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Oktober 2012
Johannes Klötzl
Stabilität automobiler Leistungsbordnetze
Das Buch befasst sich mit zahlreichen Aspekten der Stabilität automobiler Energiebordnetze. Nach einer kurzen Begriffsklärung werden ein Überblick über Komponenten und Topologien sowie ein Ausblick auf aktuelle Fragestellungen und Entwicklungstrends heutiger Energiebordnetze gegeben. Im Weiteren werden unterschiedliche Aspekte der Bordnetzstabilität aufgezeigt und klar definiert. Aus diesen Definitionen werden für die technische sowie die optische Bordnetzstabilität Bewertungsindikatoren abgeleitet, die eine quantitative Bewertung bzw. einen objektiven Vergleich der Bordnetzstabilität ermöglichen. Für die mechanische Bordnetzstabilität wird an einem kurzen Beispiel ein mögliches Vorgehen zu Bewertung und Vergleich erläutert.
Anschließend werden die Anforderungen an einen Prüfstand zu Bordnetzstabilitätsuntersuchungen dargestellt und daraus ein Konzept abgeleitet. Die praktische Umsetzung dieses Prüfstandskonzeptes wird detailliert beschrieben. Die Leistungsfähigkeit des Prüfstandes wird hinsichtlich der Möglichkeit zur Verbraucherüberlagerung sowie der Reproduzierbarkeit untersucht. Durch den Vergleich mit Fahrzeugmessungen wird die Genauigkeit der Bordnetznachbildung am Prüfstand verdeutlicht.
Aus der zuvor aufgestellten Definition werden Maßnahmen zur Steigerung der Bordnetzstabilität abgeleitet. Diese werden in Maßnahmen mit und ohne Erweiterung der Bordnetztopologie unterteilt. Einige der Maßnahmen ohne Erweiterungen werden am Prüfstand umgesetzt und mittels der hergeleiteten Stabilitätsindikatoren bewertet. Das Gesamtpotential dieser Maßnahmen im Rahmen eines möglichen Leistungsmanagements wird aufgezeigt, bevor zwei Maßnahmen mit Bordnetzerweiterung näher betrachtet werden. Eine batterieserielle, teilgeregelte Stabilisierungstopologie wird in ihrem Wirkprinzip erläutert und vereinfacht umgesetzt. Anschließend wird eine batterieparallele, vollgeregelte Topologie in ihrem Konzept beschrieben, grob ausgelegt und simulativ untersucht. Das Konzept wird danach praktisch aufgebaut, vermessen und in seiner wesentlichen Funktion verifiziert. In Summe wird nahezu die gesamte Bandbreite an möglichen Stabilisierungsmaßnahmen beleuchtet.
Anschließend werden die Anforderungen an einen Prüfstand zu Bordnetzstabilitätsuntersuchungen dargestellt und daraus ein Konzept abgeleitet. Die praktische Umsetzung dieses Prüfstandskonzeptes wird detailliert beschrieben. Die Leistungsfähigkeit des Prüfstandes wird hinsichtlich der Möglichkeit zur Verbraucherüberlagerung sowie der Reproduzierbarkeit untersucht. Durch den Vergleich mit Fahrzeugmessungen wird die Genauigkeit der Bordnetznachbildung am Prüfstand verdeutlicht.
Aus der zuvor aufgestellten Definition werden Maßnahmen zur Steigerung der Bordnetzstabilität abgeleitet. Diese werden in Maßnahmen mit und ohne Erweiterung der Bordnetztopologie unterteilt. Einige der Maßnahmen ohne Erweiterungen werden am Prüfstand umgesetzt und mittels der hergeleiteten Stabilitätsindikatoren bewertet. Das Gesamtpotential dieser Maßnahmen im Rahmen eines möglichen Leistungsmanagements wird aufgezeigt, bevor zwei Maßnahmen mit Bordnetzerweiterung näher betrachtet werden. Eine batterieserielle, teilgeregelte Stabilisierungstopologie wird in ihrem Wirkprinzip erläutert und vereinfacht umgesetzt. Anschließend wird eine batterieparallele, vollgeregelte Topologie in ihrem Konzept beschrieben, grob ausgelegt und simulativ untersucht. Das Konzept wird danach praktisch aufgebaut, vermessen und in seiner wesentlichen Funktion verifiziert. In Summe wird nahezu die gesamte Bandbreite an möglichen Stabilisierungsmaßnahmen beleuchtet.
Schlagwörter: Bordnetz; Stabilität; Bewertung; Prüfstand; Automotive; Stützung
Forschungsberichte Elektrische Antriebstechnik und Aktorik
Herausgegeben von Prof. Dr.-Ing. Dieter Gerling, München
Band 11
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