Optimierung der Ladeelektronik in einem On-Board Ladegerät

Kunde: Bertrandt Ingenieurbüro GmbH (München)

 

Ziele und Kontext

Im Hinblick auf eine kostengünstige Glättung der Oberwellen im AC Modus und zur Verbesserung der Lebensdauererwartungen der Batterie sollte die Ladeelektronik eines On-Board Chargers optiemiert werden.

Dafür sollte die bestehende Topologie mit einer zusätzlichen Rippelkompensations-schaltung erweitert werden. Parallel zur Rippelminimierung wird damit eine wesentliche Volumenreduzierung des Ladegeräts und auch eine Erhöhung der Leistungsdichte gezielt. Schließlich wurde einen Prototyp gemäß der neuen Anordnung aufgebaut.

Realisierung

  • Topologieuntersuchung, Modellbildung und Simulation
  • Erstellung eines Layouts zur simulierten Topologie und Hardware-Prototypierung
  • Prototyperprobung anhand Niederspannungsmessungen
  • Hardwareoptimierung im Himblick auf die Erhöhung der Leistungsdichte

Eingesetzte Tools

Altium Designer, Simscape Electrical, Matlab/ Sumulink

Test von Schnittstellen und Interoperabilität

  • Kommunikation
  • Fehlerinjektion
  • Reaktions- und Schaltzeiten
  • Reglerfunktionen – Stromregelung und Spannungsregelung

Ergebnis

  • Getester Low-Voltage Prototyp
  • Rippelkompensation um ca. 87%
  • Volumenminimierung des Prototyps um ca. 30%