Adaptives Effizienz- und Temperaturmanagement von Antriebssystemen für die Elektrotraktion

Im Bereich der Antriebssysteme des Individualverkehrs ist ein Trend der zunehmenden Elektrifizierung von Antriebskomponenten zu verzeichnen. Um in Deutschland eine Stetigkeit dieser Entwicklung für die Zukunft und die damit verbundenen Arbeitsplätze nachhaltig zu sichern, ist es notwendig, elektrifizierte Fahrzeuge kostengünstig produzieren zu könne In Hinblick auf die Life-Cycle-Kosten des Gesamtsystems spielt weiterhin die Zuverlässigkeit der einzelnen Komponenten eine wichtige Rolle. In diesem Zusammenhang stellt die thermische Belastung der einzelnen Systemkomponenten einen wichtigen Parameter dar.

Im Verbundprojekt werden regelungstechnische Möglichkeiten für Elektrofahrzeuge entwickelt und untersucht, um den Energieverbrauch im elektrischen Antriebssystem zu senken und die thermische Ausnutzung der Halbleiter in der Leistungselektronik zu steigern. Dafür werden die Freiheitsgrade des elektrischen Antriebssystems, bestehend aus der elektrischen Maschine, dem Wechselrichter und einem zusätzlichen DC/DC-Wandler genutzt, um im laufenden Betrieb eine Anpassung von Schaltfrequenz, dem Modulationsverfahren, der Zwischenkreisspannung und der Rotorflusshöhe in der elektrischen Maschine vorzunehmen. Diese betriebsoptimale Steuerstrategie wird simulationsgestützt entwickelt und ihr Potential Untersucht. An einem Demonstratorprüfstand werden die Ergebnisse anhand von Messungen validiert.

Die IGF-Vorhaben 5 LN und 19 LN der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. wurden 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.