FH Dortmund forscht an Elektroauto-Antrieben mit über 1000 Volt

Elektroautos gelten als Zukunft der Mobilität, jedoch hemmen lange Ladezeiten und begrenzte Reichweiten noch immer viele potenzielle Käufer. Eine vielversprechende Lösung könnte die Entwicklung von Hochvolt-Antriebssystemen sein, die mit Spannungen weit über den derzeit üblichen 800 Volt arbeiten. An der Fachhochschule Dortmund wird an dieser Technologie geforscht, insbesondere im Rahmen des EU-geförderten Projekts ODYSSEV.

Das Projekt mit dem Titel „Optimised DYnamics of High-Voltage Powertrains: Developing Sustainable Systems for Electric Vehicles“ zielt darauf ab, den Einsatz von Hochvolt-Technologien bei E-Autos voranzutreiben und sichere Standards zu etablieren. ODYSSEV ist auf 42 Monate angelegt und wurde Anfang 2026 mit einem Kick-off in Saragossa gestartet. Es wird von der EU über das Horizon-Europe-Programm unterstützt und umfasst 14 Partner aus acht europäischen Ländern.

Die Innovation hinter Hochvolt-Systemen liegt darin, dass sie mit höherer Spannung arbeiten, um die Energieübertragung zu optimieren. Ein einfaches Beispiel verdeutlicht dies: Strom fließt wie Wasser durch einen Schlauch. Entweder benötigt man einen dickeren Schlauch (mehr Stromstärke) oder einen höheren Druck (größere Spannung). Die Hochvolt-Technologie setzt auf den zweiten Ansatz und ermöglicht damit schnellere Ladezeiten bei geringeren Kabeldurchmessern, was Gewicht und Kosten spart. Zudem erzeugen diese Systeme weniger Abwärme, wodurch Energieverluste reduziert werden.

Der Einsatz von Spannungen über 1000 Volt ist jedoch mit Herausforderungen verbunden. Die Anforderungen an Isolationsmaterialien steigen, herkömmliche Silizium-Halbleiter stoßen an ihre Grenzen, und die Batterien müssen den hohen Energieeinstrom beim Schnellladen bewältigen, ohne zu überhitzen. An diesen Punkten setzt das ODYSSEV-Projekt an.

„Der nächste konsequente Schritt in der Elektromobilität“

Das Projekt vereint Forschungseinrichtungen und Unternehmen, darunter die Universitäten Bremen und Dortmund. Zudem sind Industriepartner wie Mitsubishi Electric Europe und ZF Friedrichshafen beteiligt. „Mit ODYSSEV gehen wir den nächsten konsequenten Schritt in der Elektromobilität“, sagt Markus Thoben, Leiter des Projekts. „Hochvolt-Technologien jenseits von 800 Volt ermöglichen nicht nur dramatisch kürzere Ladezeiten, sondern auch leichtere Fahrzeuge durch dünnere Kabel und höhere Gesamteffizienz durch reduzierte Energieverluste.“

Besonders bemerkenswert an ODYSSEV ist laut den Verantwortlichen, dass das Projekt die gesamte Entwicklungskette abdeckt – von innovativen Halbleitern über leistungsstarke Powermodule bis hin zur Integration in Schlüsselkomponenten wie Bordladegeräten und Traktionswechselrichtern. Ein spezieller Elektromotor, der für die Hochvolt-Architektur entwickelt wird, bilde zusammen mit einem rekonfigurierbaren Batteriepaket das Fundament für „ein hocheffizientes, skalierbares Antriebssystem“.

Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts liegt in der Nutzung digitaler Methoden zur Beschleunigung der Entwicklung. „Unsere Aufgabe ist es, das komplexe Zusammenspiel aller Komponenten zu orchestrieren und die Entwicklungsprozesse durch digitale Methoden zu beschleunigen“, erklärt Seyed Saeed Mirsafian, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Projekt. „Wir bringen unsere Expertise in der Modellbildung und Simulation ein, um bereits am Computer zu optimieren, was später auf der Straße funktionieren muss.“

Das Projekt ist Teil einer strategischen Initiative der EU, um Europa eine führende Rolle bei der Entwicklung von E-Antrieben zu sichern und die Klimaziele im Verkehrssektor zu erreichen. Der erste Demonstrator soll auf der LaSiSe-Teststrecke in Selm erprobt werden. Das nächste Koordinationstreffen der ODYSSEV-Partner ist für Juni an der Fachhochschule Dortmund geplant.