TY  - THES
AB  - Heutige On-Board-Ladewandler sind typischerweise aus zwei Stufen aufgebaut, die über einen Spannungszwischenkreis verbunden sind. Als erste Stufe kommt ein PFC-Gleichrichter zum Einsatz, der die Anforderungen an den Netzstrom bezüglich Oberschwingungsgehalt und Leistungsfaktor sicherstellt. Für die zweite Wandler-Stufe hat sich in den vergangenen Jahren ein LLC-Resonanzwandler qualifiziert, der die Ladeleistung an die Traktionsbatterie galvanisch getrennt überträgt. Der Zwischenkreis besteht aus einer Bank von Elektrolytkondensatoren, in denen die pulsierende Eingangsleistung zwischengespeichert wird. Die Kondensatoren machen einen erheblichen Teil des Lader-Volumens aus und altern schnell, was insbesondere für Ladewandler an Bord von Elektrofahrzeugen unerwünscht ist. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, ob diese zweistufige Struktur verworfen werden kann, indem der LLC-Resonanzwandler direkt an die gleichgerichtete Netzspannung angeschlossen wird.Zum Einsatz des LLC-Resonanzwandlers als einstufiger Ladewandler ist die Schaltung für einen großen Strom- und Spannungsbereich auszulegen. Hierfür wird in der vorliegenden Arbeit eine erweiterte Zeitbereichsanalyse erarbeitet, deren hohe Modellierungsgenauigkeit im Anschluss experimentell nachgewiesen wird. Mit Hilfe dieser Zeitbereichsanalyse werden die Belastungsgrößen des Resonanzwandlers berechnet, um hiermit eine Vorauswahl der Schaltungsparameter treffen zu können. Darauf aufbauend erfolgt die Optimierung des integrierten Transformators als Schlüsselkomponente des Ladewandlers sowie dessen prototypische Realisierung. Abschließend wird mittels Prototypen die erzielbare Leistungsdichte ermittelt. Ergebnis: Verglichen mit etablierten Ladewandlern der heutigen Elektrofahrzeuge konnte durch den einstufigen Ansatz die Leistungsdichte um ca. 53% gesteigert werden.
AU  - Keuck, Lukas
CY  - Paderborn
DA  - 2023
DO  - 10.17619/UNIPB/1-1727
DP  - Universität Paderborn
LA  - ger
N1  - Tag der Verteidigung: 20.03.2023
N1  - Universität Paderborn, Dissertation, 2023
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2023
SP  - 1 Online-Ressource (xi, 195 Seiten)
T2  - Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik
TI  - Entwurf eines einstufigen Ladewandlers auf Basis eines LLC-Resonanzwandlers
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-44897
Y2  - 2024-11-25T05:33:26
ER  -