Man driving a car

Elektromobiliät – die Brücke zu einer grüneren Zukunft

Durch die Verbindung von Nachhaltigkeitszielen, Intelligenz und Sicherheit ebnen Elektroautos den Weg in eine neue Ära der Mobilität.

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Juli 10, 2025

Intelligenter Motor des Fortschritts: Halbleiter sind der Antrieb für das nächste Zeitalter der Mobilität

Man stelle sich folgendes Szenario vor: In der Stadt herrscht Rushhour, die Straßen sind voller Pendler. Doch etwas ist anders als sonst. Kein Motorengeheul, kein Quietschen von Reifen und Bremsen, keine Abgaswolken, die bisher das Stadtbild geprägt haben. Statt des typischen Stop-and-Go-Chaos fließt der Verkehr mit Leichtigkeit dahin. Sobald die Ampel an der Kreuzung auf Grün springt, rollen die Autos geräuschlos an. Sofortiges Drehmoment, sanfte Beschleunigung. Die Fenster sind heruntergekurbelt und lassen die frische, saubere Morgenbrise herein.

Die Autos in dieser Stadtlandschaft fahren elektrisch. Dies ist keine Vision einer fernen Zukunft, sondern beschreibt ein neues Mobilitätszeitalter. Eine Ära, in der Elektrofahrzeuge neu definieren, wie sich Städte bewegen und wie Menschen Bewegung erleben. Elektroautos sind in vielerlei Hinsicht die bessere Alternative zu herkömmlichen Fahrzeugen. Sie tragen zu lebenswerteren Städten bei und bieten ein komfortables und angenehmes Fahrgefühl. Der Schlüssel dazu sind Halbleiter. Jedes Mal, wenn ein Elektroauto anspringt, arbeiten Tausende von Chips im Hintergrund, um das Fahren effizienter, autonomer, vernetzter und sicherer zu machen.

Warum Städte mit Elektrofahrzeugen grüner atmen

Der Transport von Menschen und Gütern ist weltweit nach wie vor einer der Hauptverursacher von CO₂-Emissionen. Vor allem in dicht besiedelten städtischen Gebieten trägt der Straßenverkehr weiterhin wesentlich zur Feinstaubbelastung bei. Elektrofahrzeuge adressieren diese Herausforderungen gleich in mehrfacher Hinsicht: Sie verbrennen keine fossilen Brennstoffe auf der Straße und produzieren daher keine Abgase. Gleichzeitig senken sie den Schadstoffausstoß beim Bremsen und Beschleunigen. Selbst beim heutigen weltweit vorherrschenden Strommix stoßen Elektrofahrzeuge über ihren Lebenszyklus weniger CO₂ aus als Autos mit Verbrennungsmotor. Der Grund: Sie setzen, mehr Energie in Bewegung um. Werden Elektrofahrzeuge in intelligente Stromnetze integriert und mit erneuerbaren Energien wie Solar- und Windenergie aufgeladen, lassen sich die Emissionen sogar auf nahezu Null reduzieren.

Elektrofahrzeuge punkten mit der Art und Weise, wie sie beschleunigen und bremsen. Elektroautos verfügen in der Regel über eine effiziente Antriebstechnik, die eine sanftere Beschleunigung ermöglicht. Dadurch werden die Reifen weniger belastet, was wiederum den Verschleiß der Reifen verringert. Außerdem nutzen Elektrofahrzeuge die Vorteile des regenerativen Bremsens. Anstatt Bremsenergie als Wärme an die Bremsen und die Umwelt abzugeben, wird sie in elektrische Energie umgewandelt. Diese Technologie senkt nicht nur den Energieverbrauch, sondern minimiert auch den Verschleiß der Bremsen und damit indirekt den Feinstaub, der durch Reibung und Abrieb freigesetzt wird. Zwar verursachen auch Elektrofahrzeuge Feinstaub durch Reifenabrieb, dank geringerer Brems- und Beschleunigungsvorgänge kommt es im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren jedoch zu weniger Emissionen.

All dies sind Vorteile für die Automobilindustrie, für die die Reduzierung der CO₂-Emissionen eine der größten Herausforderungen darstellt. Die strenge CO₂-Gesetzgebung zwingt die Autohersteller dazu, Emissionen zu reduzieren, ansonsten drohen hohe Geldstrafen. Viele führende Autohersteller haben sich verpflichtet, bis 2050 in ihrer gesamten Wertschöpfungskette Netto-Null-Emissionen zu erreichen.

Die gute Nachricht: Die globale Elektromobilitätsrevolution rollt. Im Jahr 2024 wurden 11 Millionen batteriebetriebene Elektrofahrzeuge produziert, Tendenz weiter steigend. Schätzungen zufolge sollen im Jahr 2030 32 Millionen batterielektrische Fahrzeuge hergestellt werden. (Infineon Schätzungen auf Basis des S&P Automotive Semiconductor Tracker – Oktober 2024)

Halbleiter-Innovationen für einen grüneren Weg in die mobile Zukunft

Leistungsstarke Technologien sorgen dafür, dass immer mehr Elektrofahrzeuge über die Straßen rollen. Die meisten dieser Technologien verbergen sich unsichtbar unter der Motorhaube. Halbleiter, diese winzigen, leistunsstarken Komponenten, sind die stillen Möglichmacher der Elektroautorevolution und sorgen für das reibungslose Zusammenspiel von Batterie, Motor und Ladeinfrastruktur. Von der Optimierung des Batteriemanagements bis hin zur Verkürzung der Ladezeiten sind Halbleiter unverzichtbar, um die Grenzen heutiger Elektroautos zu verschieben. Sensoren und Mikrocontroller messen und steuern jedes Detail mit einer Präzision von Millisekunden und sogar Nanosekunden. Leistungshalbleiter, wie sie zum Beispiel in Traktionsumrichtern eingesetzt werden, wandeln den Strom aus der Batterie in Strom für den Motor um.

Leistungsstarke Traktionsumrichter für Elektrofahrzeuge

Der Traktionsumrichter ist in Elektrofahrzeugen im wahrsten Sinne des Wortes der Dreh- und Angelpunkt. Er ist für die Regelung von Drehmoment und Drehzahl des Motors zuständig, ermöglicht das regenerative Bremsen zum Aufladen der Batterie und sorgt für eine optimale Leistungsabgabe. Hier kommen die Umrichterkomponenten von Infineon für Elektrofahrzeuge ins Spiel. Sie sind so konzipiert, dass sie Reichweite und Zuverlässigkeit optimieren, sodass Fahrer eines Elektrofahrzeugs ein längeres Fahrvergnügen pro Ladung sowie gleichbleibende Leistung genießen können.

Infineon beschleunigt den Fortschritt der Elektromobilität mit hochskalierbaren Systemlösungen, die für den Einsatz in Fahrzeugen qualifiziert und auf die spezifischen Anforderungen von Umrichtern für Elektrofahrzeuge zugeschnitten sind. Diese Lösungen sind nicht nur auf Effizienz und Leistungsoptimierung ausgerichtet, sondern ermöglichen zudem eine schnelle Markteinführung, sodass die Hersteller diese Spitzentechnologie zügig in ihre Fahrzeuge integrieren können.

Die Nutzung innovativer Materialien wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) ist der Schlüssel zur Minimierung von Energieverlusten. Sie verbessern die Umwandlung des Gleichstroms aus der Batterie in den Wechselstrom, der den Motor antreibt, und sorgen auf diese Weise dafür, dass die Energie optimal genutzt wird. Diese Effizienz zeigt sich auch bei der intelligenten Rückgewinnung von Bremsenergie, das bedeutet, dass Energie, die sonst verloren ginge, zurückgewonnen und wiederverwendet wird.

Durch die Optimierung des Wechselrichtersystems tragen Halbleiter entscheidend dazu bei, dass Elektrofahrzeuge mit einer einzigen Ladung eine deutlich längere Strecke zurücklegen können – und zwar ohne Leistungseinbußen. Jede eingesparte Kilowattstunde lässt sich direkt in zusätzliche Kilometer auf der Straße umrechnen. Dies verdeutlicht den großen Einfluss fortschrittlicher Halbleitertechnologie auf die Effizienz und Reichweite von Elektrofahrzeugen.

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Optimierung der Batterien von Elektrofahrzeugen

Hinter jeder Hochvoltbatterie steckt ein ausgeklügeltes Batteriemanagementsystem. Es ist das Gehirn der Batterie und überwacht untunterbrochen den Zustand jeder einzelnen der hunderten oder gar tausenden Batteriezellen, gleicht ihre Belastung aus und schützt jede einzelne Zelle vor Überhitzung oder Tiefentladung. Bei den ersten Anzeichen von Problemen kann es defekte Zellen isolieren.

Infineon ermöglicht fortschrittliche Batteriemanagementlösungen, die die Sicherheit und den Zustand der Batterie in den Vordergrund stellen und gleichzeitig die Reichweite und Leistung des Fahrzeugs erhöhen.

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On-Board-Charging – die versteckte Stromquelle jedes Elektroautos

Jedes Elektrofahrzeug besitzt ein stilles Kraftwerk, das On-Board-Charging, das den Wechselstrom von öffentlichen oder privaten Ladestationen effizient in den Gleichstrom umwandelt, den die Batterie benötigt. Der Strom kommt direkt aus dem Stromnetz, während das Auto geparkt ist. Das On-Board-Ladegerät überwacht nicht nur die Geschwindigkeit, mit der ein Elektrofahrzeug geladen werden kann, sondern hat auch die thermische Belastbarkeit im Blick. Es wirkt gezielt der Hitzeentwicklung während des Ladevorgangs entgegen und sorgt so für eine hohe Effizienz, ohne die Schaltkreise durchzubrennen. Die On-Board-Ladegeräte der nächsten Generation werden noch leistungsfähiger, leichter und effizienter sein und die Art und Weise, wie die elektrische Zukunft angetrieben wird, revolutionieren

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Elektrofahrzeuge auf der Überholspur mit Halbleitern von Infineon Technologies

Laut der neuesten Marktstudie von TechInsights („2024 Automotive Semiconductor Vendor Market Share", März 2025) ist Infineon das fünfte Jahr in Folge die weltweite Nummer eins im Automobilbereich und widmet sich der Dekarbonisierung und Digitalisierung von Autos. Dank der führenden Expertise bei Mikrocontrollern, Sensoren, Leistungshalbleitern sowie Konnektivitäts- und Sicherheitslösungen ist Infineon der bevorzugte Partner für Automobilhersteller auf der ganzen Welt, wenn es um Elektrofahrzeuge geht. Infineon-Halbleiter liefern die Effizienz, Leistung und Intelligenz, die für einen schnellen Übergang in das Zeitalter der Elektromobilität erforderlich sind.

Innovationen im Rampenlicht: Die Infineon Hybrid Pack™ Familie

Das HybridPACK™ Drive G2 Fusion ist die neueste Innovation der erfolgreichen Infineon HybridPACK™ Familie und setzt einen neuen Standard für die Leistungselektronik in der Elektromobilität. Es ist das erste Mal, dass Silizium- (Si) und Siliziumkarbid- (SiC) Technologien in einem einzigen Modul kombiniert wurden. Dies ermöglicht ein optimales Gleichgewicht zwischen Leistung, Effizienz und Kosten – ein großer Schritt in Richtung nachhaltige Mobilität.

Kompromiss zwischen steigender Leistung und niedrigen Kosten

Silizium (Si) ist in der Elektronik weit verbreitet, da es erschwinglich ist und in verschiedenen Anwendungen gut funktioniert. Siliziumkarbid (SiC) ist ein sehr effizientes und leistungsfähiges Material, allerdings ist dieser Rohstoff im Vergleich zu Silizium sehr viel teurer. Die Verwendung von reinem SiC in Elektrofahrzeugen kann dazu beitragen, die Reichweite zu erhöhen und die Ladezeiten zu verkürzen, aber es erhöht auch die Gesamtkosten. Die Verwendung von reinem Silizium senkt zwar die Kosten, kann jedoch die Effizienz und Leistung beeinträchtigen.

Infineons HybridPACK™ Drive G2 Fusion kombiniert Siliziumkarbid und Silizium

Das HybridPACK™ Drive G2 Fusion Modul fungiert als intelligenter Manager, der die Stärken beider Materialien kombiniert. Es nutzt SiC, wo Effizienz entscheidend ist, und verlässt sich auf kostengünstiges Si, wo es ausreicht. Damit werden Elektrofahrzeuge leistungsstark, effizient und erschwinglich.

  • Fahren mit Siliziumkarbid (70% der Fahrsituationen):
    SiC ist ausreichend für typische Fahrten wie Stadtverkehr oder Autobahnfahrten, bei denen nicht ständig eine hohe Leistung benötigt wird.
  • Fahren in anspruchsvollen Situationen (30% der Fahrsituationen):
    Si wird für Szenarien mit hohen Anforderungen eingesetzt, wie z. B. schnelle Beschleunigung oder Bergauffahrten, um Effizienz und Leistung zu gewährleisten.

Was sind die Vorteile?

  • Verbesserte Reichweite: Die Effizienz von SiC in alltäglichen Standardsituationen erhöht die Gesamtreichweite des Fahrzeugs.
  • Niedrigere Kosten: Da SiC nur dort eingesetzt wird, wo es notwendig ist, bleiben die Gesamtkosten deutlich niedriger als bei reinen SiC-Lösungen.
  • Optimale Leistung:  Das Fahrzeug liefert sowohl im Alltag als auch unter schwierigen Bedingungen Spitzenleistungen.

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