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Elektrische EnergiespeichertechnikSiCWell

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SiCWell

Einfluss von Siliziumcarbid-Wechselrichtern auf die Lebensdauer von Traktionsbatterien

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  • Verbundprojekt
  • Partner: Daimler AG, Solfas Technologie GmbH, FG LE und MDT TU Berlin
  • Gefördert vom BMBF
  • Projektdauer: 01.09.2018 - 30.08.2021
  • Teilvorhaben: Experimentelle Untersuchung, Modellierung und Diagnose der Alterung von Traktionsbatterien durch SiC-Wechselrichter

Motivation

Innovationen in der Elektronik werden die Effizienz des Antriebssystems von Elektrofahrzeugen und damit auch ihre Reichweite weiter erhöhen. Eine besondere Rolle kommt dabei Siliziumcarbid (SiC)-Halbleitern zu, mit denen die Leistungselektronik, die Energieflüsse im Fahrzeug steuert, kompakter und effizienter werden kann. Intelligente Elektronik zur Ansteuerung und Überwachung wird zudem die Zuverlässigkeit künftiger Antriebe auch im Fehlerfall sicherstellen.

Ziele und Vorgehen

Die Einflüsse der für SiC-Leistungselektroniksysteme typischen hohen Schaltfrequenzen auf die Batterie, den Antrieb und das Bordnetz von Elektrofahrzeugen können, obwohl bisher weitgehend unerforscht, von großer Bedeutung für die Systemleistung sein. Im Projekt SiCwell sollen die Auswirkungen schnell schaltender SiC-Leistungshalbleiter auf die Lebensdauer von Fahrzeugbatterien untersucht werden. Dies soll in Alterungstests an Lithium-Ionen-Zellen im Labor geschehen, wobei verschiedene Betriebsparameter der Leistungselektronik gezielt variiert werden. Aufbauend auf den Ergebnissen der Alterungstests soll ein Simulationsmodell entwickelt werden, dass die Einflüsse der SiC-Leistungshalbleiter auf das Batteriesystem variabel abbildet und es ermöglicht, Wechselwirkungen vorherzusagen.

Innovationen und Perspektiven

Auf Grundlage des Simulationsmodells können mögliche Auswirkungen hoher Schaltfrequenzen auf das Alterungsverhalten des Batteriesystems künftig schon in der Entwicklung von SiC-Umrichtern berücksichtigt werden. Dies kann nachteilige Effekte verhindern und die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit von Elektrofahrzeugen steigern. Zudem sollen aus den geplanten Untersuchungen Verfahren zur Online-Lebensdauerdiagnose von Batteriesystemen resultieren.

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