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
type:Masterarbeit
time:08.11.2016
tutor:

M.Sc. Christian Axtmann

Image:

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 Integrati-
on  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 hin-
aus  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  zu-
nächst  die  Festlegung  der  möglichen  Lastfälle.  Im  Anschluss  sollen  die  Auslegung
eines Kühlsystems sowie dessen mechanische Anbindung an die DSC-Module erfol-
gen.  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 Mess-
größen 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 Potential-
analyse  bieten.  Hierzu  gehört  neben  dem  Vergleich  mit  dem  Referenzmodul  auch
eine Separation der Verlustanteile durch Variation der Betriebsparameter. Diese die-
nen anschließend zur Validierung bestehender Berechnungs- und Simulationsmodel-
le.