Gleichspannungswandler hoher Leistungsdichte im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
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Aachen
Shaker
2010
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| Schriftenreihe: | Erlanger Berichte Mikroelektronik
2010,2 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 GRUNDLAGEN UND MOTIVATION 5
2.1 ELEKTRISCHE ANTRIEBSKONZEPTE VON KRAFTFAHRZEUGEN 5
2.2 STAND DER TECHNIK BEI ELEKTRISCH ANGETRIEBENEN FAHRZEUGEN 7
2.2.1 HYBRIDFAHRZEUGE 7
2.2.2 ELEKTROFAHRZEUGE 9
2.2.3 BRENNSTOFFZELLENFAHRZEUGE 10
2.3 ENTWICKLUNG ELEKTROCHEMISCHER ENERGIESPEICHER 13
2.4 GLEICHSPANNUNGSWANDLER IM ANTRIEBSSTRANG 17
3 GLEICHSPANNUNGSWANDLER FUER DEN ANTRIEBSSTRANG 19
3.1 TOPOLOGIEN NICHTISOLIERENDER SPANNUNGSWANDLER 19
3.1.1 UNIDIREKTIONALER HOCHSETZSTELLER 19
3.1.2 UNIDIREKTIONALER TIEFSETZSTELLER 21
3.1.3 BIDIREKTIONALER HOCH-ATIEFSETZSTELLER 23
3.1.4 BIDIREKTIONALER VOLLBRUECKEN-GLEICHSPANNUNGSWANDLER 24
3.1.5 INVERSER VOLLBRUECKEN-GLEICHSPANNUNGSWANDLER 24
3.2 REGELUNGSTECHNISCHE BETRACHTUNG VON HOCH-/TIEFSETZSTELLERN 25
3.2.1 GEMITTELTE ZUSTANDSRAUMBESCHREIBUNG DES TIEFSETZSTELLERS 26
3.2.2 GEMITTELTE ZUSTANDSRAUMBESCHREIBUNG DES HOCHSETZSTELLERS 28
3.3 DIGITALE REGELUNG VON GLEICHSPANNUNGSWANDLERN 30
4 AUSLEGUNG BIDIREKTIONALER HOCH-/TIEFSETZSTELLER 33
4.1 ANFORDERUNGEN IM ANTRIEBSSTRANG VON FAHRZEUGEN 33
4.2 AUSWAHL DER LEISTUNGSHALBLEITER 34
4.2.1 AKTIVE HALBLEITERBAUELEMENTE 34
4.2.2 PASSIVE LEISTUNGSHALBLEITER 38
4.2.3 BERECHNUNG DER VERLUSTLEISTUNGEN 39
4.3 AUSWAHL PASSIVER BAUTEILE 40
4.3.1 KONDENSATOREN 40
4.3.2 INDUKTIVITAETEN 41
4.4 ANSAETZE ZUR STEIGERUNG DER LEISTUNGSDICHTE 43
V
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1009068466
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
4.4.1 ERHOEHUNG DER SCHALTFREQUENZ 43
4.4.2 PARALLELER BETRIEB MEHRERER PHASEN 44
4.4.3 VERKOPPELTE INDUKTIVITAETEN 46
4.5 MOEGLICHKEITEN DER WIRKUNGSGRADOPTIMIERUNG 51
4.6 BEFILTERUNG DER SPANNUNGSWELLIGKEIT 58
SIMULATIONSUMGEBUNG KFZ-LEISTUNGSELEKTRONIK 61
5.1 MODELLIERUNG DES ANTRIEBSSTRANGS VON FAHRZEUGEN 61
5.1.1 FAHRZYKLEN 61
5.1.2 BERECHNUNG DER GEFORDERTEN LEISTUNG IM FAHRZEUGMODELL 65
5.1.3 ELEKTROANTRIEB MIT FEST UEBERSETZTEM GETRIEBE 68
5.1.4 MODELL DES ANTRIEBSUMRICHTERS 70
5.1.5 GLEICHSPANNUNGSWANDLER 72
5.1.6 THERMISCHES ERSATZSCHALTBILD 73
5.1.7 ELEKTRISCHER ENERGIESPEICHER 75
5.1.8 BRENNSTOFFZELLE 77
5.1.9 VERBRENNUNGSMOTORISCHER ANTRIEBSSTRANG 77
5.2 UNTERSUCHUNG DES ANTRIEBSSTRANGS EINES
BRENNSTOFFZELLENHYBRIDFAHRZEUGS 80
5.2.1 UNTERSUCHTE FRAGESTELLUNGEN UND PARAMETER 81
5.2.2 SIMULATIONSERGEBNISSE DER BRENNSTOFFZELLENFAHRZEUGE 84
5.2.3 DISKUSSION UND WERTUNG DER WIRKUNGSGRADERGEBNISSE 87
5.3 UNTERSUCHUNG DES ANTRIEBSSTRANGS EINES HYBRIDFAHRZEUGS 87
5.3.1 UNTERSUCHTE FRAGESTELLUNGEN UND PARAMETER 91
5.3.2 SIMULATIONSERGEBNISSE 92
5.3.3 DISKUSSION UND WERTUNG DER SIMULATIONSERGEBNISSE 94
5.4 UNTERSUCHUNG DES THERMISCHEN VERHALTENS 95
5.4.1 UNTERSUCHTE FRAGESTELLUNGEN UND PARAMETER 97
5.4.2 SIMULATIONSERGEBNISSE 99
5.4.3 DISKUSSION UND WERTUNG DER THERMISCHEN SIMULATION 101
AUSLEGUNG UND REALISIERUNG EINES GLEICHSPANNUNGSWANDLERS MIT 25 KW/DM
3103
6.1 ANFORDERUNGEN 103
6.2 AUSWAHL DER LEISTUNGSHALBLEITER 103
VI
IMAGE 3
6.3 FESTLEGUNG DER PHASENZAHL FUER MINIMALES BAUVOLUMEN 107
6.4 AUSWAHL DER PASSIVEN KOMPONENTEN 110
6.4.1 SPEICHERDROSSELN 110
6.4.2 KONDENSATOREN 113
6.4.3 ZWISCHENKREISFILTER 114
6.5 MECHATRONISCHE KONSTRUKTION 115
6.6 REALISIERTER PROTOTYP 117
6.6.1 SPEICHERDROSSELN 118
6.6.2 LEISTUNGSMODULE 119
6.6.3 REGELUNG UND SYMMETRIERUNG DER EINZELPHASEN 123
6.6.4 TECHNISCHE DATEN 126
6.6.5 WIRKUNGSGRADMESSUNGEN 127
6.7 BEWERTUNG DES REALISIERTEN DC/DC WANDLERS 127
7 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE, WERTUNG UND AUSBLICK 131
8 LITERATURVERZEICHNIS 134
ANHANG 139
A ABKUERZUNGSVERZEICHNIS 139
B VERZEICHNIS VON SYMBOLEN UND KONSTANTEN 140
C ABBILDUNGSVERZEICHNIS 142
D TABELLENVERZEICHNIS 149
E STICHWORTVERZEICHNIS 151
VII
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