Aus dem Inhalt Editorial - ISEA · 2013. 12. 16. · (13,88 ct/kWh, Stand Dez. 2013) und stetig...

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Nachrichten aus dem Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe 15. Dezember 2013, Nr. 2/2013

ISEA Newswww.isea.rwth-aachen.de

Institut für Stromrichter-

technik und Elektrische

Antriebe

LeistungselektronikSpeichersysteme

Elektrische Antriebe

Speichersysteme • Deutschlandweites Monitoring für PV-Hausspeicher Seite 2

EMiLE • Kosten sparen durch Integration Seite 3

HI MS • Forschungseinrichtung bündelt Kompetenzen in der Elektrolytforschung Seite 4

HI-LEVEL • Kompakt dank Hochstromleiterplatten-Technologie Seite 4

Vorgestellt • Die Forschungsgruppe Elektrische Antriebe Seite 5

ISEA/ika-Team gewinnt eCarTec Award

ISEA-Mitarbeiter Christoph Schäper und sein Kollege Sven Ginsberg vom Aachener Institut für Kraftfahrwesen erhielten in München von der Bayerischen Staatsregierung den eCarTec award für die Entwicklung einer crashaktiven Batterie.

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

wieder geht ein ereignisreiches Jahr zu Ende. Das ISEA ist weiter gewachsen, die Bedeutung unserer Forschungsthemen nimmt stetig zu. Die Zahl der Elektrofahr-zeuge steigt, und in Deutschland wird der Strom inzwischen zu mehr als 25 Prozent erneuerbar erzeugt. Dabei gilt in allen Fällen: „Leistungselektronik, Antriebe und Speicher inside“. Wir freuen uns, wenn wir mit unserer Arbeit einen Beitrag zu besseren Produkten und einer nachhal-tigen Gestaltung unserer Zukunft leisten können. Das wird uns auch im kommenden Jahr Motivation und Ansporn sein.

Herzliche Grüße,Dirk Uwe Sauer

Editorial

Seite 2

Aus dem Inhalt

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Antriebe ISEA Newswww.isea.rwth-aachen.de

Speichersysteme I Deutschlandweites Monitoring für PV-Hausspeicher

Speichersysteme I ISEA/ika-Team gewinnt eCarTec Award

Der Besuch der eCarTec, der Leitmesse für Elektromobilität in München, war für ISEA-Mitarbeiter Christoph Schäper in diesem Jahr mit besonderer Spannung verbunden. War doch das Projektteam Energiespeicher des

Forschungsprojekts e performance (s. ISEA News 1/2013) für den Bayerischen Staatspreis für Elektromobilität, den eCarTec-Award, nominiert. Dieser mit insgesamt 60.000 Euro dotierte Preis wird vom Bayerischen Staatsmi-nisterium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie jährlich in sieben Kategorien verliehen. Für Christoph Schäper und seinen Kollegen Sven Ginsberg vom Aachener Institut für Kraftfahrwesen (ika) hat sich die Reise nach München gelohnt: Sie konnten die hohe Auszeichnung entgegennehmen.

Im Verlauf der feierlichen Abendveranstaltung betonte Dr. Christian Cornelissen vom VDE Prüf- und Zertifizierungsinstitut als Laudator,

dem Entwicklerteam sei es mit seinem Projekt gelungen, Funktionalität, Systemintegration und Sicherheit „unter einen Hut“ zu bringen.

In der Umsetzung der von den Karosserieex-perten des ika erdachten Idee einer crashak-tiven Batterie in ein reales System sieht die Jury, so heißt es in der Begründung, ein gut durch-dachtes und zukunftweisendes Batteriekon-zept. Überzeugen konnte das Team vor allem durch eine lückenlose thematische Tiefe in allen Themen der Systementwicklung, von der Elektronikentwicklung über Algorithmenent-wicklung, Alterungsuntersuchungen, System-aufbau und Kühlung bis hin zu komplexen strukturellen Betrachtungen.

Eine der drängendsten Problemstellungen bei der Versorgung mit erneuerbar erzeugtem Strom ist die zeitliche Ungleichheit von Erzeu-gung und Verbrauch. Überdies führt die hohe Gleichzeitigkeit der meist dezentralen PV-Erzeu-gung zunehmend zu Überlastungen im Verteil-netz. Der Ausbau der Netze kann solche Prob-leme nur teilweise beheben, die Notwendigkeit des zeitlichen Abgleichs bleibt bestehen. Abhilfe bieten hier Stromspeicher. Sie sorgen nicht allein für den zeitlichen Ausgleich, ihr Einsatz kann auch dazu beitragen, den kosteninten-siven Netzausbau in Grenzen zu halten.

Monatlich sinkende Einspeisevergütungen (13,88 ct/kWh, Stand Dez. 2013) und stetig stei-gende Strombezugspreise (etwa 25 bis 28 ct/kWh) machen den Einsatz von Heimspeicher-systemen zunehmend attraktiv. Dennoch reicht die Marge von 11 bis 14 ct/kWh bei den aktu-ellen Marktpreisen der angebotenen Systeme noch immer nicht aus, um diese wirtschaftlich zu betreiben.

Seit dem 1. Mai 2013 fördert die Bundesregie-rung Solarstromspeicher mit einem Markt-anreizprogramm in Form von zinsgünstigen

KfW-Krediten. Das Darlehen wird für die Inves-tition in PV-Generator und Speicher gewährt. Hinzu kommt ein Tilgungszuschuss von bis zu 30 Prozent auf die Investitionskosten für das eigentliche Speichersystem (ohne PV-Gene-rator). Die Förderung wird jedoch nur dann gewährt, wenn das Speichersystem die ins Netz eingespeiste Leistung auf 60 Prozent der Nenn-leistung der PV-Anlagen begrenzt.

Das ISEA forscht in einer Reihe von Projekten an der optimalen Auslegung und Betriebsweise sowie an Möglichkeiten zur Verbesserung der Netzintegration dezentraler Speichersysteme. Unter anderem wird die Wirkung von dezen-tralen PV-Speichern auf das Versorgungs-system untersucht. Nach der Entwicklung wesentlicher Grund-züge des Marktanreizprogramms wird nun auch das „Wissen-schaftliche Mess- und Evaluie-

rungsprogramm Solarstromspeicher“ am ISEA durchgeführt. Über die Erhebung allgemeiner Anlagendaten hinaus sollen hierbei mithilfe von eigens für diesen Zweck entwickelten Messsystemen 20 Anlagen intensiv im Betrieb begleitet werden.

Untersucht werden in diesem Projekt die Systemwirkung der Speicher im Verteilnetz, die Einsatzbedingungen in solchen Systemen, die Gesamtwirkungsgrade, das Potenzial für weiter-gehende bi-direktionale Netzdienstleistungen sowie die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der eingesetzten Batteriespeicher. Weitergehende Informationen zu diesem Projekt werden in Kürze auf der ISEA-Webseite zu finden sein.

Christoph Schäper (2. v. li.) und Sven Ginsberg, ika (3. v. li.), freuen sich über die Auszeichnung ihrer Arbeit.

Bei geeigneter Betriebsführung ermöglichen Speicher einen zeitlichen

Abgleich zwischen Verbrauch und Erzeugung bei gleichzeitiger Reduktion

der Spitzeneinspeisung.

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Kurz & knapp

Hohe Auszeichnung

Mitte September wurde Prof. Rik W. De Doncker (li.) für seinen herausragenden Beitrag zur Weiterentwicklung der Leistungselektronik mit dem IEEE William E. Newell Power Elect-ronics Award ausgezeichnet (Info s. hier). Die Auszeichnung überreichte IEEE-Präsident Dr. Peter Staecker (re.) anlässlich des „Energy

Conversion Congress“ in Denver. In seiner Rede verknüpfte Prof. De Doncker seinen Dank an den welt-größten Ingenieur-

verband für Elektrotechnik und Informatik mit der Feststellung, dieser Preis sei für ihn und sein Team ein Ansporn, die Forschungen an einer

umweltgerechten Energieversorgung zu inten-sivieren. Leistungselektronik sei eine Schlüssel-technologie auf dem Weg zu einer nachhaltigen, CO2-neutralen Gesellschaft.

* * *Vielversprechendes Programm

Die internationale Fachtagung Kraftwerk Batterie findet vom 24. - 26.3.2014 in Münster statt. Im Mittelpunkt steht die gesamte Wert-schöpfungskette der Batterie, von der Zell-chemie und dem Batteriemanagement über die Produktion bis hin zum Einsatz in Fahr-zeugen und stationären Speichern. Über 150 eingereichte Abstracts versprechen ein inte-ressantes Vortragsprogramm und neueste Ergebnisse aus der Forschung. Weitere Infor-mationen unter www.battery-power.eu.

* * *

ISEA auf der Productronica

Im November präsentierte das ISEA auf der Productronica in München im Rahmen der Sonderschau „Batteriespeicher-System-technik“ aktuelle Forschungsthemen. Ge-

meinsam mit Indus-triepartnern zeigte das Institut die gesamte Kette der Batterieentwick-lung vom Mate-

rial bis zum System aus Sicht der Forschung und der Industrie. Neue Kontakte konnten geknüpft werden, bestehende Kooperationen wurden gefestigt. Festzuhalten bleibt, dass der Bekanntheitsgrad des Instituts mit der Präsenz auf solchen Veranstaltungen weiter wächst.

Elektrische Antriebe/Leistungselektronik I Das Forschungsprojekt EMiLE

Um sich am Markt durchzusetzen, müssen Elek-trofahrzeuge noch leistungsfähiger, zuverläs-siger und günstiger werden. Dieses Ziel verfolgt das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 10 Millionen Euro geförderte Forschungsprojekt EMiLE (Elektro-Motor integrierte Leistungs-Elektronik). Dazu wird die Leistungselektronik eines Elektrofahr-zeugs direkt in die Antriebsmaschine integriert. Wirkungsgrad und Leistungsdichte nehmen zu, Fehler lassen sich leichter erkennen, die Serien-produktion wird deutlich günstiger.

Gemeinsam mit den Industriepartnern AixCon-trol GmbH, Infineon Technologies AG, Lenze SE, Robert Bosch GmbH, Siemens AG, TDK-EPC Corporation, Volkswagen AG, dem Fraun-hofer-Institut IISB und ZF Friedrichshafen AG erforscht das ISEA die dafür nötigen Technolo-gien. Die strategische und inhaltliche Basis des Projekts EMiLE entstand in enger Abstimmung mit der Arbeitsgruppe 1 der Nationalen Platt-form Elektromobilität (NPE).

Schon die Platzierung der Leistungselek-tronik in der Nähe der Antriebsmaschine an

den Statorwicklungen bietet viele Vorteile. Umrichter, die den Elektromotor mit Strom versorgen, lassen sich über wenige Schnitt-

stellen einbinden. Verglichen mit separaten Einzelsystemen ergeben sich Vorteile hinsicht-lich Bauraum, Gewicht und Gesamtkosten. Zudem entfallen potenzielle elektromagne-tische Störquellen, da die mit Störströmen

belasteten Motorkabel im Fahrzeug vermieden werden. Gleichzeitig steigen jedoch die thermi-schen und mechanischen Anforderungen an die Leistungselektronik.

Das Projekt EMiLE geht noch einen Schritt weiter. Die beteiligten Partner wollen die Leistungselektronik direkt in die Antriebsma-schine integrieren. Die Zahl einzelner Schnitt-stellen und Komponenten lässt sich dadurch weiter reduzieren. Außerdem vereinfacht die Verwendung vormontierter Einzelsysteme die Produktion. Zusätzlich werden Vorteile in den Bereichen Fehlerbeherrschung, Redundanz, funktionale Sicherheit und Systemwirkungs-grad erwartet.

Dank EMiLE soll die Systemleistungsdichte von Umrichter und E-Maschine um bis zu 50 Prozent wachsen – bei gleichzeitig 40 Prozent geringeren Systemkosten im Vergleich zu separaten Teilsystemen. Und das nicht allein im Automobilbereich, auch für Anwendungen in der Industrie soll diese innovative Lösung umgesetzt werden.

Kosten sparen durch Integration

http://www.ieee.org/about/awards/bios/newell_recipients.htmlhttp://www.battery-power.eu

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Speichersysteme I Helmholtz-Institut mit ISEA-Beteiligung

Neue Forschungseinrichtung bündelt Kompetenzen in der Elektrolytforschung Die vom Senat der Helmholtz-Gemeinschaft beschlossene Einrichtung des Helmholtz-Insti-tuts Münster (HI MS) mit dem Themenschwer-punkt „Ionics in Energy Storage“ stärkt die Position des ISEA auf dem Gebiet der Batterie-forschung.

Arbeitsschwerpunkt des neuen Instituts werden Untersuchungen zu Elektrolyten

verschiedener Batterietypen sein. Die Erfor-schung dieser Schlüsselkomponente von Ener-giespeichern ergänzt die Strategie der Helm-holtz Gemeinschaft, den Forschungsstandort Deutschland weiter zu stärken.

An dem neu gegründeten Institut sind neben der Universität Münster und dem Forschungs-zentrum Jülich auch die RWTH Aachen mit zwei

Instituten, darunter das ISEA, beteiligt. Hierdurch wird die stra-tegische Partnerschaft im Bereich der Batterieforschung zwischen maßgeblichen Forschungsein-richtungen weiter intensiviert.

Seit vielen Jahren erfolgt der Kompetenzaufbau im Bereich der Batterieforschung arbeits-teilig mit sich ergänzenden beziehungsweise komplementären Schwerpunkten und in enger Absprache der beteiligten Forschungseinrich-tungen. Vorhandene Schwerpunkte und geleis-tete Vorarbeiten der verschiedenen Stand-orte werden dazu in optimaler Weise genutzt und miteinander verknüpft. Das neue HI MS stärkt zudem die traditionell gute Kooperation zwischen dem Forschungszentrum Jülich und der RWTH Aachen im Rahmen von JARA Energy.

Professor Dirk Uwe Sauer ist für den Bereich der Umsetzung neuer Batteriekonzepte in Anwendungen sowie als Sprecher für den Aachener Teil des HI MS beteiligt. Im Zusam-menhang mit der Partnerschaft wird am ISEA eine neue W2-Professur mit dem komplexen Themenschwerpunkt Alterung und Modellie-rung von Batterien, mit speziellem Fokus auf den Einfluss des Elektrolyten, eingerichtet.

Leistungselektronik I Forschungsprojekt HI-LEVEL

Kompakte Antriebswechselrichter dank Hochstromleiterplatten-Technologie Im Projekt HI-LEVEL (Hochstromleiterplatten als Integrationsplattform für Leistungselektronik von Elektrofahrzeugen) wird ein neuartiges Aufbaukonzept für die Antriebselektronik von Motoren in Elektrofahrzeugen entwickelt. Der gesamte Aufbau erfolgt kompakt mit geringer Baugröße, sodass eine Montage direkt an der elektrischen Maschine möglich ist.

In Elektrofahrzeugen wird eine Vielzahl leis-tungselektronischer Komponenten benötigt. Eine herausragende Bedeutung hat dabei der Antriebswechselrichter, mit dessen Hilfe eine Hochvolt-Gleichspannung in eine frequenz-geregelte Wechselspannung zur Motoran-steuerung umgewandelt wird. Sollen solche Wechselrichter zusammen mit der Maschine

in ein Gehäuse integriert werden, müssen sie besonders kompakt konstruiert werden. Elek-trische Zuverlässigkeit, Energieeffizienz und hohe Lebensdauer sind dabei ebenso selbst-verständlich wie der Wunsch, die Herstellungs-kosten möglichst niedrig zu halten.

Das für dieses Projekt entwickelte Aufbaukon-zept eines Antriebswechselrichters basiert auf der Hochstromleiterplatten-Technologie. Dabei werden die Leistungshalbleiter (IGBTs, Dioden) mittels Kontaktierungspaste auf Silberbasis direkt auf einen Kupferkern montiert. Die Kontaktierung der Halbleiteroberseiten erfolgt durch eine Kupferleiterplattenlage mittels Einbetttechnik. Die Steuerelektronik kann in unmittelbarer Nähe auf der Leiterplatte ange-

bracht werden, wodurch eine Vollintegration aller aktiven Bauteile in ein einziges Modul erreicht wird.

Die im Projekt entwickelten Technologien werden exemplarisch an einem Wechselrichter mit 50 Kilowatt Spitzenleistung demonstriert, der verglichen mit einem konventionell aufge-bauten Wechselrichter eine deutlich geringere Bauhöhe besitzt.

Das HI-LEVEL-Konsortium repräsentiert die komplette Wertschöpfungskette von den Komponenten- und Materiallieferanten bis hin zum Hersteller von Elektrofahrzeugen. Entspre-chend hoch ist die Produkt- und Fertigungsrele-vanz des am ISEA entwickelten Demonstrators.

Bündeln Kompetenzen (v. li.): Dr. Hans Peter Buchkremer, Prof. Dr. Dirk Uwe Sauer, Prof. Dr. Martin Winter (designierter Direktor von HI MS), Prof. Dr. Stefan Joos, Prof. Dr. Ursula Nelles, Prof. Dr. Harald Bolt, Prof. Dr. Bart Jan Ravoo.Qu

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E.ON ERC I Colloquium

Elektrische Antriebe gehören zu den Kernkom-ponenten im Anlagenbau und in der zukünf-tigen Mobilität. In der ISEA-Forschungsgruppe „Elektrische Antriebe“ stehen Spezifikation, Entwurf, Modellierung und speziell die Reali-sierung von innovativen Antriebssystemen im Vordergrund eines breiten Aufgabenspekt-rums. Neu entwickelte Systeme können dank der am Institut vorhandenen Prüfstandstruktur eingehend getestet werden.

Die stetige Entwicklung von Auslegungswerk-zeugen erlaubt eine schnelle und effiziente Grobauslegung von elektrischen Antrieben inklusive Machbarkeitsstudie nach vorgege-bener Spezifikation. Die präzise Modellierung von Antriebssträngen betrachtet neben den Maschinenmodellen speziell die Charakte-ristik der Leistungselektronik und der Rege-lung, da hier erhebliche Wechselwirkungen bestehen. Schon in der Entwurfsphase werden Aspekte wie magnetische Ausnutzung, ther-mische Belastung und Kühlung, dynamisches Verhalten sowie geforderte Lastzyklen einge-hend untersucht.

Der Entwurf von Antriebsregelungen und Umrichtern für Drehfeldmaschinen und geschaltete Reluktanzmaschinen gehört ebenfalls zu den Arbeitsschwerpunkten dieser Forschungsgruppe. Dabei stehen insbesondere dynamische und energieeffiziente Regelungs-verfahren sowie eine hohe Leistungsdichte der Elektronik im Vordergrund. Die Entwicklungs-ergebnisse können anhand genauer Umrichter- und Maschinenmodelle einschließlich ihres thermischen Verhaltens und der Sättigungsef-fekte simuliert und an Prüfständen vermessen werden.

Eine umfangreiche Toolkette, bestehend aus Finite-Elemente-Modellen, Matlab/SimulinkTM- und SPEEDTM-Modellen erlaubt eine genaue Nachbildung von Antrieben bezüglich ihrer Leistungsdichte, Regelungsdynamik und Effi-zienz sowie eine Akustikvoraussage und -opti-mierung.

Für die Verifikation von Labormustern der entworfenen Antriebe steht eine umfang-reiche Infrastruktur mit Regelungssystemen,

Antriebsumrichtern, Messtechnik und Prüfständen zur Verfügung. Zur Ansteuerung von Laborumrichtern für Drehfeld- und Reluktanzantriebe werden je nach Anwendung Mikropro-zessoren, digitale Signalprozessoren oder FPGA-Systeme eingesetzt.

Die Integration von entwickelten Antriebssystemen gehört zu den Kern-kompetenzen des ISEA. Neben dem

Aufbau von Demonstratoren für den Laborbe-trieb steht hier die Entwicklung von Antrieben für Feldtests, wie in den vergangenen Jahren für verschiedene Forschungsfahrzeuge durch-geführt, im Fokus.

Eine abschließende Inbetriebnahme und Vermessung erlaubt den Abgleich des ausge-legten Antriebsystems mit der vorgegebenen Spezifikation.

ISEA I Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe, RWTH University

Lehrstuhl Stromrichtertechnik und Elektrische AntriebeProf. Dr. ir. Dr. h. c. Rik W. De Doncker

Lehr- und Forschungsgebiet Elektrochemische Energiewandlung und SpeichersystemtechnikProf. Dr. Dirk Uwe Sauer

Redaktion & Kontakt:Hannes Nordmann/Dr. Rolf SweekhorstISEA I Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische AntriebeRWTH Aachen UniversityJägerstraße 17 - 1952066 Aachen

Tel. : +49 241 80 96956Fax: +49 241 80 92203Mail: [email protected]: www.isea.rwth-aachen.de

Veranstaltungen/Termine

17.-18.02.2014 Elektrobusse - Markt der Zukunft!?, Berlin, mehr Info hier

25.-26.03.2014 Kraftwerk Batterie 2014, Münster, www.battery-power.eu

06.-07.05.2014 Electric & Electronic Systems in Hybrid and Electric Vehicles and Electrical Energy Management, Bamberg, mehr Info unter www.eehe.de

Die Leitung der Forschungsgruppen „Leistungs-

elektronik und Elektrische Antriebe“ liegt seit

Oktober 2013 bei Stefan Engel. Stefan Koschik und

Tobias Lange bleiben weiterhin Gruppenleiter der

Forschungsgruppe Elektrische Antriebe.

Kontakt: [email protected]

[email protected]

[email protected]

Vorgestellt I Die Forschungsgruppe Elektrische Antriebe

Entwicklungsprozess elektrischer Antriebssysteme am ISEAQu

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Entwurf

Systemsimulation

Realisierung

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http://www.mathworks.de/http://www.motor-design.com/motorcad.phpmailto:newsletter%40isea.rwth-aachen.de?subject=http://www.isea.rwth-aachen.de/http://www.bsm-ev.de/events/kongress-elektrobusse-2013-markt-der-zukunfthttp://www.battery-power.eu/http://www.eehe.de/mailto:sen%40isea.rwth-aachen.de?subject=mailto:tla%40isea.rwth-aachen.de?subject=mailto:sko%40isea.rwth-aachen.de?subject=

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Aktuelle Publikationen aus dem Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe 15. Dezember 2013, Nr. 2/2013






ISEA I Aktuelle Publikationen

Michael Bragard:

The Integrated Emitter Turn-Off Thyristor – An Innovative MOS-Gated High-Power Device

Am 06. Juni 2012 hat Michael Bragard seine Promotionsprüfung in Aachen zum Thema “The Integrated Emitter Turn-Off Thyristor - An Inno-vative MOS-Gated High-Power Device” erfolg-reich abgeschlossen. In dieser Dissertation wird ein neues Bauteil-

konzept mit Treiberstufe vorgestellt, das als „Integrated Emitter Turn-Off Thyristor“ (IETO) bezeichnet wird und eine Weiterentwicklung des bereits bekannten ETO-Konzeptes darstellt. Die ETO-Struktur erlaubt es, die guten Schalt-eigenschaften eines MOSFETS mit dem guten Leitverhalten einer bipolaren Thyristorstruktur zu kombinieren. Die neuartige Integration wird durch die Verwendung eines speziellen Druck-kontaktgehäuses ermöglicht, dessen mechani-sche, elektrische und thermische Eigenschaften in der Arbeit detailliert analysiert werden.

Durch die Integration sinkt die Streuindukti-vität im Kommutierungspfad beträchtlich. Die Leitverluste fallen im Vergleich zum kommerzi-ellen IGCT höher aus. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass die Verlusterhöhung, die auf die zusätzlichen Kathoden-MOSFETs entfällt, bei geeigneter Dimensionierung nur etwa drei Prozent beträgt.Die Verifikation erfolgt durch elektrische, ther-mische und mechanische Messungen an den Prototypen, die auf kommerzielle GCT-Wafer zurückgreifen. Diese Wafer sind bei konventio-neller GCT-Ansteuerung auf einen maximalen Abschaltstrom von 520 A spezifiziert. Mit dem IETO-Konzept konnte ein Abschaltstrom von 1600 A erreicht werden. Die Prototypen verfügen über eine Kurzschlusserkennung und eine vom Druckkontaktgehäuse entkoppelte Treiber-stufe, die um 90 Prozent kleiner ausfällt als beim kommerziellen IGCT, wobei die Anzahl der Bauteile halbiert wurde.

Die rund 170 Seiten umfassende Dissertations-schrift ist im Shaker-Verlag als Band 62 der Aachener Beiträge des ISEA erschienen und unter der ISBN 978-3-8440-1152-4 erhältlich (siehe auch 2. Edition, Beiträge des E.ON ERC, ISBN 978-3-942789-07-3)

Thomas Plum:

Design and Realization of High-Power MOS Turn-Off Thyristors

Am 6. Juni 2012 hat Thomas Plum in Aachen seine Arbeit zum Thema „Design and Realiza-tion of High-Power MOS Turn-Off Thyristors“ abgeschlossen. In der Arbeit wird der MOS Turn-Off Thyristor (MTO) als mögliches zukünftiges Bauelement für leistungselektronische Wandler in der Leis-tungsklasse mehrerer Megawatt untersucht. Verglichen mit den existierenden Hochleistungs-bauelementen, wie dem Gate-Commutated Thyristor (GCT), weist der MTO eine einfachere Gatetreiberschaltung auf. Als zentrale Tech-nologie wird in dieser Arbeit der Einsatz des direkten Halbleiterbondens untersucht. Zur optimalen Auslegung einer MTO-Struktur wird ein halbleiterphysikalisches Modell vorgestellt, dessen quantitative Aussagekraft anhand von Finite-Elemente-Simulationen nachgewiesen wird. Mit den gewonnen Erkenntnissen wird ein

Prozessablauf gezeigt, der die Realisierung von großflächigen Halbleiterbauelementen mit MOS-

Strukturen durch direktes Halbleiterbonden von MOSFET-Chips auf Halbleiterwafer erlaubt.

Die 130 Seiten umfassende Dissertationsschrift ist im Shaker-Verlag als Band 66 der Aachener Beiträge des ISEA erschienen und unter der ISBN 978-3-8440-1884-4 erhältlich.

Dr. Michael Bragard verantwortet bei der Delta Energy Systems GmbH in Soest als Teamleiter die Hardwareentwicklung von Umrichtersystemen für Windkraftanlagen. Am ISEA arbeitete er bis 2011 als Leiter der Leistungselektronikgruppe.

Dr. Thomas Plum ist bei der Robert Bosch GmbH in der Abteilung Corporate Research als Projektleiter im Bereich Leistungs-elektronik tätig. Von 2003 bis 2008 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe Bauelemente am ISEA.
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