Leistungskondensatoren

Kompakte und flexible Motorinverter für die Elektromobilität

| Redakteur: Thomas Kuther

Der kompakte Motor-Inverter von Scienlab: Der Inverter ist an kundenspezifische Leistungsanforderungen anpassbar. So ist es einfach möglich, die Zwischenkreis-Platine mit einer größeren Anzahl von CeraLink-Kondensatoren zu erweitern.
Der kompakte Motor-Inverter von Scienlab: Der Inverter ist an kundenspezifische Leistungsanforderungen anpassbar. So ist es einfach möglich, die Zwischenkreis-Platine mit einer größeren Anzahl von CeraLink-Kondensatoren zu erweitern. (Bild: ScienLab)

Die E-Mobilität nimmt weiter Fahrt auf. Entsprechend werden immer mehr Fahrzeuge mit energieeffizienten und emissionsfreien Antrieben ausgestattet. Entsprechend steigt der Bedarf an kompakten, leichten und gleichzeitig leistungsstarken Antrieben für diese Fahrzeuge an.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, hat die Scienlab electronic systems, ein Spezialist für Leistungselektronik mit Sitz in Bochum, einen Inverter mit einem Volumen von nur zwei Litern entwickelt. Das Gerät hat eine Nennleistung von 40 kW und ist für Betriebsspannungen von 290 bis 420 VDC ausgelegt.

Umrichter-Design mit hoher Dynamik der Ausgangsströme

Der neue Motorinverter zeichnet sich durch ein kompaktes Design und hohe Leistungsdichte aus und lässt sich flexibel an ein breites Spektrum von Anforderungen anpassen. Damit eignet sich dieser Inverter für eine breite Palette von Anwendungen, zu denen neben Personenkraftwagen auch kleinere Nutzfahrzeuge oder Flurförderzeuge wie Gabelstapler und automatische Transportsysteme in der Industrie gehören. Möglich wurde diese Entwicklung durch den Einsatz von CeraLink-SMD-Kondensatoren im Zwischenkreis.

Die Hardware- und Software-Strukturen des Inverters erlauben eine sehr hohe Dynamik der Ausgangsströme und somit auch eine sehr dynamische Fahrzeugleistung.

Das Design des neuen Motor-Inverters umfasst die vier Hauptfunktionseinheiten Steuerkreis, Treiber, Leistungselektronik und das robuste Gehäuse mit den Anschlüssen. Der Umrichter ist mit einem IGBT-Modul mit einer vollgesteuerten Dreiphasen-Brückenschaltung (B6) ausgestattet, während der Zwischenkreis als Voraussetzung für das kompakte Design mit innovativen CeraLink-Kondensatoren realisiert wird (Bild 1).

Flexible Leistungsanpassungen dank modularem Design

Aufgrund seines modularen Designs lässt sich der Inverter an kundenspezifische Leistungsanforderungen anpassen. Beispielsweise kann mit nur minimalen Veränderungen an der Treiberplatine ein leistungsstärkeres IGBT-Modul eingesetzt werden. Auch lässt sich die eigenständige Zwischenkreis-Platine einfach mit einer größeren Anzahl von CeraLink-Kondensatoren erweitern. Dabei sind am Steuerkreis keine Änderungen erforderlich.

Kundenspezifische Softwareanpassungen sind möglich

Zudem wurde die Software des Inverters auf Basis eines Controllers für Automotive-Anwendungen mit einer Toolchain realisiert. Dieses adaptive Entwicklungsverfahren ermöglicht kundenspezifische Softwareanpassungen ohne tiefe Eingriffe in die Softwarestruktur.

Damit sich der Inverter für Anwendungen der Elektromobilität eignet, können für das neue Design nur automotive-qualifizierte Bauelemente verwendet werden, die darüber hinaus sehr kompakt sein müssen, um die erforderliche Leistungsdichte zu erreichen.

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