MA – Entwicklung eines Kryo-Messplatzes zur Tieftemperaturcharakterisierung elektronischer Komponenten für das elektrische Fliegen

Eine Kryokühlung von Leistungselektronik bis in den Temperaturbereich des flüssigen Stickstoffs (LN2; -196°C) ver­spricht erhebliche Potentiale zur Verbesserung des Leistungsgewichts und Wirkungsgrads. Da Herstellerspezifikationen für elektronische Bauelemente üblicherweise nur bis -40°C vorliegen, besteht die Herausforderung, das gesamte für die Realisierung eines leistungselektronischen Wandlers benötigte Bauteil­spektrum bis in den Kryobereich einzeln charakterisieren zu müssen.

Dazu soll im Rahmen dieser Arbeit ein vorhandener kommerzieller Thermostream durch eine LN2 Nachkühlung im Temperaturbereich von derzeit -80°C auf möglichst unter -170°C erweitert werden. Die zu bewältigenden Herausforderungen sind eine möglichst definiert über den gesamten Temperaturbereich einstellbare Prüflingstemperatur und das Minimieren von Eisbildung und Stickstoffverbrauch unter Berücksichtigung der erforderlichen Zugänglichkeit mit Messmitteln zum Prüfling.

Zu Beginn sind unterschiedliche Konzepte für eine Nachkühlung (Wärmetauscher, Direkteinspritzung, etc.) zu entwickeln. Diese sind kritisch zu diskutieren unter Aspekten wie Realisierungsaufwand, Regelbarkeit, usw. Das erfolgversprechendste Konzept ist aufzubauen, die damit erreichbaren Daten sind experimentell zu ermitteln und ausführlich zu dokumentieren. Abschließend sind erste ausgewählte elektronische Bauelemente mit dem Messplatz elektrisch zu charakterisieren.

Bearbeiter: Marco Messinger

Betreuer:  Adrian Amler, Stefanie Büttner, Prof. Dr.-Ing. Martin März

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März