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Impulse 12 Elektronik automotive 10 2020 E-Booster in automobilen 48-V-Systemen 48 Vist billiger als Strafe zahlen E-Booster sind elektrische Verdichter und unterstützen Turbolader bei niedrigen Drehzahlen Fahrer schätzen die höhere Beschleunigung aber viel wichtiger sind die Zusatzverdichter für einen geringeren Verbrauch und weniger CO2-Emissionen Mit 48-V-Systemen wächst die Nachfrage doch wie sieht die Zukunft der E-Booster und der darin verbauten Si-MOSFETs aus? Von Ute Häußler E-Booster kommen in Verbrennern und HybridFahrzeugen zum Einsatz Gehört der E-Booster damit bereits zu einer aussterbenden Art? Der E-Booster ist ganz klar eine Übergangstechnologie In modernen Verbrennern oder Hybriden mit 48-V-Systemen aber ist das Bauteil für die Automobilhersteller entscheidend für einen geringen CO2 -Ausstoß laut EUKlimavorgabe und die Anforderungen der Euro-7-Norm Der E-Booster hat daneben auch direkten Kundennutzen ein deutliches Plus an Komfort und Fahrleistung Nachdem 2030 noch 50 Prozent aller Fahrzeuge Verbrenner 25 Prozent Mild-Hybride und die restlichen 25 Prozent auf Plugin-Hybride oder Vollstromer entfallen sollen liegt im E-Booster noch großes Potenzial und viel Raum die Technik weiterzuentwickeln 48-V-Systeme finden gerade ihren Weg aus der Oberklasse in die Mittelklasse und deren Serienfertigung mit hohen Stückzahlen Nahezu alle Hersteller und OEMs setzen in ihren Roadmaps darauf BMW etwa wird ab diesem Jahr den 3er serienmäßig mit 48 Vausliefern Aber auch diese Märkte sollen langfristig mit Vollstromern bedient werden Selbst wenn diese Märkte in eher ferner denn naher Zukunft vollelektrisiert sein sollten E-Booster werden in weitere Bereiche vordringen Kernmarkt wird dann das Transportwesen mit seinen Schwer-LKWs und Baufahrzeugen sein Die EU fordert dort ebenfalls eine CO2 -Reduzierung bis 2030 um 30 Prozent auf Basis des Vecto-Messverfahrens Vehicle Energy Consumption Calculation Tool 48-V-Systeme und E-Booster können in diesem Segment die Leistung weiter erhöhen und helfen die EU-Anforderungen einzuhalten Die 48-V-Technik ist billiger als eine Strafzahlung Gregor Knappik ist Automotiveund Embedded Software-Experte sowie IoT-Sicherheitsspezialist für Kryptographie Datenintegrität und Authentifizierung Knappik hat über 16 Jahre Halbleitererfahrung Nach Stationen bei Philips NXP Atmel und MicroChip arbeitet er bei Avnet Silica Einige Branchenstimmen sehen E-Booster auch in 12-V-Systemen etwa in Kleinwagen Das sehe ich nicht Wenn sie 4 kW zur Verfügung haben und ein E-Booster allein 2 5 kW brauchen würde reicht die Gesamtleistung nicht für die Einführung solcher oder anderer neuer Features wie etwa Active Chassis oder autonomes Fahren Zudem fehlt der Platz Es müsste die gesamte Architektur und Platzverteilung angepasst werden ein Kleinwagen würde ohne nennenswerten Mehrwert nur teurer und enger werden Und auch Dieselantriebe wo E-Booster den größten Nutzen haben wird es aufgrund des schlechten Kosten-Nutzen-Verhältnisses in dieser Klasse eher nicht geben Dann besser reine batteriebetriebene Stadtflitzer mit 48-V-Bordnetz E-Booster arbeiten mit Silizum-MOSFETs Galliumnidrid gewinnt im Auto aber gerade deutlich Marktanteile Würden aus Ihrer Sicht GaN-HEMTs an dieser Stelle Sinn machen? Galliumnidrid wäre für E-Booster theoretisch denkbar ist aber in anderen Automotive-Anwendungen wie DC-DCWandlern oder OBCs On-Board-Charger deutlich besser aufgehoben Bei den mit 50 kHz recht niedrigen Schaltfrequenzen könnte GaN aus E-Boostern nicht mehr viel herausholen was den Aufpreis im Massenmarkt rechtfertigen würde Zurzeit sind Si-MOSFETs hinsichtlich Zuverlässigkeit und Packaging für E-Booster unschlagbar Wo liegen die absehbaren technischen Weiterentwicklungen bei Si-MOSFETs? Si-MOSFETs haben mit Abstand den größten Zuwachs unter den 48-V-Komponenten ihr Anteil hat sich verdreifacht und wir sehen eine sehr hohe Nachfrage Die Halbleiterfirmen investieren derzeit stark in neue Packages |