Venturi: ROHMs Inverter als Erfolgsgeheimnis

Beim Saisonauftakt in Hongkong wusste das Team Venturi durchaus zu überzeugen. Der langjährige Stammpilot Stephane Sarrazin erzielte Platz zehn. Einen Deut besser machte es Neuzugang Maro Engel, der mit Platz neun einen gelungenen Einstand in der Elektrorennserie feierte. Das von Hollywood-Schauspieler Leonardo DiCaprio unterstützte Venturi-Team aus Monaco könnte sich in Saison drei in der oberen Tabellenhälfte der Formel E etablieren - auch dank einer technologischen Weiterentwicklung.

Wenn man einen genaueren Blick unter die Haube des Venturi-Boliden wirft, offenbart sich ein kleines Geheimnis der Monegassen: der Inverter des neuen Technologiepartners ROHM. Bis zur abgelaufenen Saison kamen bei allen Teams Einheitsinverter zum Einsatz. Seit dieser Saison dürfen die Rennställe ihre eigens entwickelten Inverter einsetzen.

Der Inverter hat recht großen Einfluss auf das Energiemanagement der Formel-E-Boliden. Und dies ist in der Elektrorennserie bekanntlich ein entscheidender Erfolgsfaktor. Fahrer, die mit ihrer Energiemenge effizient umgehen können, kämpfen auf der Strecke häufig um den Sieg.

Doch wofür steht eigentlich der Inverter? Der Inverter ist ein Spannungswandler, der den Austausch der elektrischen Energie zwischen Batterie und Elektromotor regelt. Er wandelt Gleichspannung in Wechselspannung. Mit Hilfe der Wechselspannung wird der 200 kW starke Elektromotor angetrieben.

Siliziumkarbid-Technologie

Venturi setzt dabei einen Inverter aus Siliziumkarbid-Technologie (SiC) des japanischen Halbleiterhersteller ROHM Semiconductor ein. Siliziumkarbid ist die chemische Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff, die bei über 2000 Grad Celsius in einem aufwendigen Prozess gefertigt wird.

Die Herausforderung für Teams und Fahrer liegt zum einen im effizienten Einsatz der zur Verfügung stehenden Energie und zum anderen darin, die Batterieleistung bestmöglich auf die Rennstrecke zu bringen. Hier kommt die von ROHM entwickelte Halbleitertechnologie mit Siliziumkarbid ins Spiel.

Im Vergleich zum herkömmlichen Silizium kann das neue Material höhere Lasten und Spannungen verarbeiten und verbraucht dabei deutlich weniger Energie - selbst unter sehr hohen Temperaturen. Der Inverter im Venturi-Boliden für die dritte Saison enthält SiC-Schottoky-Dioden, die laut dem Unternehmen zwei Kilogramm weniger Gewicht gegenüber dem Einheitsmodell aus der Vorsaison auf die Waage bringen. SiC-Schottky-Dioden tragen dazu bei, den Energieverbrauch zu senken.

Die Folge: Die elektrische Effizienz des Venturi-Boliden steigerte sich um 1,7 Prozent. Zugleich konnte das Volumen des Kühlsystems um 30 Prozent reduziert werden. Doch das ist erst der Anfang. Für die vierte Saison werden durch den Einbau von SiC-MOSFETs weitere große Entwicklungsschritte und entsprechend Verbesserungen erwartet. Mit SiC-MOSFETs sind noch größere Leistungsdichte und Performance für Leistungswandler möglich.

Engel zeigt sich begeistert

Der Deutsche Maro Engel schätzt sich glücklich über die Partnerschaft mit ROHM. "Für uns bei Venturi und speziell für mich im Auto ist die technische Zusammenarbeit mit ROHM wichtig. Die Siliziumkarbid-Technologie als neuen Baustein in unserem Auto zu haben, ermöglicht uns, die vom Inverter produzierte Hitze zu verringern und die Energie besser zu managen. So können wir Motorleistung generieren, um dadurch schließlich auch schnellere Rundenzeiten zu erzielen."

Franck Baldet, Technikchef bei Venturi, lobt den neuen Technologiepartner aus Kyoto in höchsten Tönen: "Die Zusammenarbeit mit ROHM im Bereich des Antriebsstrangs macht uns sehr stolz und ist hochspannend. Die Siliziumkarbid-Technologie ermöglicht uns herausragende neue Lösungen für den Inverter zu finden. In der Formel E dreht sich alles um Energiemanagement, und die Partnerschaft mit ROHM, dem führenden Halbleiterhersteller, verbessert unser gesamtes elektronisches System. So erreichen wir eine deutlich stärkere Leistung unseres Elektromotors und des gesamten Autos."

Kleiner, stärker, schneller

"Kleiner, stärker, schneller" - so lautet das Motto des japanischen Technologiepartners. Kleiner, weil die Systeme immer mehr schrumpfen und in der Folge weniger Energie verbrauchen. Die geringere Größe und das eingesparte Gewicht ermöglichen für Venturi zusätzlich eine bessere Gewichtsverteilung des hecklastigen Rennboliden. Stärker, weil Bauteile mit SiC mit höheren Voltlasten und Spannungen arbeiten können. Sie haben eine höhere Leistungsdichte und zeichnen sich auch unter hohen Temperaturen durch deutlich reduzierte Schaltverluste aus. Und schneller, weil die Siliziumkarbid-Technologie bessere Performance generiert.

Durch den Einsatz von SiC als Kernelement der Partnerschaft erhoffen sich Venturi und ROHM Wettbewerbsvorteile. Gemeinsames Ziel ist, die technologische Weiterentwicklung anzuführen und die Energieeffizienz der elektronischen Systeme weiter zu steigern. Engel und Sarrazin wird es freuen. Vielleicht geht es dann künftig noch weiter nach vorn.

Foto: ROHM Semiconductor

Im Video seht ihr, welchen Einfluss die SiC-Technologie auf den Venturi-Boliden hat.