Die leistungselektronischen Systeme eines Elektrofahrzeugs (EV) verfügen über eine große Vielfalt an Kondensatoren.
Von Zwischenkreiskondensatoren über Sicherheitskondensatoren bis hin zu Dämpfungskondensatoren spielen diese Komponenten eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung und dem Schutz der Elektronik vor Faktoren wie Spannungsspitzen und elektromagnetischen Störungen (EMI).
Es gibt vier Haupttopologien von Traktionsumrichtern, die sich hinsichtlich Schaltertyp, Spannung und Pegel unterscheiden. Die Wahl der geeigneten Topologie und der zugehörigen Komponenten ist entscheidend für die Entwicklung von Traktionsumrichtern, die die Effizienz- und Kostenanforderungen Ihrer Anwendung erfüllen.
Wie bereits erwähnt, gibt es vier am häufigsten verwendete Topologien bei Traktionswechselrichtern für Elektrofahrzeuge, wie in Abbildung 2 dargestellt:
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Level-Topologie mit dem 650V IGBT-Schalter
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Level-Topologie mit dem 650V SiC MOSFET-Schalter
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Level-Topologie mit dem 1200V SiC MOSFET-Schalter
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Level-Topologie mit dem 650V GaN-Schalter
Diese Topologien lassen sich in zwei Untergruppen einteilen: 400-V-Antriebssysteme und 800-V-Antriebssysteme. Innerhalb dieser beiden Untergruppen sind zweistufige Topologien weit verbreitet. Mehrstufige Topologien kommen in Hochspannungssystemen wie Elektrozügen, Straßenbahnen und Schiffen zum Einsatz, sind aber aufgrund höherer Kosten und Komplexität weniger verbreitet.
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DämpfungskondensatorenDie Spannungsunterdrückung ist wichtig, um Schaltungen vor hohen Spannungsspitzen zu schützen. Snubber-Kondensatoren werden an den Hochstrom-Schaltknoten angeschlossen, um die Elektronik vor Spannungsspitzen zu schützen.
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DC-Link-Kondensatoren– In Elektrofahrzeuganwendungen, Zwischenkreiskondensatoren helfen, die Auswirkungen der Induktivität in Wechselrichtern auszugleichen. Sie dienen außerdem als Filter, die die Subsysteme von Elektrofahrzeugen vor Spannungsspitzen, Überspannungen und elektromagnetischen Störungen schützen.
Alle diese Komponenten spielen eine wichtige Rolle für die Sicherheit und Funktionalität von Traktionsumrichtern. Allerdings ändern sich Design und Spezifikationen dieser Kondensatoren je nach gewählter Traktionsumrichtertopologie.
Veröffentlichungsdatum: 15. Dezember 2023