Packaging & Multiphysics

Packaging and Multiphysics konzentriert sich auf die zunehmende Integration von PE-Modulen und -Systemen, High-Fidelity-Charakterisierung und Modellierung von leistungselektronischen Komponenten, sowie optimierte und kompakte hochintegrierte Stromrichtersysteme mit integrierten erweiterten Funktionalitäten (z. B. Prognose, Diagnose, erweiterte Messungen, Parameterschätzung und Gate-Ansteuerung sowie Zustandsüberwachung). Die Integration von neuen erweiterten Funktionalitäten und "Intelligenz", gestützt durch maschinelles Lernen, ist eine neue Entwicklungsrichtung in Richtung Digitalisierung von PE-Systemen.
Drei Forscher mit einer Leiterplatte im Labor

Forschungsschwerpunkte

  • Hoch detaillierte- Mehrdomänen Komponentenmodellierung durch experimentelle Charakterisierung und Messungen ermöglicht die Optimierung des Systems in Richtung hoher Leistungsdichte und Integration zusätzlicher Funktionalitäten.
  • Präzise Mehrdomänenmodellierung von Komponenten und Subsystemen, welche typischerweise nicht von Komponenten und Bauteil Herstellern verfügbar sind und normalerweise nicht vollständig beim Design von PE-Systemen berücksichtigt werden, z. B. in Bezug auf Hochfrequenzmodell und parasitären Einflüssen, Geometrischen Komponentendetails, thermisches Verhalten, Materialeigenschaften usw.
  • Eine genauere Konstruktion und Simulation von PE-Komponenten und -Systemen ermöglicht die Optimierung der funktionalen, mechanischen und thermischen Systemparameter eines Converters in Richtung 3D-Integration und hoher Leistungsdichte.
  • Zuverlässige Leistungselektronik: Die Einbeziehung von „intelligenter Funktion“ zielt auf eine Steigerung der Haltbarkeit und Zuverlässigkeit Leistungselektronischer Systeme ab.

Forschungskompetenzen

  • Design und Optimierung von auf Systemebene integrierter Leistungselektronik, Modulen und Systemen mit erweiterten Funktionalitäten, die über den Stand der Technik hinausgehen, z. B. Multi-Domain-Design, 3D-Systemintegration, fortschrittliche und neue Kühllösungen, Einbettung aktiver und passiver Komponenten, fortgeschritten Gate-Ansteuer- und Diagnosefunktionen.

Anwendungen

  • Tiny Power Box 1 + 2: Im Projekt Tiny Power Box liegt der Fokus auf der Opti­mie­rung der Leis­tungs­dichte von einge­bauten Lade­ge­räten in E-Autos, soge­nannten Onboard-Char­gern. Ziel ist es, Gewicht zu redu­zieren sowie Bauteile und Platz zu sparen, gleich­zeitig soll die Leis­tungs­dichte um den Faktor 4 erhöht, höchste Effi­zienz beim Schnell­laden erreicht und die Umwelt­ver­träg­lich­keit erhöht werden.

Ihr Ansprechpartner

Christian Mentin

Head of Research Unit Packaging & Multiphysics

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