Zur Optimierung der Leistungsdichte und Effizienz unterschiedlicher leistungselektronischer Wandler, die in Antriebssträngen von Elektrofahrzeugen Verwendung finden, werden unterschiedliche technische, strukturelle und methodische Ansätze entwickelt, theoretisch analysiert und im Rahmen von prototypischen Aufbauten praktisch erprobt. Zu den verfolgten Ansätzen gehören der Einsatz von Siliziumkarbidleistungshalbleitern, eine besonders kompakte Anordnung zur Laststrommessung, Schaltungstopologien mit versetzt schaltenden Halbleitern (Interleaving) sowie intelligente Treiberstufenkonzepte. Weiterhin werden Vorschläge für Struktur und Spannungslage zukünftiger Bordnetze, hochintegrierte Hochvolt-Systeme, eine flexible Verlustleistungsberechnungsmethode sowie Optimierungsansätze für die Vermessung schnell schaltender Leistungshalbleiter dargelegt. Erprobt werden alle Ansätze in einem bidirektionalen Gleichstromsteller (100 kW), einem kompakten Onboard-Ladegerät (22 kW) und einem leistungsfähigen Antriebswechselrichter (250 kW).
- 249 Seiten
- German
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Information
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9783736975941
Auflage
1Inhaltsverzeichnis
- 1 Einleitung
- 1.1 Ziele und Forschungsfragen
- 1.2 Motivation und Einordnung in einen globalen Kontext
- 1.3 Struktur, Inhalte und Vorgehen der Arbeit
- 2 Hardwaretechnologien zur Steigerung von Effzienz und Leistungsdichte
- 2.1 Definition von Leistungsdichte und Effzienz
- 2.2 Siliziumkarbidleistungshalbleiter
- 2.3 Kompakte Stromsensorik
- 2.4 Schaltungstopologien mit zeitlich versetztangesteuerten Halbbrücken
- 2.5 Intelligente Treiberelektronik
- 2.6 Zusammenfassung der untersuchten und entwickelten Technologien
- 3 Strukturelle und methodischeAnsätze
- 3.1 Spannung des Hochvoltbordnetzes
- 3.2 Systementwurf auf der Grundlage von Funktionsmodulen
- 3.3 Methoden zur Verlustleistungsberechnung
- 3.4 Messtechnische Bestimmung verlustrelevanter Bauteilparameter
- 3.5 Zusammenfassung der strukturellen und methodischen Ansätze
- 4 Validierung der technologischen Ansätze in ausgewählten Fahrzeugkomponent en
- 4.1 Bidirektionaler Gleichstromsteller
- 4.2 Trafoloses Schnellladegerät
- 4.3 Antriebswechselrichter
- 5 Bewertung der untersuchten Optimierungsansätze
- 5.1 Einzelbewertungen
- 5.2 Bewertung der untersuchten Technologien im Zusammenspiel
- 5.3 Zusammenfassung der Bewertungen
- 6 Zusammenfassung und Ausblick
- Literatur
- Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen und Indizes
- Lebenslauf