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MA – Thermische Modellierung eines elektrischen Antriebsystems

Thermische Modellierung eines elektrischen Antriebsystems zur Ermittlung lokaler Temperaturkollektive in Leistungselektronik und E-Motor

Kurzzusammenfassung

Essentieller Bestandteil in der Entwicklung von Elektrofahrzeugen sind thermische Simulationen des Antriebssystems. Das Ziel der Masterarbeit ist die Entwicklung und Parametrierung eines Cauer-Netzwerk für ein elektrisches Achssystem. Mit dem Modell soll es ebenso zur Erstellung von Temperaturkollektiven möglich sein, Temperaturhübe aus den Simulationsverläufen zu extrahieren. Für den anspruchsvollen Wärmepfad des Luftspalts wurden verschiedene Herangehensweisen betrachtet. Im zweiten Schritt wurde das Modell mittels FEM-Simulationen und analytischer Rechnungen optimiert und teilverifiziert.

Durch eine an das Modell angegliederte fahrzyklusbasierte Verlustmodellierung konnten umfangreiche Studien und Untersuchungen durchgeführt werden. Zur weiteren Verwendung der Ergebnisse wurden die Simulationsverläufe mittels der Rainflow-Zählung aufbereitet.

Schlagwörter: elektrisches Fahren, Cauer-Netzwerk, thermische Modellierung, Fahrzyklussimulation, Temperaturkollektiv

Abstract

Thermal simulations of the drive system are an essential component in the development of electric vehicles. In the context of this master thesis, a Cauer-network for an electric axle System has been modeled. With the model it should also be possible to extract temperature strokes from the simulation processes for the creation of temperature spectra. Therefore, different approaches have been considered for the demanding heat path the air gap. In the second step, the model has been optimized and partially verified using FEM simulations and analytical calculations.

Extensive studies and investigations could be carried out through a driving cycle-based loss model attached to the Cauer-network. For further use, the simulation curves have been prepared using Rainflow-Counting.

Keywords: electric driving, Cauer-network, thermal modelling, driving cycle simulation, temperature collective

Bearbeiter: Oliver Bogendörfer

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

Für Studienfächer: EEI, Mechatronik, Energietechnik

Verantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Martin März