Hochleistungs-DC-Quelle als Batteriesimulator 

Ausgangslage

Entscheidend für den Erfolg der Elektromobilität ist die Kapazität der Energiespeicher. Die intensive Forschung in diesem Bereich führt zu immer neuen, leistungsfähigeren Hochvolt-Batterien. Deren sich rasant ändernde Eigenschaften beeinflussen die Funktion und Wirkungsweise aller elektrischen Komponenten am Bordnetz des Fahrzeugs. Das stellt die Automobilhersteller vor große Herausforderungen bei der Entwicklung, Erprobung und Produktion neuer Hybrid- und Elektrofahrzeuge. 

Aufgabenstellung

Entwicklung eines Batteriesimulators, der das reale Verhalten heutiger Hochvolt-Batterien - für jedes vorkommende Lastprofil und für alle Betriebsbedingungen - nachbildet. Idealerweise verfügt der Simulator über Leistungsreserven, um auch zukünftige Generationen von Hochvolt-Batterien abzudecken. 

Umsetzung

Aus einem VECTODRIVE VD600 400A1 Umrichter und einer VECTONUM Steuerung bauten die Ingenieure von ARADEX gemeinsam mit dem Kunden eine Hochleistungs-DC-Quelle auf. Nach der Projektierungsphase gingen die Ingenieure beider Unternehmen gemeinsam an die Umsetzung. ARADEX realisierte die Stromregelung und nahm Modifikationen an der Firmware des Umrichters sowie an der Software der Steuerung vor. Parallel dazu implementierte der Kunde eigenständig das komplette Batteriemodell. Auch die Anbindung an die Prüfstandsumgebung per Profibus DP realisierte der Prüfstandsspezialist selbstständig. 

Ergebnisse

Das Ergebnis ist einer der leistungsfähigsten Batteriesimulatoren am Markt. Mit einem Spannungsbereich von 10 bis 1050 V und Strömen von +/- 900 A ist der Simulator für verschiedene Energiespeicher einsetzbar. Die Hochleistungs-DC-Quelle bildet Hochvolt-Batterien, Supercaps und Brennstoffzellen reproduzierbar nach. Die steuerbare Gleichspannungsquelle bietet eine exakte Nachbildung der Spannung – besonders bei schnellen und hohen Lastsprüngen und erlaubt somit ein realitätsnahes Testen des elektrischen Antriebsstranges und der anderen Verbraucher im Fahrzeug. Auch für zukünftige Energiespeicher ist der Batteriesimulator aufgrund seiner vorhandenen Dynamikreserven gewappnet. 

Die ausgewiesenen Marken gehören ihren jeweiligen Eigentümern.

Case Study: Batteriesimulator

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