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Elektrofahrzeuge clever laden


Kurzfassung

Gleichtaktfreie dreiphasige potentialgebundene On-Board-Lader


Hintergrund

Für die Akzeptanz von Batteriefahrzeugen sind kurze Ladezeiten unerlässlich. Daher werden in Elektrofahrzeugen vermehrt dreiphasig arbeitende On-Board-Lader verbaut: Diese reduzieren die Ladezeiten gegenüber einphasigen Ladeschaltungen erheblich.

Konventionelle dreiphasige On-Board-Lader-Schaltungen (OBL) generieren jedoch inhärent signifikante Gleichtaktstörungen, die die Funktionalität weiterer elektronischer Geräte stören können. Die Potentialtrennung im Leistungspfad und ausgeprägte EMV-Filter werden üblicherweise zur normgerechten Bewältigung dieser Störungen benötigt. Das Problem: Die Materialkosten der potentialtrennenden Leistungsschaltungen sind, ebenso wie deren elektrischen Betriebsverluste, höher als bei potentialgebundenen Schaltungen, die zudem auch noch Gewichtseinsparungen ermöglichen. Ähnliches gilt für die einzusetzenden Filter.


Bilder & Videos


Lösung

Die Erfindung setzt auf die Modifikation einer Grundschaltung im OBL-Leistungspfad – auf diese Weise kann die potentialtrennende Leistungsschaltung einschl. Leistungstransformator wegfallen und durch einen einfachen potentialgebundenen DC/DC-Wandler ersetzt werden. Darüber hinaus sind Einsparungen beim EMV-Filter möglich. Leistungsdichte und Wirkungsgrad des OBL können so gesteigert werden. Die Erfindung ermöglicht zudem die vollständige Verwendung von 650V-Schaltern wie Silizium-MOSFETs oder künftig GaN-Transistoren.


Vorteile

  • Materialkosteneinsparung
  • Wirkungsgradgewinn
  • Gewichtsreduktion
  • Einfaches Schaltungskonzept
  • Geringe parasitäre Effekte
  • Vermeidung von Gleichtaktstörungen

Anwendungsbereiche

Alle batteriebasierten Elektrofahrzeuge, seien es EVs (Electric Vehicles) oder Plug-ln Hybrid EVs (PHEVs) – könnten dieses Schaltungsverfahren zukünftig nutzen. Die großen Automobilhersteller und Zulieferer von Ladekomponenten arbeiten derzeit an effizienten Ladekonzepten für Elektrofahrzeuge, um Ladezeiten und Kosten (Material und elektrische Betriebsverluste) zu reduzieren und die Reichweite, u.a. durch Gewichtseinsparung, zu steigern.


Service

Eine Anmeldung am Deutschen Patent- und Markenamt ist erfolgt. Weitere Auslandsmeldungen können in der Bindefrist einer PCT-Anmeldung erfolgen.

Im Namen der Universität Paderborn bieten wir interessierten Unternehmen die Möglichkeit der Lizenzierung und der Weiterentwicklung der Technologie an. Anhand des realisierten Prototypen konnte die Funktionalität der Technologie auch messtechnisch nachgewiesen werden.


PROvendis GmbH

Dipl.-Ing. Andreas Brennemann
+49.208 94105-33
ab@provendis.info
www.provendis.info
Adresse
Schloßstr. 11-15
45468 Mülheim an der Ruhr



Entwicklungsstand

Labormuster


Stichworte

Elektromobiltität, Ladeschaltung, dreiphasige, gleichtaktfreie, unidirektional On-Board-Lader-Schaltungen

Angebot Anbieter-Website


Kontakt | Geschäftsstelle

TransferAllianz e. V.
Christiane Bach-Kaienburg
(Geschäftsführerin)

c/o TransMIT GmbH
Kerkrader Straße 3
D-35394 Gießen