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Hoch effiziente induktive und konduktive Ladesysteme für die Elektromobilität durch den Einsatz von SiC Halbleitern

Vortrag gehalten auf dem 3. Symposium Elektromobilität 2014, Ostfildern/Stuttgart, Germany, 20.05.2014
 
: Reichert, S.

:
Volltext urn:nbn:de:0011-n-3322949 (198 KByte PDF)
MD5 Fingerprint: 072bba05b5540c21b30a2b15557827c3
Erstellt am: 27.3.2015


2014, 5 S.
Symposium Elektromobilität <3, 2014, Ostfildern>
Deutsch
Vortrag, Elektronische Publikation
Fraunhofer ISE ()
Elektrische Energiesysteme; Energieeffiziente Leistungselektronik; Emissionsfreie Mobilität; Elektromobilität; Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge; Laden; Ladeinfrastruktur; SiC-Halbleiter

Abstract
Künftige batterieelektrische Fahrzeuge benötigen eine hoch effiziente, kostengünstige und weit verbreitete Ladeinfrastruktur. Kernkomponenten hierfür sind leistungselektronische Wandler, welche die Wechselspannung des Stromnetzes in einen Gleichstrom zur Ladung der Batterie umwandeln. Diese Wandlung findet entweder in der Ladestation (DC-Ladung) oder im Fahrzeug (AC-Ladung) statt. Induktive Ladesysteme benötigen noch weitere Umwandlungsschritte von Gleich- zu einer Wechselspannung mit hoher Frequenz und umgekehrt, um ein hochfrequentes magnetisches Feld aufzubauen und Energie über einen Luftspalt zu übertragen.
Sämtliche Wandlungsstufen erfordern leistungselektronische Wandler, welche aufgrund von hochfrequenten Schaltvorgängen innerhalb der Leistungshalbleiter Verluste erzeugen. Diese Verluste können durch den Einsatz neuer Halbleiterbauelemente aus Siliziumkarbid (SiC) reduziert werden. Gleichzeitig kann aufgrund geringerer Schaltverluste die Schaltfrequenz erhöht werden, um Größe und Gewicht passiver Filter zu reduzieren. Am Fraunhofer ISE wurden innerhalb verschiedener Projekte konduktive und induktive Ladesysteme mit sehr hohen Ladewirkungsgraden entwickelt. Innerhalb des Projektes iZeus wurde ein konduktives Ladegerät mit einem maximalen Wirkungsgrad von über 98% entwickelt. Innerhalb des Projektes GeMo (Gemeinschaftlich-e-Mobilität) wird aktuell ein induktives Ladesystem entwickelt, welches einen maximalen Wirkungsgrad vom Stromnetz bis zur Batterie von 95 % erreicht. Die maximal übertragbare Leistung beträgt 22 kW. Es hat sich gezeigt dass vor allem der Einsatz von Halbleitern aus Siliziumkarbid zu einer Erhöhung des Wirkungsgrades sowie zu einem kompakten Design der leistungselektronischen Wandler geführt hat.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-332294.html