Navigation

MA – Auslegung direktgekühlter Antriebsumrichter für Elektrofahrzeuge

Auslegung eines direktgekühlten Antriebsumrichter für Elektrofahrzeuge

Der Einsatz von dielektrischen Flüssigkeiten zur direkten Kühlung von leistungselektronischen Komponenten bietet durch eine verbesserte Wärmeabfuhr und die Reduktion von Isolationsstrecken das Potential die System-Leistungsdichte zu erhöhen. Durch die Vermeidung von Hotspots, beispielsweise auf Platinen, kann potentiell auch die Zuverlässigkeit einzelner Subkomponenten erhöht werden.

Im Rahmen der Arbeit sollen zunächst mittels thermischer 3D-FEM Simulationen die Potentiale einer Direktkühlung für die bestehenden Hauptkomponenten (z.B. Leistungsmodul, Zwischenkreiskondensator, Busbars, Platinen) eines Antriebsumrichters bewertet werden. Hierbei sollen die Möglichkeiten einer verbesserten Wärmeabfuhr und die Vermeidung von Hotspots im Fokus stehen. Für die einzelnen Komponenten sollen Auslegungskriterien und Optimierungsmaßnahmen erarbeitet werden wie durch Geometrieanpassungen und Beeinflussung der Strömungsführung eine weitere Verbesserung der Komponentenentwärmung erreicht werden kann.

Auf Basis dieser Ergebnisse soll für eine bestehende Elektrofahrzeug Achs-Antriebseiheit mit 160 kW Peakleistung ein integrierter direktgekühlter Antriebsumrichter konzipiert und konstruiert werden. Hierbei soll insbesondere die Strömungsführung im System optimiert werden um eine bedarfsgerechte Anströmung der Komponenten sicherzustellen. Die 3D-CAD Konstruktion erfolgt mittels PTC/Creo.

Bearbeiter: Jan Maier

Betreuer: Dr.-Ing. Maximilian Hofmann (Fraunhofer IISB) – Telefon: 09131-761385; Email: Maximilian.Hofmann@iisb.fraunhofer.de

Für Studienfächer: Mechatronik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März