Reichweite bleibt im Massenmarkt das harte Verkaufsargument für Elektroautos, doch die großen Sprünge werden seltener. Porsche Engineering setzt deshalb bei einem Bauteil an, das im Alltag kaum jemand kennt, für Effizienz aber zentral ist: dem Wechselrichter. Dort soll KI Soft Switching die Schaltverluste deutlich senken, vorerst allerdings nur in Simulationen.
Im Wechselrichter Elektroauto wird aus der Batterie-Gleichspannung der Wechselstrom, den der E-Motor braucht. Genau an dieser Stelle entstehen Verluste, die sich nicht allein mit besseren Zellen oder Aerodynamik wegoptimieren lassen. Porsche Engineering argumentiert, dass vor allem das Umschalten der Leistungstransistoren Energie kostet, weil für kurze Zeit gleichzeitig Spannung anliegt und Strom fließt. Das sei physikalisch unvermeidbar, lasse sich aber durch eine intelligentere Ansteuerung so verschieben, dass weniger Verlustleistung entsteht.
Die Logik dahinter ist ein klassischer Zielkonflikt der Leistungselektronik. Hohe Schaltfrequenzen verbessern die Qualität des erzeugten Wechselstroms und helfen, Motoren feinfühliger zu regeln, sie erhöhen aber auch die Schaltverluste. Porsche Engineering beschreibt als Ausweg Soft Switching, also ein Schalten zu Zeitpunkten, an denen Spannung oder Strom am Transistor nahe null liegen. In der Praxis gilt das als anspruchsvoll, weil Last, Drehmoment und Temperatur im Fahrzeug ständig wechseln und damit auch die optimalen Schaltzeitpunkte.
Die Technik ist plausibel, aber der Engpass liegt in der Robustheit
Porsche Engineering setzt nach eigenen Angaben auf Zero Voltage Switching, weil es bei induktiven Lasten wie Elektromotoren besonders geeignet sei und bei höheren Frequenzen Vorteile gegenüber anderen Varianten habe. Zudem verweist das Unternehmen auf moderne Halbleiter wie Siliziumcarbid und Galliumnitrid, die in vielen E-Antrieben an Bedeutung gewinnen, weil sie hohe Spannungen und Temperaturen besser beherrschen als klassisches Silizium. In diesem Umfeld klingen Effizienzgewinne durch bessere Schaltstrategien plausibel, denn jeder Prozentpunkt weniger Verlustleistung reduziert Wärme und damit Aufwand für Kühlung und Packaging.
Der entscheidende Punkt ist allerdings, ob ein Ansatz, der in idealisierten oder teilidealisierten Umgebungen funktioniert, auch unter Serienbedingungen stabil bleibt. Leistungselektronik muss extreme Randbedingungen abkönnen, von Alterung über Fertigungstoleranzen bis zu Störsignalen. Genau hier beginnt die redaktionelle Einordnung: Ein Algorithmus, der “optimal” schaltet, muss nicht nur effizient sein, sondern vor allem vorhersehbar, fehlertolerant und nachweisbar sicher. Das ist im Fahrzeugkontext kein Nice-to-have, sondern Voraussetzung für Zulassung, Gewährleistung und Haftungsfragen.
KI Soft Switching verschiebt den Wettbewerb in Richtung Software und Daten
Neu ist an dem Vorhaben weniger das Grundprinzip als die Behauptung, es über KI in Echtzeit beherrschbar zu machen. Porsche Engineering beschreibt eine zusätzliche Schaltung um die Transistoren, die als Auxiliary Resonant Pole Converter bekannt ist, und kombiniert diese mit einem vortrainierten Algorithmus, der aus vielen Messwerten die Schaltzeitpunkte berechnet. Volker Reber, Leiter Funktions- und Softwareentwicklung, wird mit dem Satz zitiert: „Das Problem wird umso größer, je öfter die Transistoren umgeschaltet werden“. Der Kern ist dabei nicht die Wortwahl, sondern die Implikation: Je leistungsfähiger die Regelung, desto stärker steigt der Bedarf an Rechenzeit, Sensorik und sauberer Systemintegration.
Damit rückt ein klassisches Hardwarethema näher an Softwarelogik und Datenanmutung heran. Porsche Engineering nennt rekursive neuronale Netze und Reinforcement Learning als untersuchte Methoden, also Ansätze, die je nach Ausprägung entweder sehr präzise Vorhersagen liefern oder schnell reagieren können. Für Leserinnen und Leser ohne KI-Hintergrund lässt sich das so übersetzen: Das System lernt aus vielen Beispielen, wann es am “günstigsten” schaltet, und versucht diese Entscheidung dann unter wechselnden Bedingungen in Millisekunden oder weniger zu wiederholen. Gerade im Wechselrichter Elektroauto ist dieser Zeitfaktor kritisch, weil eine Verzögerung nicht nur Effizienz kostet, sondern im Extrem auch Bauteile stressen kann.
Die versprochenen Effekte wären für Plattformen und Lieferketten relevant
Porsche Engineering spricht von einer Reduktion der Schaltverluste um 70 bis 95 Prozent und von Reichweitengewinnen im hohen einstelligen Prozentbereich in bestimmten Betriebsfenstern. Solche Zahlen klingen spektakulär, sind aber nur dann belastbar, wenn klar ist, unter welchen Lastpunkten, Temperaturen und Fahrprofilen sie erzielt werden. In der Praxis entscheidet oft nicht der Bestfall, sondern der Durchschnitt über Kosten und Nutzen, etwa im WLTP-nahen Betrieb oder bei Autobahnlast. Trotzdem ist die Richtung relevant: Wenn Schaltverluste wirklich stark sinken, entstehen mehrere Kaskadeneffekte, von weniger Abwärme bis zu kleineren Kühlkörpern.
Genau diesen Dominoeffekt stellt Porsche Engineering in den Vordergrund. Weniger Wärme könnte geringere Kühlanforderungen ermöglichen, Bauteile kompakter machen und Leiterplattenlayouts vereinfachen, weil Filterkomponenten teilweise entfallen könnten. Das Unternehmen nennt zudem ein potenziell um 20 bis 50 Prozent geringeres Wechselrichtervolumen. Für Fahrzeugplattformen wäre das mehr als nur eine Effizienzkennzahl, denn Bauraum ist im E-Auto ein hartes Gut und kann über Innenraum, Crashstruktur oder Kosten entscheiden. Auch für Zulieferketten wäre es relevant, weil kleinere und kühler laufende Inverter die Auswahl bei Gehäusen, Kühlplatten und Materialeinsatz verändern könnten.
Als Softwarelösung für OEMs könnte der Ansatz schneller skalieren als neue Hardware
Strategisch interessant ist der Vermarktungsweg. Porsche Engineering stellt in Aussicht, das KI Soft Switching als Softwarelösung für OEMs und Tier-1-Zulieferer anzubieten, also als Bibliotheken, die wie ein Plugin in bestehende Steuergeräte integriert werden könnten. Souhaib Touati, Fachprojektingenieur, wird dazu mit dem Satz zitiert: „Dabei bieten wir OEMs und Tier-1-Zulieferern einen großen Vorteil: Das KI-basierte Soft Switching wird rein über Software-Bibliotheken realisiert und kann darum quasi wie ein Plugin in bestehende Steuergeräte integriert werden“. Das ist eine klare Positionierung: weniger als Komponentenlieferant, stärker als Engineering- und Softwarepartner.
Ob das tatsächlich “quasi” so einfach wird, hängt aber von der Integrationsrealität ab. Selbst wenn der Hardware-Änderungsaufwand begrenzt bleibt, müssen Kalibrierung, Sicherheitskonzepte und Diagnosepfade in die Fahrzeugarchitektur passen. Außerdem stellt sich die Frage, wie sich ein vortrainierter Algorithmus über Lebensdauer, Bauteilstreuung und Softwareupdates hinweg verhält und wie transparent seine Entscheidungen für Validierung und Audits sind. Langfristig könnte genau diese Art von Softwarelösung für OEMs den Wettbewerb verschieben: Wer die Regelung beherrscht, kann Leistungselektronik länger auf Plattformen halten, schneller nachschärfen und Effizienzgewinne per Update adressieren, sofern Regulatorik und Sicherheitsanforderungen das zulassen.
Quellenhinweis:
Der Artikel basiert auf einer Pressemitteilung von Porsche Engineering, die von unserer Redaktion um weitere Informationen ergänzt wurde.
