Um die notwendige Leistung des Elektromotors in Hybrid- und Elektrofahrzeugen zu gewährleisten werden Hochvoltbatterien verwendet. Die Spannung der Hochvoltbatterie liegt typischerweise zwischen 200 V und 450 V, wobei der Trend zu noch höheren Spannungen besteht. Gleichzeitig sind weiterhin klassische Niedervolt-Lasten wie z.B. Beleuchtung oder Audiosysteme in den Fahrzeugen vorhanden, die über die konventionelle 14 V Batterie gespeist werden. Die Entwicklung des Leistungstrafos und der Drosseln für einen Bordnetzwandler stellen sowohl den Wandlerhersteller als auch den Bauelementehersteller vor neue Aufgaben. Die hohen Ausgangsströme stellen besondere Anforderungen an das Design der Trafowicklung sowie an das Sättigungsverhalten der Ausgangsdrossel. Es wird gezeigt, dass die notwendige Minimierung der Wicklungsverluste im Trafo durch eine Verschachtelung von Primär- und Sekundärwicklung möglich wird. Weiterhin wurde die konstruktive Anbindung und Entwärmung diskutiert. Die thermisch optimale Ankopplung sowohl des Kernes, als auch der Wicklung sind hierbei besonders wichtig. Mögliche Maßnahmen sind das Verwenden von Wärmeleitfolie oder Vergussmassen. Für das Design der Ausgangsdrossel ist die Auswahl des Kernmaterials besonders wichtig. Eine hohe Sättigungsflussdichte und geringe Verluste bei 100 °C zeichnen das EPCOS Material N92 aus. Hierdurch werden kompakte Bauformen möglich. Die Befestigung der induktiven Komponenten im Wandler hat einen besonderen Einfluss auf die Qualifizierung der Bauteile. Vibrationsbelastungen und Schockbelastungen können nur sinnvoll im Wandler getestet werden. Ein für das Gesamtsystem optimales Ergebnis kann nur erreicht werden, wenn die Konzepte für die Befestigung, Kontaktierung, sowie für die Entwärmung gemeinsam mit dem Wandlerhersteller entwickelt werden.
Auslegung induktiver Bauelemente für Bordnetzwandler in Hybrid- und Elektrofahrzeugen
2010
11 Seiten, 10 Bilder, 1 Tabelle, 6 Quellen
Conference paper
German
Auslegung induktiver Bauelemente fuer Bordnetzwandler in Hybridfahrzeugen und Elektrofahrzeugen
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