Einleitung
Durch sich ändernde Fahrsituationen entstehen in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen wechselnde elektrische Belastungen. Die dadurch entstehende thermische Wechselbeanspruchung führt zu mechanischen Verformungen in den Transistoren. Über kurz oder lang führt dies zum Ausfall der leistungselektronischen Komponenten.
Durch eine Regelung der Temperatur der Leistungstransistoren können die thermischen Wechselbeanspruchungen reduziert und somit die Lebensdauer gesteigert werden. Je nach Lastzyklus und Regelstrategie zeigt sich, dass die Lebensdauersteigerung stark variieren kann. Eine Optimierung des Reglers ist nur dann möglich, wenn nachfolgende elektrische Belastungen vorab bekannt sind.
Ziele
Das Projekt LETSCOPE setzt sich die unmittelbare Einbindung der Leistungselektronik als Teil eines intelligent agierenden, prädiktiven Systemmanagements zum Ziel.
Dabei wird einerseits die kontinuierliche Erfassung von Zustandsgrößen zum State-of-Health der Leistungselektronik eingeführt, die an das intelligente Managementsystem gemeldet werden, andererseits werden Cloud-basierte Dienste einbezogen, um durch die Vorhersage der zu erwartenden Last- und Umgebungswechsel proaktiv auf die Regelung der Leistungselektronik einzuwirken.
ILEA Beteiligung
Am ILEA wird der Technologiedemonstrator des Projekts aufgebaut. Es wird der Antriebsprüfstand bereitgestellt, der Lastzyklen einstellt und eine reale Straßenfahrt nachbildet. Neben der Antriebseinheit, bestehend aus Motor und Leistungselektronik, wird zusätzlich das Temperaturregelsystem integriert. Unter Berücksichtigung der prädiktiv ermittelten Lastprofile werden Regelstrategien zur Steigerung der Lebensdauer erarbeitet und flexibel angepasst. Durch den Einsatz unterschiedlicher Stellgrößen zur Beeinflussung der Transistortemperatur wird der einstellbare Bereich vergrößert.
Projektpartner
Zusammenarbeit mit dem Institut für Robuste Leistungshalbleitersysteme (ILH, Uni Stuttgart) und dem Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV, KIT).
Ansprechpartner
Chris Hermann, M.Sc.
Akademischer Mitarbeiter