Ausgangssituation
Die steigende Nachfrage und die sich ständig ändernden gesetzlichen Vorgaben zur Einhaltung der CO2-Emissionen haben verschiedene Automobil-Erstausrüster dazu veranlasst, wichtige Aspekte der Energieverteilung innerhalb eines Elektrofahrzeugs neu zu überdenken. Ein einheitlicher Ansatz betreffend die Energieversorgung, nicht nur der Elektromotoren, sondern aller Teilsysteme eines Fahrzeugs, konnte sich jedoch nicht herauskristallisieren. Diese Situation wird zusätzlich durch den enormen Anstieg des Leistungsbedarfs und der Systemzuverlässigkeit zukünftiger Fahrzeuge verstärkt. Hatten Fahrzeuge mit Verbrennungskraftmotor bisher einen Leistungsbedarf zwischen 600 W und 3 kW, so erwartet man für zukünftige Fahrzeuge auf Grund von zusätzlichen Funktionen (z.B.: autonomes Fahren) einen Leistungsbedarf von deutlich mehr als 3 kW. Es ist offensichtlich, dass eine Steigerung der Fahrzeugfunktionalität das Niederspannungs-Bordnetz enorm belastet. Diese zusätzlichen Anforderungen wirken sich vor allem negativ auf die Zuverlässigkeit der Elektrofahrzeuge aus, die insbesondere für autonome Fahrzeuge einen äußerst wichtigen sicherheitsrelevanten Faktor darstellt und neue, zuverlässigere Architekturen erfordert.
In diesem Projekt werden unterschiedliche Konzepte für spezifische Einsatzbedingungen evaluiert und nach Kriterien wie beispielsweise Zuverlässigkeit und Effizienz bewertet, wobei der Kompromiss zwischen Zuverlässigkeit und zusätzlicher Größe und Gewicht auch berücksichtigt wird.
Darüber hinaus soll ein Konzeptvergleich darüber Aufschluss geben, ob ein System das Potenzial hat, die Niederspannungsbatterie ganz zu ersetzen, wodurch weiter Gewicht reduziert und die Gesamteffizienz der Elektrofahrzeuge verbessert werden kann.
Zielsetzungen:
- Entwicklung einer neuartigen HV-zu-NV-Bordnetzarchitektur im Hinblick auf eine redundante Systemversorgung.
- Diese Redundanz erfordert eine sichere Abschaltfunktion – ein neues Systemkonzept, bei dem Halbleiterschalter anstelle von mechanischen Relais verwendet werden sollen.
- Es ist geplant, Leistungselektronikwandler mit mehreren Eingängen zu verwenden, anstatt die Anzahl einzelner DCDC-Module zu erhöhen, wodurch die Größe und das Gewicht des Gesamtmoduls reduziert werden können.
Projektleitung
Silicon Austria Labs GmbH
DI Albert Frank, Staff Research Engineer, Division Sensor Systems
albert.frank@silicon-austria.com
Projektpartner:innen
- AVL List GmbH
- Infineon Technologies Austria AG
