Analyse von Hochvolt-Gleichstrom-Relais bei Kurzschlussströmen in Elektrofahrzeugen

Projekt: Forschung

Projektbeteiligte

Beschreibung

Das An- und Ab­schal­ten der Bat­te­rie in ei­nem Elek­tro­fahr­zeug wird im Nor­mal­fall über so­ge­nann­te HV-DC-Re­lais (HV = Hoch­volt, DC = di­rect cur­rent, Gleich­strom) durch­geführt. Bei auf­tre­ten­dem Kurz­schluss, her­vor­ge­ru­fen durch ei­nen Un­fall oder feh­ler­haf­te Iso­lie­rung, muss über eine Si­che­rung eine Not­ab­schal­tung ein­ge­lei­tet wer­den. Durch die For­de­rung nach größeren Reich­wei­ten sind leis­tungsstärke­re Bat­te­ri­en nötig, die zu ei­nem höhe­ren Kurz­schluss­strom führen, so dass ak­tu­el­le Not­ab­schalt­kon­zep­te in Fra­ge ge­stellt und neue Kon­zep­te ent­wor­fen wer­den müssen. Dafür ist eine de­tail­lier­te Ana­ly­se al­ler Bau­tei­le und be­son­ders der Re­lais im Kurz­schluss­fall er­for­der­lich.

Bei stark an­stei­gen­dem Strom in ei­nem Re­lais kommt es an Tei­len der Kon­taktflächen zu Stromflüssen ent­ge­gen­ge­setz­ter Rich­tung, die zu ei­ner Kraft führen, die eine un­ge­woll­te Öff­nung der Re­lais­kon­tak­te ein­lei­tet: Die so­ge­nann­te Le­vi­ta­ti­on. Öff­nen sich die Kon­tak­te, ent­steht ein Licht­bo­gen zwi­schen ih­nen, der die Elek­tro­den ther­ma­li­siert und ver­damp­fen lässt. Dies führt zu ei­nem ra­pi­den Druck­an­stieg im Re­lais bis zur Zerstörung des Re­lais­gehäuses und muss un­be­dingt ver­hin­dert wer­den. Das Ver­hal­ten von Re­lais in ge­nau die­ser Ex­trem­si­tua­ti­on soll in Ko­ope­ra­ti­on mit Pa­na­so­nic In­dus­tri­al De­vices Eu­ro­pe GmbH (PIDE), Power Elec­tro­nics R&D Cen­ter, ansässig in Lüne­burg, un­ter­sucht wer­den. Im Fo­kus ste­hen das phy­si­ka­li­sche Ver­hal­ten und die Vor­her­sa­ge des zeit­abhängi­gen Druck­an­stiegs.

Hier­zu fördert die Eu­ropäische Uni­on im eu­ropäischen Förder­fond für re­gio­na­le Ent­wick­lung (EFRE) das Pro­jekt „Ana­ly­se von HV-DC-Re­lais bei Kurz­schluss­strömen in Elek­tro­fahr­zeu­gen“ seit dem 01.07.2018 für drei Jah­re. In die­sem Pro­jekt soll das Ver­hal­ten des Re­lais ausführ­lich mit mul­ti­phy­si­ka­li­schen Si­mu­la­tio­nen ana­ly­siert, mit Mes­sun­gen an den Re­lais ver­gli­chen und aus den Er­kennt­nis­sen ein möglichst ein­fa­ches glo­ba­les Mo­dell des Druck­an­stiegs ab­ge­lei­tet wer­den. Eine vollständi­ge Si­mu­la­ti­on des ge­sam­ten tran­si­en­ten Re­lais­ver­hal­tens ist kaum möglich, wes­halb es in drei Pha­sen un­ter­teilt wird: Vor Öff­nung ei­nes Kon­tak­tes, bis zur Öff­nung des zwei­ten Kon­tak­tes und an­sch­ließend das geöff­ne­te Re­lais in­klu­si­ve der Bo­gen­plas­men. Jede Pha­se wird se­pa­rat si­mu­liert und die Er­geb­nis­se ei­ner vor­he­ri­gen Pha­se ge­hen als Ein­gangs­pa­ra­me­ter in die an­sch­ließende Pha­se ein. Das im An­schluss ab­zu­lei­ten­de glo­ba­le Mo­dell hat den Vor­teil, dass es re­la­tiv schnell gelöst und zur Ana­ly­se über­ge­ord­ne­ter Pro­ble­me, wie neu­en Ab­schalt­kon­zep­ten, ein­ge­setzt wer­den kann.
StatusAbgeschlossen
Zeitraum01.07.1831.08.21

Verknüpfte Aktivitäten

Zuletzt angesehen

Publikationen

  1. Multidimensionale Skalierung der Komfortbeurteilung von Flugzeugkabinenbildern
  2. The knowledge transfer potential of online data pools on nature-based solutions
  3. Programmbezogene Qualitätsentwicklung in der schulischen Gesundheitsförderung
  4. The persistent decline in unionization in Western and Eastern Germany, 1980-2004
  5. Robust Control of Mobile Transportation Object with 3D Technical Vision System
  6. A model predictive control in Robotino and its implementation using ROS system
  7. Experimental and numerical analysis of material flow in porthole die extrusion
  8. Prokrastination bei Studierenden des Lehramts und der Erziehungswissenschaften
  9. What shapes ground beetle assemblages in a tree species-rich subtropical forest?
  10. On the origin of passive rotation in rotational joints, and how to calculate it
  11. A two-stage Kalman estimator for motion control using model predictive strategy
  12. The impact of R&D activities on exports of german business services enterprises
  13. Logistical Potentials of Load Balancing via the Build-up and Reduction of Stock
  14. Co-extrusion of compound-cast AA7075/6060 bilayer billets at various temperatures
  15. Spatial patterns of cultural ecosystem services provision in Southern Patagonia
  16. DISKNET – A Platform for the Systematic Accumulation of Knowledge in IS Research
  17. Comparative study of resonant circuit for power transmission via inductive link
  18. Net deferred tax assets and the long-run performance of initial public offerings
  19. Which attributes of audit committees are most beneficial for European companies?
  20. Testing for a break in the persistence in yield spreads of EMU government bonds
  21. Multibody simulations of distributed flight arrays for Industry 4.0 applications
  22. Multi-Parallel Sending Coils for Movable Receivers in Inductive Charging Systems
  23. The positive effects of a protean career attitude for self-initiated expatriates
  24. Ecosystem service coproduction across the zones of biosphere reserves in Europe
  25. Distortion related aspects of cold forging as part of the manufacturing process