Hochvolt-Bordnetze finden heutzutage mehr und mehr Einzug im Kraftfahrzeug, sei es zur Energieversorgung eines zusatzlichen Antriebes in Hybridfahrzeugen oder als Hauptantrieb in Elektrofahrzeugen. Neben dem Antrieb werden weitere Zusatzaggregate wie Klimakompressor oder DC/DC-Wandler verbaut, um die Systemeffizienz zu erhohen. Diese Technologie bringt einerseits neue Moglichkeiten, andererseits auch unbekannte Systemreaktionen in den Entwicklungsprozess ein. Das elektrische Verhalten der unabhangig voneinander entwickelten Bordnetzkomponenten ist dem Systemarchitekten nur teilweise bekannt. Speziell das Impedanzverhalten der Eingangsfilter wird im Systemdesign bisher kaum berucksichtigt. Begunstigt durch den Umstand, dass die Komponenten durch Kabel mit niedrigen Verlusten vernetzt sind, konnen so hoch schwingfahige Systeme entstehen, die sich erst in einem Gesamtaufbau bemerkbar machen. In dieser Arbeit wird ein Weg aufgezeigt, wie sich das Impedanzverhalten von verteilten Netzen sowie mogliche Systemresonanzen durch Modellierung und Simulation im Frequenzbereich 1kHz-10MHz ermitteln lassen, ohne dass ein realer Systemaufbau existiert. Die Modelle werden unter der Massgabe erstellt, dass keine Detailinformationen uber das Schaltungsdesign verfugbar sind. Um zum Systemmodell zu gelangen, werden zuerst die leistungselektronischen Wandler anhand von Messungen identifiziert. Die Ergebnisse werden in ein Modell aus konzentrierten Elementen uberfuhrt, bei denen jedes Element einem realen physikalischen Effekt zugeordnet werden kann. Damit lassen sich Anderungen am realen Umrichter leicht ins Modell ubertragen. Des Weiteren kann bei einer unerwunschten Resonanz das zu andernde Bauteil leichter identifiziert werden. In einem weiteren Schritt werden Messverfahren zur Ermittlung der Batterieimpedanz vorgestellt. Um die Messergebnisse zu verifizieren, wird die Impedanz einer Batterie anhand ihrer geometrischen Strukturen und den physikalischen Effekten berechnet und modelliert. In einem dritten Schritt werden dann die geschirmten Kabel modelliert, wobei verschiedene Detailierungsgrade verwendet werden und ein Vergleich der verschiedenen Varianten gezogen wird.
展开▼
