Elektrotechnisches Institut (ETI)

Aufbau eines DC/DC-Wandlers zur Validierung eines Optimierungsalgorithmus

  • 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 erster Optimierungsalgorithmus für die Hardwareauslegung programmiert. Die im Algorithmus getroffenen Annahmen sowie die ermittelte optimale Auslegung gilt es nun mittels eines Hardwareaufbaus zu überprüfen.


    Mercedes-Benz E-Cell SLS: Elektrofahrzeug mit vier Elektromotoren
    Abbildung 1: Mercedes-Benz E-Cell SLS (Quelle: Daimler AG)

     

    Aufgabenstellung

    • Sinnhaftes Herunterskalieren der Betriebsspannung und der Leistung des Wandlers
      (derzeit Ue = 250–400 V, Ua = 250–600 V, Pmax = 100 kW)
    • Auswahl geeigneter Bauteile für neuen Betriebspunkt
    • Bauteilparameter in Optimierungsalgorithmus einpflegen
    • Aufbau des optimierten Wandlers
      • Sicherheitskonzept für Anwender und Bauteile ausarbeiten
      • Schaltungsdesign
      • Aufbau
      • Inbetriebnahme
      • Messergebnisse mit Berechnung der Optimierung vergleichen und Optimierungsrechnungen anpassen