Die stark gestiegenen elektrischen Anforderungen in Fahrzeugbordnetzen können in kritischen Situationen die Spannungsstabilität gefährden. Auch ohne neue Komponenten gibt es jedoch noch Potenzial zur prädiktiven, aktiven
Stabilisierung. In dem von Tom P. Kohler entwickelten System werden kritische Situationen unter Nutzung der in Fahrzeugen verfügbaren Informationen frühzeitig erkannt. Das Leistungsmanagement berechnet daraufhin die Auswirkungen auf das Bordnetz und führt geeignete Konditionierungsmaßnahmen durch. Die konsequente Anwendung kybernetischer Methoden ermöglicht, mit einem schlanken Managementsystem komplexe Bordnetze zu beherrschen. Lokale, autonome Funktionen und eine hierarchische Systemstruktur stellen ohne aufwendige Berechnungen sicher, dass immer die effektivsten Maßnahmen durchgeführt werden. Gleichzeitig sind damit ohne zeitkritische Kommunikation kurze Reaktionszeiten möglich. Das System wurde vom Autor auf einem Echtzeitrechner implementiert und an einem Bordnetzprüfstand erprobt.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die Anzahl der elektrischen und elektronischen Systeme im Fahrzeug nimmt aufgrund der Implementierung innovativer Komfort- und Sicherheitsfunktionen ständig zu. Zusätzlich werden zur Einhaltung der strengen CO2-Grenzwerte mechanische Systeme elektrifiziert und neue elektrische Systeme integriert. Diese Maßnahmen haben bspw. das Ziel, den Verbrennungsmotor zu entlasten oder im Segelbetrieb abzuschalten. Beide Trends bringen das konventionelle Energiebordnetz an seine Stabilitäts- und Robustheitsgrenze. Die Einführung von Zweispannungsbordnetzen (12V/48V) in Fahrzeugen zeigt in ersten Untersuchungen ein hohes Potenzial, um zum einen eine stabile und robuste Versorgung des Bordnetzes zu gewährleisten und zum anderen den Anforderungen der zukünftigen Hochleistungsbordnetze gerecht zu werden. Dabei spielt der DC/DC-Wandler als Schlüsselkomponente des stabilen und robusten Bordnetzes bei verschiedenen 12V/48VArchitekturen eine große Rolle.
Die vorliegende Arbeit schlägt einen methodischen Ansatz vor, welcher elektrische, betriebsstrategische und regelungstechnische Auslegungen eines DC/DC-Wandlers in 12V/48V-Bordnetzen und seine systematische Bewertung hinsichtlich der Spannungsstabilität und Versorgungsrobustheit diskutiert. Hierbei werden potentielle Konfigurationen aus den möglichen Varianten der 12V/48V-Bordnetzarchitekturen ausgewählt. Weiterhin werden Spannungsstabilität und Robustheit sowie Kriterien zu deren Bewertung definiert und Testszenarien zu Robustheits- und Spannungsstabilitätsuntersuchungen festgelegt. Danach wird die Auslegung der Wandler für die ausgewählten Konfigurationen und mit Hilfe der definierten Kriterien ausgearbeitet. Zudem wird ein prototypisches Labormuster eines 12V/48V-Wandlers entwickelt und aufgebaut, um die regelungstechnischen und betriebsstrategischen Herausforderungen des Wandlers in einem Bordnetzprüfstand umsetzen, untersuchen und bewerten zu können.
Aktualisiert: 2020-06-05
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Das dynamische Verhalten von elektrischen Energieversorgungsnetzen wird beschrieben. Dabei liegt das Schwergewicht auf der Erläuterung der physikalischen Phänomene, die bei den elektromechanischen Ausgleichvorgängen auftreten. Naturgemäß steht die Netzstabilität, die Voraussetzung für jeden zuverlässigen Netzbetrieb ist, im Vordergrund. Ebenfalls diskutiert werden die Maßnahmen zur Verbesserung des Netzbetriebs durch die Kraftwerksregelung und den Einbau von leistungselektronischen Wirkleistungs- und Blindleistungsstellern wie FACTS und UPFC.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Die stark gestiegenen elektrischen Anforderungen in Fahrzeugbordnetzen können in kritischen Situationen die Spannungsstabilität gefährden. Auch ohne neue Komponenten gibt es jedoch noch Potenzial zur prädiktiven, aktiven
Stabilisierung. In dem von Tom P. Kohler entwickelten System werden kritische Situationen unter Nutzung der in Fahrzeugen verfügbaren Informationen frühzeitig erkannt. Das Leistungsmanagement berechnet daraufhin die Auswirkungen auf das Bordnetz und führt geeignete Konditionierungsmaßnahmen durch. Die konsequente Anwendung kybernetischer Methoden ermöglicht, mit einem schlanken Managementsystem komplexe Bordnetze zu beherrschen. Lokale, autonome Funktionen und eine hierarchische Systemstruktur stellen ohne aufwendige Berechnungen sicher, dass immer die effektivsten Maßnahmen durchgeführt werden. Gleichzeitig sind damit ohne zeitkritische Kommunikation kurze Reaktionszeiten möglich. Das System wurde vom Autor auf einem Echtzeitrechner implementiert und an einem Bordnetzprüfstand erprobt.
Aktualisiert: 2023-04-04
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