Forschungsbericht 2010 - Hochschule Ingolstadt

Forschungsschwerpunkt
Leistungselektronik
Ziel des im Januar 2008 mit der AUDI AG gestarteten Forschungsprojekts
„Optimierung des Integrierten Wandlers
zur Ansteuerung von Drehfeldmaschinen am Beispiel der
elektrischen Lenkunterstützung“ ist die Entwicklung von
Konzepten für ein dynamisches Energiemanagement mit
dem Integrierten Wandler als Schlüsselkomponente zur
Ansteuerung von Drehfeldmaschinen.
Die theoretischen und experimentellen Ergebnisse der
bisherigen Arbeiten sind sehr vielversprechend und zeigen
die Vorteile dieser Technologie. Dies beinhaltete neben
der Vermeidung einer pulsförmigen Stromaufnahme der
Lenkunterstützung auch weitere Vorteile, wie z. B. eine
höhere Zwischenkreisspannung des Wechselrichters
und die Möglichkeit zur Realisierung einer redundanten
Stromversorgung. Als Drehfeldmaschinen wurden sowohl
Asynchron- als auch Synchronmaschinen betrachtet.
Im weiteren Projektverlauf werden die erarbeiteten
Technologien optimiert und es erfolgt die Implementierung
und Erprobung im Kraftfahrzeug.
4) innoVAtiVe eleKtrische
enerGienetZe für KrAftfAhrZeuGe
Prof. Dr. Johannes Pforr
Hier wird das Zusammenspiel mehrerer unterschiedlicher
Wandler im elektrischen Energienetz untersucht. Im Vordergrund
steht die Optimierung des Systemverhaltens im
Hinblick auf die neuen Anforderungen an die modernen
elektrischen Energienetze. Ziel ist die Erarbeitung möglichst
effizienter Energienetzstrukturen basierend auf den
bereits erarbeiteten Systemkomponenten.
5) led beleuchtunGssysteMe
für KrAftfAhrZeuGe
Dipl.-Ing. (FH) Werner Thomas
Moderne Beleuchtungssysteme in Kraftfahrzeugen werden
verstärkt durch den Einsatz von Licht emittierenden Dioden
(LEDs) realisiert. Auf Grund der rapiden Wirkungsgradsteigerung
so genannter Hochleistungs-Leuchtdioden bieten
sich immer mehr Einsatzmöglichkeiten im Automobil.
Der geringe Bauraumbedarf von Leuchtdioden liefert
neue gestalterische Freiheiten im Design der Kraftfahrzeugbeleuchtung.
Für eine LED-Leuchte kann hierbei
eine Vielzahl einzelner LEDs miteinander verschaltet und
in das Fahrzeugdesign integriert werden. Des Weiteren
erreichen Leuchtdioden eine extrem hohe Lebensdauer
und Zuverlässigkeit, welche die Betriebsstunden eines
Kraftfahrzeugs bei weitem übersteigt.
Um die technischen Möglichkeiten der LED-Technologie
im Kraftfahrzeug vollständig zu nutzen, werden unterschiedliche
Methoden der elektrischen Ansteuerung [8, 9]
und der Kontaktierung der räumlich verteilten Leuchtdioden
untersucht und optimiert. Hierbei sollen Wege gefunden
werden, eine ideale Integration der Beleuchtung
in das Fahrzeugdesign zu ermöglichen. Abbildung 4 zeigt
die Explosionsansicht einer typischen automobilen Heckleuchte.
Abbildung 4
Explosionsansicht einer Heckleuchte
Ziel des, im Oktober 2007 mit der AUDI AG gestarteten,
Forschungsprojektes „Innovative Ansteuerung, Energieverteilung
und Kontaktierung moderner LED-Beleuchtungssysteme
für Kraftfahrzeuge“ ist die Entwicklung eines
Konzepts zur Ansteuerung und Kontaktierung räumlich
verteilter Leuchtdioden in Beleuchtungssystemen für
Kraftfahrzeuge. Dies beinhaltet die Leistungselektronik
zur Ansteuerung der LEDs, ein System zur Verteilung der
Energie an die einzelnen LED-Chips und bei Systemen
großer Leistung ein Konzept zur Abführung der entstehenden
Verlustleistung.
ZusAMMenfAssunG
Die Bedeutung der Leistungselektronik in modernen
Kraftfahrzeugen nimmt weiter zu. Wesentliche Motivation
für den Einsatz einer zunehmenden Anzahl leistungselektronischer
Komponenten und Systeme sind die wachsenden
Anforderungen an eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs
bei gleichzeitiger Erhöhung des Fahrkomforts.
Diese Entwicklung führt zu einer Dezentralisierung von
Nebenaggregaten, die nicht mehr über einen Riemen