Optimierung der Ladeelektronik in einem On-Board Ladegerät

 

Kunde

Führender süddeutscher Ingenieurdienstleister

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%

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