Leistungselektronik für Hybridfahrzeuge - Einflüsse von Bordnetztopologie und Traktionsspannungslage

Es werden die Auswirkungen analysiert, die sich aus der Wahl des Traktionsspannungsbereichs, der Bordnetztopologie und der elektrischen Energiespeichertechnologie im Hinblick auf die geeignetsten Leistungshalbleiter, auf das Bauvolumen der leistungselektronischen Systeme und auf deren Kostenstruktur ergeben. Die anhand eines Modellsystems in der Leistungsklasse 'Voll-Hybrid' vorgestellten Ergebnisse sind grundsätzlich auch auf andere Leistungsklassen übertragbar. Es zeigt sich, dass moderne IGBTs ab einer maximalen Betriebsspannung von etwa 200 Volt die günstigste Lösung sowohl für den Antriebsumrichter als auch den Traktionsspannungswandler darstellen. Mit steigender Spannungsvariation am elektrischen Energiespeicher schwindet der Kostennachteil einer Bordnetztopologie mit Traktionsspannungswandler und kann sich sogar in einen Vorteil wandeln, wenn die Einsparpotentiale bei den Hilfsantrieben, bei anderen leistungselektronischen Wandlern am Traktionsspannungsbus und bei der Verkabelung berücksichtigt werden. Durch eine geeignete 'wirkungsortnahe' Platzierung der Leistungselektronik kann der Verkabelungsaufwand minimiert, und im Extremfall auf eine eine einzige Hochspannungsverbindung zwischen dem elektrischen Energiespeicher und der Antriebseinheit reduziert werden. Ein wesentlicher Hebel zur Erreichung der ehrgeizigen Kostenziele ist eine Verbesserung des Wärmewiderstands zwischen den Leistungshalbleitern und dem Kühlmedium. Hierzu sind jedoch noch erhebliche F&E-Anstrengungen zur Verbesserung der Aufbautechnik bis hin zu einer doppelseitigen Kühlung der Leistungshalbleiter erforderlich. Entnommen aus <a_href="http://www.fiz-technik.de/db/b_tema.htm" target="_blank">TEMA</a>