Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISBWir entwickeln On-Board-Batterieladegeräte (AC/DC-Wandler) im Bereich von 3.7 bis 22 kW für Plug-in und reine Elektrofahrzeuge sowie DC-Ladegeräte (DC/DC-Wandler) im Bereich von 3 kW und mehr für ultraschnelle Hochleistungsanwendungen wie Super-Kondensator-basierte Batterien. Darüber hinaus fertigen wir induktive Batterieladegerät-Systeme. Abgestimmt auf die Anforderungen unserer Industriekunden stehen die Gesamtleistungsdichte, die extreme Kompaktbauweise, die EMV, die hohe Effizienz oder die speziellen Funktionen wie der bidirektionale Betriebsmodus, der für Fahrzeugsignale (V2G) -Szenarien verwendet wird, oder ein integrierter Hochleistungsleistungs AC-Stecker im Fokus.
Wir orientieren unsere Arbeit imme an aktuellen Techniken und Forschungsthemen. So entstehen elektronische Komponenten und Prototyp-Systeme, die die Leistungsfähigkeit moderner Leistungshalbleiter aufzeigen.
On-Board Chargers und Active Front End (OBC und AFE)
Projektbeispiel: 500 W Ladewandler für Ultra-Caps
Entwicklung eines 500 W DC/DC-Wandlers zum Laden großer Kondensatorbatterien
Im Rahmen des Projekts wurde ein DC/DC-Wandler für das Laden von Ultra-Caps entwickelt. Der Wandler arbeitet ausgangsseitig strom- bzw. leistungsgeregelt bis zu einer vorwählbaren Spannungsgrenze.
Das Wandler-Modul kann vollkommen autark oder via
CAN-Bus gesteuert betrieben werden.
Herausforderungen
- Sehr kleines Bauvolumen, hohe Leistungsdichte
- Kühlmitteltemperatur bis 105 °C
- Hoher Wirkungsgrad (³ 88%)
- Eingangsspannungsbereich: 8 …16 V
- Ausgangspannungsbereich: 0…450 V
- Elektrische Isolation Eingang - Ausgang: 1,5 kV
- Kurzschlußfest
- Leerlaufspannungsbegrenzung
Ergebnisse
- Wirkungsgrad > 85% (ab 120 W Ausgangsleistung)
- Ausgangsleistung bis 800 W (arbeitspunktabhängig)
- Leistungsdichte 5 W/cm3
- Elektrisch und thermisch optimierte Aufbautechnik
- Digital/analoge Regelung
- CAN-Bus Interface
