Aufgaben
Die heutigen batterieelektrischen Antriebe bestehen vereinfacht aus drei Hauptkomponenten. Zum einen die HV-Batterie als Energieträger und zum anderen der Elektromotor als elektromechanischer Energiewandler. Zwischen diesen beiden Komponenten wird ein Leistungsumrichter für die elektrische Energiewandlung eingesetzt. Die Leistungselektronik muss ganzheitlich im elektrischen Antrieb unter Berücksichtigung verschiedenster Randbedingungen bewertet werden. Dabei gibt es mehrere Bewertungskriterien wie zum Beispiel Effizienz, Bauraum oder auch Kosten. Zusätzlich müssen Randbedingungen bei der Auslegung und dem Betrieb aus Sicht des Fahrsystems oder auch anderer Komponenten im elektrischen Antriebsstrang berücksichtigt werden. Meistens stellen diese Bewertungsgrößen einen Zielkonflikt dar.
Ziel dieser Arbeit ist es, für einen gegebenen Anwendungsfall unterschiedliche Topologien auf Basis einer Mehrzieloptimierung vergleichend gegenüberzustellen und die beste Lösung für das Fahrsystem virtuell auszuweisen. Der Einfluss der optimierten Designs des Leistungsumrichters soll anhand unterschiedlicher Fahrzyklen analysiert und unter Betrachtung der elektrischen Maschine mit Ansteuerverfahren optimiert werden. Dafür steht eine vorhandene Toolkette bereit die um neuartige Topologien, Freiheitsgrade und relevante Modelle erweitert werden soll.
Die Arbeit beinhaltet folgende Aufgaben:
- Recherche zum aktuellen Stand der Technik
- Erfassung neuer Topologien und Freiheitsgrade für Leistungsumrichter
- Recherche zu neuen Technologien von Subkomponenten im Leistungsumrichter
- Realisierung einer Mehrzieloptimierung mit Randbedingungen des Fahrsystems zur Berechnung von Pareto-Fronten
- Simulative Bewertung ausgewählter Zieldesigns unter gegebenen Lastzyklen
- Bewertung und Zusammenfassung der Ergebnisse