Vom Labor auf die Straße: Was aus dem Projekt HiEFFICIENT geworden ist + test

• Leistungselektronik, das Herz des Elektroautos
• Das Projekt ist vorbei, die Arbeit nicht
• Ein Ladegerät, das in beide Richtungen arbeitet
• Was schon bei den Kunden angekommen ist
• Vom Projekt zur eigenen Firma
• Schnellladen mit dem Ziel über 98 Prozent
• Warum es ohne EU-Geld nicht geklappt hätte
• Was man sich merken sollte
• Fünf Fragen: Ist Leistungselektronik dein Fachgebiet? (Test)

⇑Leistungselektronik, das Herz des Elektroautos

Ein Elektroauto besteht nicht nur aus Akku und Motor. Dazwischen sitzt die Leistungselektronik: Sie wandelt Strom um, steuert den Antrieb und sorgt dafür, dass beim Laden möglichst wenig Energie als Wärme verloren geht. Genau hier setzte das EU-finanzierte Projekt HiEFFICIENT an, das von 2021 bis 2024 lief und von der AVL List GmbH koordiniert wurde.

Im Mittelpunkt standen Halbleiter mit breiter Bandlücke. Aus ihnen sollten leistungsfähigere und zuverlässigere Lösungen für Elektrofahrzeuge entstehen – Bauteile, die weniger Verluste haben und länger halten.

⇑Das Projekt ist vorbei, die Arbeit nicht

Seit 2024 bauen die Partner auf der Zusammenarbeit auf, die während des Projekts entstanden ist. Ziel ist nun die Kommerzialisierung: Aus Demonstratoren sollen Produkte werden. Das Interesse ist da – die Lösungen haben Aufmerksamkeit bei europäischen und asiatischen Fahrzeugherstellern (Erstausrüstern) sowie bei Tier-1-Zulieferern geweckt, also bei den Firmen, die ganze Baugruppen direkt an die Autobauer liefern.

⇑Ein Ladegerät, das in beide Richtungen arbeitet

Eines der sichtbarsten Ergebnisse ist ein äußerst kompaktes, bidirektionales Bordladegerät mit 22 kW Leistung und einem Wirkungsgrad von über 97 Prozent. Bidirektional heißt: Das Gerät kann Strom nicht nur ins Auto laden, sondern auch wieder abgeben.

Die Arbeit daran geht weiter. Die Ergebnisse führten zu Folgeprojekten, zu Kooperationen mit Herstellern und Zulieferern und zum neuen EU-finanzierten Projekt HiPower 5.0, das 2025 gestartet ist.

⇑Was schon bei den Kunden angekommen ist

Neben dem Ladegerät hat HiEFFICIENT eine ganze Reihe von Entwicklungen hervorgebracht, die heute in der Industrie genutzt oder erprobt werden:

• optimierte Algorithmen für die Motorsteuerung, die Wirkungsgrad sowie Geräusche, Schwingungen und Rauheit (kurz NVH) verbessern,
• passende Simulationen und thermische Modelle, mit denen sich das Verhalten der Bauteile vorab berechnen lässt,
• eine neue Familie von Doppelwechselrichtern samt aktualisiertem Demonstrator für neuartige Anwendungen wie elektrische Senkrechtstarter (eVTOL),
• die nächste Generation einer 100-V-Halbbrücke auf Basis von Galliumnitrid (GaN), die gerade von Kunden getestet wird.

⇑Vom Projekt zur eigenen Firma

Aus HiEFFICIENT ist auch ein Unternehmen hervorgegangen: EMAXSIS aus Belgien. Das Hightech-Spin-off baut direkt auf den Projektergebnissen auf und spezialisiert sich auf Edge-Monitoring-Technologien und Software für das Internet der Dinge rund um die Leistungselektronik. Vereinfacht gesagt: Die Bauteile werden direkt vor Ort überwacht, damit man früh erkennt, wie es ihnen geht.

⇑Schnellladen mit dem Ziel über 98 Prozent

Noch ehrgeiziger ist ein Schnelllademodul der nächsten Generation für Elektrofahrzeuge. Es soll einen Wirkungsgrad von über 98 Prozent erreichen, vollständig bidirektional arbeiten und sich in großer Serie fertigen lassen. Gerade der letzte Punkt zeigt, wie weit das Denken inzwischen reicht: Es geht nicht mehr nur darum, dass etwas im Labor funktioniert, sondern darum, dass es sich in großen Stückzahlen bauen lässt.

⇑Warum es ohne EU-Geld nicht geklappt hätte

Unterm Strich führte das Projekt zu leistungselektronischen Lösungen, die energieeffizienter (über 98 Prozent) und langlebiger (plus 20 Prozent) sind. Christoph Abart, leitender Programmmanager bei der AVL List GmbH, sieht die Förderung als Schlüssel: „Die EU-Finanzierung war für den Erfolg von HiEFFICIENT entscheidend wichtig und fungierte primär wegbereitend sowohl für die technische Innovation als auch für die sektorübergreifende Zusammenarbeit.“

Nach seiner Darstellung brachte das Projekt ein starkes europäisches Konsortium entlang der gesamten Wertschöpfungskette zusammen, von der Halbleiterindustrie bis zu führenden europäischen Fahrzeugherstellern. Außerdem habe die Förderung geholfen, die Risiken bahnbrechender Forschung zu mindern, weil sie die schwer finanzierbare Frühphase der Entwicklung unterstützt habe.

⇑Was man sich merken sollte

HiEFFICIENT zeigt, dass ein EU-Forschungsprojekt nach seinem Ende weiterleben kann: in einem bidirektionalen 22-kW-Ladegerät mit über 97 Prozent Wirkungsgrad, in Motorsteuerungen, Wechselrichtern und GaN-Bauteilen, in der belgischen Firma EMAXSIS und im Nachfolgeprojekt HiPower 5.0. Für alle, die sich für Elektrotechnik oder Energietechnik interessieren, ist das ein gutes Beispiel dafür, wie aus Grundlagenarbeit mit Halbleitern konkrete Technik für den Verkehr von morgen wird.

⇑Fünf Fragen: Ist Leistungselektronik dein Fachgebiet? (Test)