In Elektro- und Hybridfahrzeugen kommen derzeit unterschiedliche Spannungsniveaus zum Einsatz. Sogar Fahrzeuge vergleichbarer Größe und Reichweite arbeiten mit unterschiedlicher Nennspannung. Gleichzeitig sind Elektro- und Hybridfahrzeuge im Vergleich zu Fahrzeugen mit herkömmlichem Antrieb teuer. Ein Ansatzpunkt zur Kostenreduzierung kann die Standardisierung von Komponenten sein. Daher wird in diesem Forschungsvorhaben nach optimalen Spannungsleveln gesucht. Dazu werden zunächst die Komponenten einzeln betrachtet und ihre Spannungsabhängigkeiten untersucht sowie Simulationsmodelle entwickelt, die in einem Fahrzeugsimulationsmodell aufgehen. Der Fokus liegt dabei auf der Betrachtung aus Gesamtsystemsicht, um von den Ergebnissen der Komponentenuntersuchungen auf das optimierte Gesamtsystem schließen zu können. Das aufgebaute Fahrzeugsimulationsmodell kann frei parametriert werden, so dass Signifikanzanalysen einfach möglich sind. Es hat sich gezeigt, dass sowohl das Batteriepack als auch die elektrische Maschine im betrachteten Spannungsbereich für jede Spannung optimal ausgelegt werden können. Der Maschinenumrichter erreicht einen optimierten Wirkungsgrad jeweils bei der guten Ausnutzung der Sperrfähigkeit der eingesetzten Halbleiter. Unabhängig davon scheint sich ein Wirkungsgradoptimum im Bereich von 200 - 300 V abzuzeichnen, was jedoch auf Grund der nur geringen Wirkungsgradunterschiede bis hin zu 600 V an Hand einer genaueren Auslegung überprüft werden muss, was mit der abstrakten Betrachtung als Systemsicht nicht möglich ist. Dieser identifizierte Spannungsbereich deckt sich mit den Untersuchungen. Bei Spannungen unter 100 V fällt der Wirkungsgrad auf Grund der hohen Ströme deutlich ab, auch wenn sich durch einen höheren Parallelisierungsgrad sicherlich noch eine Verbesserung erzielen ließe. Der Einsatz eines DC/DC-Wandlers kann sich vor allem bei moderaten Batteriespannungen und Leistungen (z. B. bei Stadtverkehr-Fahrzyklen) lohnen. Weiterhin bietet er eine flexible Möglichkeit, an einem Antriebsumrichter mehrere Batteriepacks, bei mehr als einem DC/DC-Wandler sogar unterschiedlicher Nennspannung, zu betreiben, was sich aufgrund der Redundanz positiv auf die Zuverlässigkeit auswirkt. Außerdem kann er Teil des für Elektro- und Plug-in Hybridfahrzeuge benötigten Ladegeräts sein und durch die galvanische Trennung zusätzlich wichtige Sicherheitsfunktionen mitbringen, wodurch Synergieeffekte genutzt werden.


    Access

    Access via TIB

    Check availability in my library


    Export, share and cite



    Title :

    Bestimmung eines optimalen Spannungsbereichs für zukünftige Hybrid- und Elektrofahrzeuge. Schlussbericht. Berichtszeitraum: 01.04.2010 - 30.09.2011


    Contributors:


    Publication date :

    2011


    Size :

    33 Seiten, 18 Bilder, 5 Tabellen, 14 Quellen


    Type of media :

    Report


    Type of material :

    Print


    Language :

    German