Forschungsberichte E-MOTIVE

Effizienz- und Temperaturmanagement

FVA 633 II, IGF-Nr. 19 LN

Gesamtsimulationsmodell; Aufteilung und Schnittstelle zwischen dem physikalischen Modell der der Steuerung/Regelung

Abgeschlossen: Adaptives Effizienz- und Temperaturmanagement von Antriebssystemen für die Elektrotraktion   

Die in diesem Projekt erarbeitete Betriebsstrategie sieht zum einen die Minderung der Gesamtverluste im Antriebssystem vor, zum anderen wird auch die thermische Belastung der leistungselektronischen Komponenten gemindert. Hierzu nutzt sie im Wechselrichter die Möglichkeit die Schaltfrequenz und das Modulationsverfahren im laufenden Betrieb zu variieren. In der elektrischen Maschine wird die Flussverkettung betriebspunktabhängig angepasst. Durch eine Erweiterung des Antriebssystems um einen  DC/DC-Wandler ist es möglich, zusätzlich die Zwischenkreisspannung als Optimierungsparameter hinzuzuziehen. Für den DC/DC-Wandler wurden ebenfalls wirkungsgradoptimale Regelungsstrategien erarbeitet und eingebunden, um den Komponentenwirkungsgrad möglich optimal einzustellen. Diese wurden simulationsgestützt entwickelt und untersucht. Anschließend wurden diese messtechnisch erfolgreich validiert.

Durch die optimale thermische Ausnutzung kann eine Skalierung der Chipfläche erfolgen, wodurch ein Produktionskostenvorteil erzielt werden kann. Weiter kann durch die wirkungsgradsteigernden Maßnahmen eine Reichweitenvergrößerung der verwendeten Traktionsbatterie erreicht werden, wodurch wiederum eine kleinere Batterie ausreichend und dadurch eine Kosteneinsparung erzielt werden kann.

Das IGF-Vorhaben 19 LN der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.