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Aufbau einer Drehstrombrückenschaltung mit neuartigen, doppelseitig gekühlten Leistungsmodulen zur Verlustcharakterisierung und Potentialabschätzung für die Elektromobilität

Aufbau einer Drehstrombrückenschaltung mit neuartigen, doppelseitig gekühlten Leistungsmodulen zur Verlustcharakterisierung und Potentialabschätzung für die Elektromobilität
Typ:Masterarbeit
Datum:08.11.2016
Betreuer:

M.Sc. Christian Axtmann

Bearbeiter:

Sven-Erik Asmussen

BESCHREIBUNG   
Durch neue Konzepte in der Elektromobilität, mit mehr als zwei Traktionsmaschinen oder dem Einsatz von mehreren verschiedenen Energiespeichern steigen die Anzahl an leistungselektronischen Systemen im Fahrzeug und der Anspruch an die Integration  der  Leistungselektronik  im Antriebssystem.  Hier  könnten  doppelseitig  gekühlte Leistungsmodule  (DSC-Module)  einen  entscheidenden Vorteil zur Steigerung der Leistungsdichte bringen. Wichtige Parameter in dieser Anwendung sind darüber hinaus beispielsweise Bauraum und Gewicht des  Gesamtsystems, Vibrationsfestigkeit, Dichtigkeit des Kühlsystems, Lebensdauer sowie Wirkungsgrad. Eine Potentialanalyse im Vergleich zu den häufig eingesetzten HybridPACK™ soll entscheidende Vor- und Nachteile identifizieren.


AUFGABE
In der Arbeit sollen zunächst die elektrischen und mechanischen Randbedingungen sowie Kennzahlen zur Potentialabschätzung festgelegt werden. Als Referenzmodul wird ein Hybrid-PACK eingesetzt. Der Entwurf  der  Testumgebung beinhaltet zunächst die Festlegung der möglichen Lastfälle. Im Anschluss sollen die Auslegung eines Kühlsystems sowie dessen mechanische Anbindung an die DSC-Module erfolgen. Ebenso ist der Zwischenkreis  des  Stromrichters  an  Hand  der elektrischen und mechanischen Randbedingungen zu dimensionieren. Zur Ansteuerung der IGBTs soll eine entsprechende Gate-Unit sowie eine Elektronik zur Erfassung relevanter Messgrößen entwickelt werden. Zur Steuerung- und Regelung des Prototyps soll das ETI-DSP-System  zum  Einsatz kommen. Nach der Inbetriebnahme aller Komponenten sollen messtechnische Untersuchungen die Grundlage für eine geeignete Potentialanalyse bieten. Hierzu gehört neben dem Vergleich mit dem Referenzmodul  auch eine Separation der Verlustanteile durch Variation der Betriebsparameter. Diese dienen anschließend zur Validierung bestehender Berechnungs- und Simulationsmodelle.