Tiny Power Box 2

Ange­strebt wird der Entwurf mehrerer Tech­no­lo­gie­de­mons­tra­toren zur Erpro­bung von neuen PFC & DCDC Konzepten sowie die System­in­te­gra­tion aller Kompo­nenten zur Reali­sie­rung eines hoch­kom­pakten Onboard-Lade­ge­räts:

Das finale Ziel ist die Reali­sie­rung eines 11kW on-board char­gers, welcher 3-phasigen Betrieb als auch einpha­sigen 7kW Betrieb ermög­licht und gleich­zeitig einen DC/​DC Konverter mit 48V Ausgang inte­griert. Um in allen Betriebs­modi möglichst effi­zient (>96%) und bidi­rek­tional zu arbeiten, jedoch gleich­zeitig eine kompakte Bauweise zu ermög­li­chen, werden Topo­logie, passive Kompo­nenten und ein mecha­nisch/​ther­mi­sches System in eng verzahnten Simu­la­ti­ons­work­flows gemeinsam opti­miert. Gleich­zeitig wird im Projekt mit reali­sierten Demons­tra­toren auch ein Vergleich von isolierten und nicht-isolierten Lade­ge­räten gezogen, um die Auswir­kungen einer Isola­ti­ons­bar­riere auf die Leis­tungs­dichte des Systems anhand dieses on-board charger Demons­tra­tors dazu­stellen. Die Erkennt­nisse und Ergeb­nisse aus diesem Projekt sind insbe­son­dere für viele weitere Leis­tungs­elek­tronik Anwen­dungen abseits eines on-board char­gers rele­vant, da ein eng verzahnter Opti­mie­rungs- & Simu­la­ti­ons­work­flow von elek­trisch, ther­misch und mecha­ni­schen Eigen­schaften, nicht nur auf Kompo­nenten-, sondern auch auf Syste­me­bene, die Voraus­set­zung ist, um opti­mierte und hoch­ef­fi­zi­ente Leis­tungs­elek­tro­nik­sys­teme reali­sieren zu können.

The main chal­lenges and topics of inves­ti­ga­tion are:

Entwick­lung einer Kombi­na­tion aus Schal­tungs­de­sign, Topo­logie- und Kompo­nen­ten­op­ti­mie­rung sowie System­in­te­gra­tion aller Kompo­nenten, bei gleich­zei­tiger Einhal­tung indus­tri­eller Stan­dards und rele­vanter Limi­tie­rungen durch indus­tri­elle Ferti­gungs­technik.
Aufbau eines Demons­tra­tors unter Verwen­dung neuerster Kompo­nenten und Inte­gra­ti­ons­tech­no­lo­gien, basie­rend auf der Kompe­tenz unserer indus­tri­ellen Projekt­partner, welche die gesamte Wert­schöp­fungs­kette der Leis­tungs­elek­tronik reprä­sen­tieren.
Die neue simu­la­ti­ons­ba­sierte Entwick­lungs­me­thodik soll noch vorhan­dene Lücken in der System­si­mu­la­tion füllen, indem ther­mi­sche und mecha­ni­sche Effekte im System­aufbau gezielt opti­miert werden und dadurch eine best­mög­liche Kühlung der Einzel­kom­po­nenten erreicht werden kann.

Das Projekt findet in Zusam­men­ar­beit mit den öster­rei­chi­schen Leit­be­trieben Infi­neon, Fronius, AVL List und TDK Elec­tro­nics sowie Infi­neon Deutsch­land und dem on-board charger Hersteller META­SYTEM aus Italien statt. Zusätz­lich zu den Indus­trie­be­trieben begleitet die Tech­ni­sche Univer­sität Graz als stark invol­vierter wissen­schaft­li­cher Partner dieses Projekt. Gemeinsam wird an der Opti­mie­rung der Leis­tungs­dichte von Leis­tungs­elek­tro­nik­sys­temen gear­beitet.