11 oder 22 kW fällt die Leistung mit 3 kW zwar deutlich geringer aus. Dafür ist der entwickelte Demonstrator mobil einsetzbar, kompakter und leichter. Durch CCS- und Schuko-Stecker lässt er sich zudem flexibel verwenden. Das System kommt auf ein Gesamtvolumen von 8,3 Litern und wiegt inklusive Steckern 5,7 Kilogramm.
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Wichtig ist dabei die Einordnung: Bei dem im Projekt GaN4EmoBiL entwickelten Off-Board-Charger handelt es sich nicht um eine klassische Ladestation, die fest mit dem Stromnetz verbunden ist. Vielmehr ist das System als kompaktes, mobiles Leistungselektronik-Modul zu verstehen, das als eigenständiger Wandler arbeitet. Während bei vielen bisherigen V2G-Lösungen die bidirektionale AC/DC-Wandlung fest in einer DC-Wallbox verbaut ist, wird diese Technik hier in ein mobiles Gerät ausgelagert.
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Kia Venga: Günstiges Leasing-Angebot für Gewerbekunden
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DIGges Ding
<p> <img alt="" src="https://www.flotte.de/files/UserFiles/micra.jpg" style="width: 250px; height: 167px;" /></p> <p> Neuigkeiten für Micra-Kunden: Es gibt Nachschlag in Form von 18 Zusatz-Pferdchen, die dem analog zur Basisversion ebenso großen (1,2 Liter) Dreizylinder per Kompressor eingehaucht werden. Spürbar wird die Zusatzpower des DIG-S – ganz systemuntypisch – indes erst im oberen Drehzahlbereich.<br /> <br /> Der Micra geht unter die Kompressor-Vertreter. Eine Auszeichnung, welche in der Regel deutlich höherwertigen Fahrzeugen zuteil wird. Damit keine Missverständnisse entstehen: Ein Hubraum- und Leistungsmonster wird der japanische Kleinwagen dadurch nicht. Es bleibt bei kleinem Volumen und drei Töpfen, gibt aber einen Haufen Technik mit auf den Weg. Direkteinspritzung beispielsweise ist selbstverständlich – alles im Sinne des Verbrauchs, der gemittelt bei immerhin 4,1 Litern liegen soll, ein anspruchsvolles Ziel. Doch wie funktioniert das? Klar, man kann den Eintonner locker niedertourig fahren, aber dann sind keine Fahrleistungswunder zu erwarten. Macht gar nichts, schließlich kauft man eine satte Portion Prestige – wer kann schon behaupten, einen Kompressor sein Eigen zu nennen? Und der Rest geht völlig in Ordnung.<br /> <br /> Will heißen: Für einen Cityfloh unter vier Längenmetern bietet der Asiate erstaunlich viel Raum, was ihn zur erwachsenen Alternative stempelt – sogar hinten kann man gut auch etwas länger aushalten. Vorn kommen erst gar keine Diskussionen über das Thema "Platzangebot" auf, und die straffen Stühle avancieren außerdem zu angenehmen Begleitern auf größeren Reisen. Darüber hinaus erfreut der Fronttriebler durch sanfte Federungseigenschaften – was will man mehr? Auch Technik-Fans kommen auf ihre Kosten, eine Vielzahl an Sonderausstattungen, auf die selbst manche Businessklasse-Kunden verzichten, können geordert werden. Dazu gehört nicht zuletzt das schlüssellose Schließsystem. Dagegen zählen Features wie die volle Airbag-Ausrüstung und Klimaautomatik selbst hier inzwischen zum absoluten Standard.</p>
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