为电机开发紧凑型电子元件

 西门子与合作伙伴联合开发出一种全新的陶瓷印制电路板，可以为变流器安装更加小巧、可靠的电子元件。

这项新技术提高了电路板的抗电磁干扰能力，并为变流器直接集成到驱动系统中创造了机会，节省了空间。该名为KAIROS（“面向强健的信号和功率电子器件的陶瓷结构与集成技术”的德语首字母缩写）的研究项目的侧重点是电动汽车，但所有工业用电力驱动设备——譬如，生产线——均可从中受益。

研发项目专注于将变流器控制和功率电子元件集成到一个单元中。合作伙伴利用特殊水冷陶瓷电路板和抗电涌耦合电路，实现了这一点。这项工作得到了德国联邦教育与研究部 “STROM”计划的支持。

缩短布线，最大限度地减小电磁场效应对功率电子器件的影响

变流器为电机提供实现特定功率负载所需的准确交流电量。变流器中的功率电子器件以极快的速度切换很大的电流。由此形成的电磁场会造成影响，譬如，干扰周围的电气布线。此外，这会影响变流器控制电子装置与功率电子器件之间的连接线。因此，必须妥当保护线路，防止干扰。KAIROS项目研究人员最大限度地缩短了控制电子装置与功率电子器件之间的线路长度，以便降低电磁场产生的影响。

特殊陶瓷电路板打造具有良好热稳定性的紧凑结构

通常，控制电子单元安装在常规塑料板上，而进行大电流切换的功率电子器件，则需要陶瓷电路板。西门子的全球研发机构——西门子中央研究院的研究人员开发出特殊陶瓷电路板，可将控制单元直接安装到功率电子器件电路板上。这能实现更加紧凑的整体结构，但这也这意味着，所产生的热量也释放到更小的区域内。为此，项目合作伙伴也开发出适用于功率电子器件电路板的特殊水冷系统。比之以往的装置，新的解决方案紧凑得多，并且具有更加出色的热稳定性，因而可以直接集成到驱动系统中。

该解决方案中，在400伏车载电池与工作电压15伏的控制电子装置之间实现电气隔离，是一个尤为艰巨的挑战。鉴于可用空间有限，需要紧凑型解决方案，以防止高压电闪燃到控制电子装置上。西门子研究人员通过使用特殊变压器，实现了这种隔离。项目合作伙伴还开发出一个专用芯片组（ASIC），以实现将功率电子器件开关过程所需负载转移回电池。这进一步提高了变流器能效。