Hybridantriebe haben heute das Potential zur Energieeinsparung im Automobil. Eine wesentliche Komponente des Hybridsystems ist dabei der elektrische Antrieb in Kombination mit dem Verbrennungsmotor und der Batterie. Der elektrische Motor wird über einen Umrichter bestehend aus der Leistungs- und Ansteuerelektronik angetrieben. Wesentliches Augenmerk ist auf die Auslegung der Leistungselektronik gemäß den Anforderungen aus den unterschiedlichen Betriebsfällen im Fahrmodus sowie unter Berücksichtung der Umgebungsbedingungen im KFZ zu legen. Durch entsprechende Ansteuerverfahren lässt sich mittels der Leistungselektronik die im Hybridfahrzeug vorhandene DC-Spannung (Batterie) in eine AC-Spannung (Motor) umformen. Solche Leistungselektroniken sind heute in Industrie- und Traktions- Anwendungen etabliert und mit entsprechenden Halbleitern versehen. Die Halbleiterschaltungen werden üblicherweise in Modulbauform realisiert. Die spezifischen Hybrid - Systemanforderungen für Leistungshalbleiter im Fahrzeug werden diskutiert. Unterschiede zu Industrie- und Traktionsanwendungen werden aufgezeigt. Umgebungs- und Systembedingungen wie starke Vibrationen, hohe Temperaturen, transiente Belastungen, hohe Leistungsdichte oder eine hohe Zahl von Lastzyklen nehmen erheblich Einfluss auf die Gestaltung und Verwendung möglicher Technologien. Verschiedene Bedingungen erfordern hier unterschiedliche Halbleiterkonzepte. Die Eignung vorhandener Halbleitertechnologien wird bewertet. Ein Vergleich unterschiedlicher Aufbau- und Verbindungstechniken wird hinsichtlich Zuverlässigkeit und Ausfallmechanismen durchgeführt. Dies wird an Beispielen verdeutlicht. Auf neuste Ergebnisse aus dem Bereich der Verbindungstechnik wird eingegangen. Zukünftige Trends bei Leistungshalbleitermodulen für Hybridantriebe werden aufgezeigt und Lösungen vorgestellt.
Leistungshalbleitermodule für Hybridantriebe: Anforderungen, Grenzen, zukünftige Trends
2007
15 Seiten, 16 Bilder, 4 Tabellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
HYBRIDANTRIEBE - Anforderungen an Hybridprüfstände der Zukunft
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