Auslegung, Aufbau und Inbetriebnahme eines 100 kW Synchronwandlers zur Anpassung der Zwischenkreisspannung eines E-Fahrzeuges

  • Motivation

    Am Elektrotechnischen Institut (ETI) werden verschiedene Topologien für den elektrischen Antriebsstrang von E-Fahrzeugen untersucht. Ein wesentlicher Unterschied bei der Konzeption der Leistungselektronik liegt im Einsatz eines DC/DC-Wandlers zur Stabilisierung bzw. variablen Anpassung der Zwischenkreisspannung Uzk des Inverters. Der (Serien-)Einsatz eines DC/DC-Wandlers im Kfz-Bereich stellt an die Komponenten der Leistungselektronik jedoch besonders hohe Anforderungen an Wirkungsgrad, Kosten und Masse. Um diese Kriterien zu berücksichtigen, wurde ein Optimierungsalgorithmus für die Hardwareauslegung programmiert. Die im Algorithmus getroffenen Annahmen konnten bereits anhand eines in der Leistung herunterskalierten Aufbaus validiert werden und sind nun auf eine größere Leistungsklasse zu übertragen.

     

    Aufgabenstellung

    • Auswahl geeigneter Bauteile
    • Bauteilparameter in bereits vorhandenen Optimierungsalgorithmus einpflegen (Wirkungsgradoptimierung)
    • Aufbau des optimierten Wandlers
    • Sicherheitskonzept für Anwender und Bauteile ausarbeiten
    • Schaltungsdesign
    • Aufbau
    • Inbetriebnahme