Elektrotechnisches Institut (ETI)

Programmierung eines Algorithmusses zur Wirkungsgradoptimierung im E-Fahrzeug

  • Motivation

    Am Elektrotechnischen Institut (ETI) werden diverse Untersuchungen rund um den elektrischen Antriebsstrang eines E-Fahrzeuges getätigt. Der elektrische Antriebsstrang bietet im Betrieb zahlreiche Freiheitsgrade um seinen Wirkungsgrad zu beeinflussen.

     

    E-Cell
    Abbildung 1: Mercedes-Benz E-Cell SLS (Quelle: Daimler AG)

     

    Die angesprochenen Einflussgrößen liegen unter anderem in der vom DC/DC-Wandler definierten Zwischenkreisspannung UZK und seiner Taktfrequenz fDC/DC. Ebenso wirkt sich die Ansteuerart und -frequenz des Inverters fDC/AC auf die Verlustleistung und somit auf den Gesamtwirkungsgrad aus.

    In der Arbeit soll zunächst ein mathematisches Modell erarbeitet werden, dass in Abhängigkeit der Stellgrößen die Verlustleistung ermittelt. Besonders bei den im Motor auftretenden Verlusten müssen hierbei die Auswirkungen der Taktung beachtet werden.

    Der wesentliche Teil der Arbeit soll sich anschließend damit beschäftigen, mittels schneller Optimierungsalgorithmen (Evolutionäre Algorithmen, Schwarmintelligenz, etc.) die auftretenden Verluste zu minimieren.

     

    Aufgabenstellung

    • Grundlegende Einarbeitung in Leistungselektronik und Regelung elektrischer Antriebe
    • Einarbeitung in das vorliegende Simscape-Simulationsmodell des elektrischen Antriebsstranges
    • Erstellung eines mathematischen Modells zur Verlustleistungsberechnung
    • Programmierung verschiedener Optimierungsalgorithmen und Integration des Verlustleistungsmodells
    • Bewertung der Algorithmen (Rechenzeit vs. „Treffsicherheit“)