Es werden alternative Wege gezeigt, um mit derzeit verfügbaren 450 V Standard-Komponenten die Anforderung von Hochleistungskonzepten für Nutzfahrzeuge und Sportwagen zu erfüllen. Gekennzeichnet sind diese durch eine sehr hohe Leistungs- und Drehmomentanforderung. Diese hohen Anforderungen werden über einen geschickten Antriebssystemansatz erfüllt, wodurch die Kosten-, Zeit- und Ressourcenintensive Neuentwicklung von Energiespeichern und Leistungselektroniken für diese Nischenmärkte weitgehend vermieden werden kann. Dadurch steigt die Verfügbarkeit von Komponenten und die für Anwendungen mit hoher Lebensdauererwartung so wichtige Größe "time to market.' kann maßgeblich verringert werden. Da bei der Übernahme von Komponenten aus den Baukästen der OEM der Grad an Standardisierung und Modularisierung auch Markt- und Applikationsübergreifend gesteigert werden kann, wirken sich die neuen Konzeptideen auch im Hinblick auf die Amortisierung der Entwicklungs- und Industrialisierungsaufwände positiv auf die Gesamtkosten aus. Es konnte gezeigt werden, dass die Potentiale dieser Antriebskonzepte in enger Wechselwirkung mit den Komponenten Leistungselektronik, deren HW Struktur, Regelungssoftware, E-Maschinendesign und Getriebekonzeption stehen. Es wurde gezeigt, dass sich auch mit schnelllaufenden Asynchronmaschinen in besonders niederohmiger und niederinduktiver Ausführung ein eindrucksvolles Leistungspotential erzielen lässt. Bei niedriger Zwischenkreisspannung geht dies mit einem sehr hohen AC Strombedarf einher, der kurzzeitig im Bereich von 1000 A und mehr liegen kann. An einem ausgeführten Beispiel mit Doppelspeisung zeigte sich, dass sich dieser AC Strombedarf durchaus auf zwei Umrichter halber Stromtragfähigkeit verteilen lässt. Sollten zukünftig auch Komponenten mit DC Spannungsbereichen von 800 Vdc und mehr als commodities verfügbar sein, so lässt sich dieser Ansatz durchaus weiter anwenden und zu elektrischen Antriebssystemen mit noch deutlich gesteigerter Leistung ausbauen. Dies eröffnet dann wiederum Möglichkeiten, um im Bereich von Marine, Off Highway, Mining und Militär weitere Märkte mit automotive qualifizierten und verfügbaren elektrischen Antriebskomponenten zu bedienen.
High Performance Concepts are more and more requested for sport cars and commercial vehicle (CV) markets. These concepts are characterized by a high power and torque demand. For this sort of requirements developers often are forced to choose components with DC Voltages higher than 450 V. Up to now this typically leads to the development of new specific components such as power electronic and battery. This article shows alternative solutions to fulfill the CV and sport cars requirement by using Standard 450 V components.
Hochleistungskonzepte unter Berücksichtigung von standardisierten Komponenten, wie Leistungselektronik und Batterie, aus vorhandenen Baukästen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge
2013
15 Seiten, Bilder, 2 Quellen
Conference paper
German
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