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Hybrid-Seminar

Mittel- und Hochvoltbordnetze im Automobil (12V, 48V, HV)

Grundlagen, Komponenten, Auslegung und Anwendungen

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Mittel- und Hochvoltbordnetze im Automobil (12V, 48V, HV)
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Mittel- und Hochvoltbordnetze im Automobil (12V, 48V, HV)

Das Seminar gibt einen Überblick über die aktuell verfügbaren Methoden zur Reduktion der CO2 Emissionen mit Hilfe elektrischer Systeme in allen Spannungslagen. Wir beginnen mit einfachen Maßnahmen im Niederspannungsbordnetz, welche bereits seit Jahren teils unbemerkt im Einsatz sind, bis hin zur kompletten Elektrifizierung des Antriebsstrangs. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Funktionsweise der benötigten Steuergeräte gelegt, so dass die Teilnehmer in der Lage sind die Funktionsweise aller Bordnetztypen zu erklären und die Aufgaben der Komponenten kennen.

Elektrisch betriebene Fahrzeuge sind ohne die Methoden der modernen Leistungselektronik nicht denkbar. Alle zentralen Komponenten wie Umrichter, Ladesysteme, Spannungswandler fallen in das Spezialgebiet der Leistungselektronik. Daher behandeln wir gegen Ende des Seminars die Grundlagen leistungselektronischer Systeme. Dadurch sind wir in der Lage die Funktionsweise von Traktionsumrichtern zu beschreiben oder Begriffe wie die PFC (Power-Factor Correction) zu verstehen.

Zum Thema

Kaum ein Fahrzeughersteller kann es sich aktuell mehr erlauben seine Verbrennungsmotoren ohne elektrische Unterstützung auszurüsten. Der Trend geht deutlich Richtung Elektrofahrzeuge mit Batterie. Elektromobilität heißt das Gebot der Stunde. Dadurch sind eine Vielzahl an Lösungsmöglichkeiten in allen Spannungslagen (Nieder-, Mittel- und Hochvoltebene) entstanden, mit denen sich die gewünschte CO2 Einsparung erreichen lässt. Die dadurch notwendige zusätzliche Elektrifizierung im Fahrzeug hat allerdings weitreichende Auswirkung auf die eingesetzten Fahrzeugbordnetze oder erzwingt sogar den Einsatz zusätzlicher Spannungslagen (z.B. Hochvolt).
Einfache Maßnahmen, wie Start-Stopp Systeme, erfordern vergleichsweise einfache Änderungen im Bordnetz, ergeben jedoch nur eine überschaubare CO2 Einsparungen. Je größer die gewünschte CO2-Einsparung, desto größer ergeben sich starke Auswirkungen auf die Elektrik im Fahrzeug, bis hin zum kompletten Wegfall des Verbrennungsmotors. Reine Elektrofahrzeuge mit Batterien als Energiespeicher erfordern andere Anforderungen als Verbrenner an Bordnetz und Verkabelung. Hybridfahrzeuge sind meist komplexer und beinhalten oft mehrere Spannungsebenen.

Zielsetzung

Die Teilnehmer

  • kennen den Aufbau und die verschiedenen Topologien der 12V, 48V und Hochvoltbordnetze
  • kennen die möglichen CO2 Einsparpotenziale der einzelnen Maßnahmen
  • können die Aufgaben und Funktionsweise elektrischer Steuergeräte im Mittel- und Hochvoltbordnetz beschreiben (z.B. DC/DC Wandler, Umrichter, Ladesysteme, ...)
  • kennen die Grundfunktion leistungselektronischer Systeme und deren Halbleiterelemente

Teilnehmerkreis

Das Seminar richtet sich vor allem an Einsteiger in die Elektromobilität, welche sich einen Überblick über die verfügbaren Systeme machen möchten:

  • Konstrukteure oder Techniker die zukünftig elektrischen Systeme betreuen oder entwickeln
  • Wirtschaftsingenieure aus dem Einkauf zur Bewertung elektrifizierter Systeme
  • Projektleiter im Bereich Bordnetz und elektrifizierter Antriebsstrang
  • Systementwickler, Systemarchitekten elektrischer Systeme

Programm

Hybrid-Seminar Tag 1, 09:00 bis 17:00 Uhr

  • BORDNETZE


    Nieder- und Mittelvolt (48V) Bordnetze

    • Aufgaben und Grenzen klassischer 12V Bordnetze
    • Stabilitätsbewertung im Niedervoltbordnetz
    • Entstehung der 48V Systeme
    • Komponenten und Topologien im 48V Bordnetz


    Hochvoltsysteme

    • Definition und Aufbau von Hochvoltsystemen
    • Der elektrifizierte Antriebsstrang, Aufbau und Komponenten
    • Sicherheitseinrichtungen (Interlock, Isolationsüberwachung, …)
    • Anforderungen an Komponenten im Hochvoltbordnetz (Lebensdauer, EMV, ….)


Hybrid-Seminar Tag 2, 09:00 bis 16:00 Uhr

  • STEUERGERÄTE


    Steuergeräte im Mittel- und Hochvoltverbund

    • Allgemeiner Aufbau von elektronischen Steuergeräten
    • Systemauslegung- und Funktionsbeschreibung
    • Prüf- und Lebensdaueranforderungen an Nieder- und Hochvoltsteuergeräte
    • Grundlagen elektrischer Maschinen und deren Steuerung


    Grundlagen leistungselektronischer Systeme

    • Aufgaben leistungselektronischer Systeme. Was ist Leistungselektronik?
    • Wichtige Zusammenhänge und mögliche Halbleiter / Hersteller
    • Reichweiten und Effizienzsteigerung durch den Einsatz von SiC (Siliciumcarbid)


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