mit Hybrid- und Elektrofahrzeugen - HANSER automotive

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14lA UTOMOTIVE 9.2009l TITEL

Bild 3: Das Pinfin-Bodenplatten-Design sorgt für eine

integrierte Wasserkühlung zur Verbesserung des

Temperaturverhaltens und der Zuverlässigkeit.

© automotive

stimmt ist und damit eine geringe Streuinduktivität sicherstellt.

Spezielle Anpassungen und Tests des Kondensators

ergaben eine perfekte Abstimmung auf das HybridPACK2.

Für Anwendungen, die höhere Leistungen oder Betriebstemperaturen

erfordern, ist ein Wasserkühlungs-Element

im Lieferumfang enthalten. Dieses kann direkt am IGBT-

Modul befestigt werden. Eine integrierte Gummidichtung

stellt die notwendige Dichtigkeit sicher. Sämtliche Parameter

der Konstruktion sind auf eine kompakte Bauform,

optimale Kühlung und lange Lebensdauer ausgerichtet.

Das Leiterplattendesign gliedert sich in zwei Teile – eine

Treiber- und eine Logikplatine, wobei die allgemein gültigen

Entwurfsregeln und Standards berücksichtigt wurden. Die

sechskanalige IGBT-Treiberplatine ist in elektrischer und

mechanischer Hinsicht für das HybridPACK2 optimiert. Zu

den wichtigsten Merkmalen gehören ein Gleichspannungswandler,

der die einwandfreie Isolation der sechs

eigenständigen Treiber gewährleistet (Infineon 1ED020I12-

FA Coreless-Transformer-Technologie), eine isolierte Spannungsmessung

der Zwischenkreisspannung (als Eingangswert

für Schutz- und Überwachungsfunktionen), eine Temperaturmessung

über die erwähnten NTC-Widerstände,

aktive Klemmdioden für den Kurzschlussschutz sowie eine

separate Booster-Stufe für jeden IGBT-Treiber zur Verbesserung

der Stromtreiberfähigkeit.

E3CAR-FORSCHUNGSPROJEKT

Das E3Car-Projekt (Energy Efficient

Electrical Car) ist derzeit Europas größtes

Elektrofahrzeug-Forschungsprojekt.

Es hat zum Ziel, Fahrzeuge mit elektrischem

Antrieb um etwa 35% effizienter

zu machen – also entweder die Reichweite

von Elektrofahrzeugen um etwa

35% zu erhöhen (bei unveränderter

Größe der Batterieeinheit) oder die Batterieeinheit

um etwa 35% kompakter

und leichter zu bauen (bei gleichbleibender

Fahrstrecke). Erforscht werden

elektronische Komponenten für Elektrofahrzeuge,

die für den Energieverbrauch

eine zentrale Rolle spielen. Im Fokus

stehen dabei vor allem Halbleiter-Komponenten

und Leistungsmodule. 33

Unternehmen der Automobilbranche

Auf der Logikplatine sind alle Bauelemente für die Steuerung

der Treiberplatine zusammengefasst. Sie enthält

außerdem die Schnittstellen zu allen übrigen Elementen,

aus denen sich ein komplettes Umrichtersystem

zusammensetzt: Dies sind die Motorschnittstelle (Encoder

und Resolver), die Schnittstelle zur Strommessung, das

Kommunikations-Interface (CAN und RS232) sowie weitere

analoge und digitale Ein- und Ausgänge. Der eingesetzte

Infineon-Mikrocontroller TC1767 ermöglicht eine einfache

Implementierung der Software für Schutz- und Überwachungsfunktionen,

Treibersteuerung und die Performance-Evaluierung

des HybridPACK2. Beispiel-Software

für diese Features ist in Vorbereitung.

Fazit

Das HybridKIT für HybridPACK2 ist nicht nur ein Referenzdesign,

sondern erleichtert die Entwicklung dreiphasiger

Umrichtersysteme ungemein. Neben den Hardware-Tests

und -Messungen (z. B. Kurzschluss, Temperatur, etc.) kann

es auch für die Softwareentwicklung verwendet werden.

Alle Komponenten für den Aufbau eines kompletten

Systems sind ebenso enthalten wie die nötigen Schnittstellen

zum Anschluss an externe Systeme (Motor-, Strommessungs-

und Kommunikations-Schnittstellen). Die lückenlose

Dokumentation bestehend aus Stückliste, Schaltungsdesign

und Layout trägt zusätzlich dazu bei, das

Design von Systemen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge zu

beschleunigen. (es)

Dr. Carlos Castro-Serrato ist bei Infineon als

System Engineer für Hybridanwendungen

tätig.

André Wankelmuth arbeitet als Marketing

Manager im Bereich der Leistungsmodule für

Elektroantriebe.

Infineon

@ www.infineon.com/hybrid

und Forschungseinrichtungen aus insgesamt

elf Staaten haben unter Projektleitung

von Infineon ihre Arbeit aufgenommen.

Projektabschluss ist Ende des

Jahres 2011. Die Ergebnisse des E3Car-

Projektes sollen dazu beitragen, Europa

zum weltweit führenden Standort für

die Weiterentwicklung und Produktion

von Elektrofahrzeugen zu machen.

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