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Speziell bei Powersplit Antriebsstrangtopologien werden große elektrische Antriebsleistungen verbaut. Aus diesem Grund ist ein hoher elektrischer Wirkungsgrad von großem Vorteil hinsichtlich Verbrauchseinsparungen, CO2 bzw Emissions-Einsparungen.

 

Der grundsätzliche Aufbau dieser Topologie ist im nachfolgenden Bild dargestellt.

Übersicht der elektrischen Powersplit-Hybrid Komponenten

 

Die E-Maschine1 entspricht dem Elektromotor, der für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Die elektrische Energie für den Fahrzeugantrieb kommt teilweise von der Hochvolt-Batterie bzw. von der E-Maschine 2 die in fast allen Betriebsphasen als Generator eingesetzt wird.


 
Sobald der Verbrennungsmotor aktiv ist, wird ein Teil der verbrennungsmotorischen Leistung über den elektrischen Pfad (1. => 2. => 3. => 4.) geleitet. Da diese Wirkungsgradkette sehr viele Komponenten beinhaltet, ist es sehr wichtig, dass die einzelnen Komponenten einen guten Wirkungsgrad aufweisen.

Elektrische Leistungsverteilung des Powersplit-Hybrid

 

Aus diesem Grund ist ein bidirektionaler DC/DC-Wandler zwischen Hochvolt-Batterie und den Pulswechselrichtern integriert, der die Spannung UDC gegenüber der Hochvoltbatteriespannung UHB nochmals erhöht, um somit die ohmschen Verluste in den Zuleitungen und den elektrischen Bauteilen zu verringern. Der Spannungsbereich bewegt sich bei mehreren 100 Volt, daher werden als elektronische Schalter im Pulswechselrichter und im DC/DC-Wandler IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) eingesetzt, die automotive tauglich sind. Ein geringer Durchlasswiderstand und niedrige Umschaltverluste sind hierbei vor allem Auswahlkriterien der IGBTs.

 

Allgemeiner Überblick der Powersplit Leistungselektroniktopologie:

Leistungselektronik Topologie des Powersplit-Hybrid

  

Am Beispiel des Toyota Prius (1.Generation) wird beispielhaft die Leistungselektroniktopologie von einem Powersplit-Hybridfahrzeug dargestellt.:

Hybridkomponenten des Toyota Prius

 

Die Stromerfassung in Prototypen kann am Besten mit hochgenauen und dynamischen Strommeßzangen erfolgen. Potentialfreie Strom-Meßzangen  
 

Neuigkeiten

Hybridgetriebe

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Das Hybridgetriebe sorgt in Fahrzeugen mit hybridem Antrieb (Verbrenner + Elektromotor) dafür, dass die E-Maschine ebenfalls funktionale Getriebeaufgaben übernimmt. Seit 2016 wurde für diese Getriebeart der Oberbegriff DHT-Getriebe für Dedicated Hybrid Transmission eingeführt.

Welche Rolle spielt das Hybridgetriebe?

Es erhöht die Effizienz von Hybridantrieben. Diese sorgen zwar an sich schon durch den Einsatz...


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BMW iX 2021

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München. Rein elektrisch, in jeder Hinsicht nachhaltig, intelligenter denn je und im natürlichen Dialog mit dem Fahrer: Das sind wesentliche Merkmale des Automobils für die Fahrfreude der Zukunft, wie sie BMW auf der Fachmesse Auto Shanghai 2021 präsentiert. Schon bald ist diese fortschrittliche Form der individuellen Mobilität auch auf der Straße erlebbar: im BMW iX, dessen Weltpremiere als real erlebbares...


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McLaren Artura 2021

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Mit den jetzt verifizierten Beschleunigungswerten setzt der völlig neue High-Performance-Hybrid-Antriebsstrang im McLaren Artura neue Maßstäbe für die Leistung und baut auf dem Niveau der High-Performance-Hybrid-Exzellenz auf, die durch den bahnbrechenden McLaren P1 TM - das erste Hybrid-Hypercar der Welt - und den Speedtail Hyper-GT gesetzt wurde.

Der fortschrittliche benzin-elektrische Antriebsstrang des...


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BMW i4 2021

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München. Bei der heutigen Jahreskonferenz der BMW Group wurde der in den Startblöcken stehende BMW i4 erstmals ohne Tarnung gezeigt. „Mit seinem sportlichen Design, der besten Fahrdynamik seiner Klasse und einem emissionsfreien Antrieb ist der BMW i4 ein BMW im besten Sinn. Mit ihm ist Elektromobilität im Kern der Marke BMW angekommen“, sagte Pieter Nota, Mitglied des Vorstands der BMW AG, zuständig für Kunde,...


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Audi A6 e-tron Concept 2021

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Audi treibt seine E-Volution zur Elektromobilität entschieden voran: Auf der Messe Auto Shanghai 2021 debütiert der Viertürer Audi A6 e-tron concept als Vorläufer einer innovativen Familie von Großserien-Automobilen mit reinem E-Antrieb. Als Basis dient künftig eine komplett neue Technologie-Architektur: die Premium Platform Electric, kurz PPE. Ab Ende 2022 debütieren erste Serienautomobile im C- und später auch...


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Rund um die Technik

Leistungselektronik für einen Powersplit-Hybrid

Speziell bei Powersplit Antriebsstrangtopologien werden große elektrische Antriebsleistungen verbaut. Aus diesem Grund ist ein hoher elektrischer Wirkungsgrad von großem Vorteil hinsichtlich Verbrauchseinsparungen, CO2 bzw Emissions-Einsparungen.

 

Der grundsätzliche Aufbau dieser Topologie ist im nachfolgenden Bild dargestellt.

Übersicht der elektrischen Powersplit-Hybrid Komponenten

 


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Leistungselektronik für einen Voll-Hybrid

Ein Voll-Hybrid Antriebsstrang setzt zumindest eine E-Maschine mit einer Leistung von ca. 20 -50kW ein, um somit bei Bremsvorgängen einen Großteil der kinetischen Energie des Fahrzeugs durch den Hybridmodus Rekuperation in der Hochvolt-Batterie zu speichern. Je nach Ausprägung des Voll-Hybridfahrzeugs kann auch eine zweite E-Maschine zum Einsatz kommen.

 

Der grundsätzliche Aufbau dieser Topologie ist im...


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Innenläufer Synchronmaschine mit elektrischer Erregung

Die nachfolgende Abbildung zeigt den schematischen Aufbau einer elektrisch erregten Innenläufer Synchronmaschine mit Schleifringen. 
Elektrisch erregte Synchronmaschine

 Quelle: Continental

 


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