Onlineanpassung von Betriebsparametern eines Modular Multilevel Series Parallel Converters

  • Motivation


    Am ETI wird aktuell an einem neuartigen modularen Umrichter für eine Automotive-Anwendung geforscht. Durch die verwendete Topologie des Modular Multilevel Series Parallel Converters stehen viele Freiheitsgrade zur Verfügung, die zur Verfolgung von teilweise gegenläufigen Zielen genutzt werden können.
    In vorangegangen Arbeiten wurde der Umrichter in einem Prüfstand bereits in Betrieb genommen und darauf ein modellprädiktiver Regler mit einem begrenzten Regelhorizont implementiert. Durch die Nachführung von Betriebsparametern in einem überlagerten Algorithmus soll nun die Betriebsstrategie des Umrichters dynamisch an die aktuelle Situation und ein zu erwartendes Lastprofil angepasst werden. Ziel der Arbeit ist es, durch die Onlineanpassung eine effizientere Betriebsführung über einen längeren Zeitraum zu erreichen, um die Reichweite eines Elektrofahrzeugs zu erhöhen.

     

     

    Aufgabenstellung

    Die Funktionalität der internen Regelung des Umrichters soll auf dem vorhandenen System, bestehend aus einem FPGA und einem DSP, um eine Echtzeit-Parameteranpassung erweitert werden. Dabei sollen die Zustandsgrößen des Systems (Ladezustand der Batterien, Temperatur, Strombelastung einzelner Zellen, etc.) berücksichtigt werden, um die Energieeffizienz zu erhöhen und die Bauteilbelastung zu reduzieren.
    Der zu entwickelnde Algorithmus soll dabei adaptiv die Betriebsparameter passend zum Systemzustand nachführen.
    Anhand von Simulationen und Messungen sollen die erarbeiteten Strategien einander gegenübergestellt und bewertet werden.