Dr.-Ing. Marco Denk mit „CTI Young Drive Experts Award 2016“ ausgezeichnet

Im Rahmen des 15. CTI Symposiums für Fahrzeuggetriebe, HEV- und EV-Antriebe wurde am 7. Dezember 2016 die Doktorarbeit von Herrn Dr. Marco Denk vom Lehrstuhl Mechatronik am ZET mit dem „CTI Young Drive Experts Award 2016“ ausgezeichnet. Der mit 2000 Euro dotierte Preis steht unter der Schirmherrschaft des Bundesministers für Wirtschaft und Energie, Sigmar Gabriel und prämiert jährlich eine besonders herausragende Arbeit auf dem Gebiet der Getriebe- und Antriebsentwicklung. Dieses Jahr durften drei Finalisten ihre Doktorarbeiten in Form von Pecha-Kucha-Präsentationen dem auf dem Symposium anwesenden Fachpublikum präsentieren. Ein „Applaus-Messgerät“ entschied schließlich über die Vergabe des begehrten CTI-Preises an den Bayreuther Wissenschaftler.

In seiner Doktorarbeit mit dem Titel „In-Situ-Zustandsüberwachung von IGBT-Leistungshalbleitermodulen mittels Echtzeit-Sperrschichttemperaturmessung“ entwickelte Herr Dr. Marco Denk eine intelligente IGBT-Ansteuerschaltung, welche neben dem einfachen Ein- und Ausschalten des Leistungshalbleiters erstmalig auch dessen Sperrschichttemperatur misst. Eine modifizierte IGBT-Treiberendstufe bestimmt hierbei die Temperatur des auf dem Leistungshalbleiter befindlichen internen Gatewiderstandes durch eine kurzzeitige Überlagerung der negativen Steuerspannung mit einem hochfrequenten Identifikationssignal. Das serientaugliche Messverfahren wurde erfolgreich in einem Spannungszwischenkreiswechselrichter eines Hybrid-Fahrzeuggetriebes implementiert und ermöglicht erstmalig tiefe Einblicke in den Betrieb eines Leistungshalbleiters in seinem realen Betriebsumfeld. Zur Erfassung von Betriebsdaten während längerer Testfahrten enthält die Ansteuerschaltung einen echtzeitfähigen Rainflow-Zählalgorithmus. Die damit berechneten Temperaturzyklen werden mit drei charakteristischen Kenngrößen parametriert und als Belastungshistogramm auf einem EEPROM gespeichert. Erfasst wird zudem der mit der Alterung eines Leistungshalbleitermoduls korrelierende Zustand des Chiplotes.

Das hierfür entwickelte Diagnoseverfahren misst die alterungsbedingte Vergrößerung einzelner thermischer Widerstände in der Aufbautechnik eines Leistungshalbleitermoduls. Die Arbeit von Herrn Dr. Marco Denk eröffnet damit wertvolle Einblicke in den Betrieb eines Leistungshalbleitermoduls und liefert damit neue Impulse für die Entwicklung zukünftiger elektrischer und hybrider Fahrzeugantriebe.

CTI Young Drive Award MD

Bild v.l.n.r.: Dr.-Ing. Marco Denk und Prof. Ferit Kücükay

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