Vom Wasserstoff zum nutzbaren Strom: DC/DC-Wandler in Brennstoffzellenanwendungen
Moderne Brennstoffzellenstacks können hohe Gleichspannungen von bis zu 650 V erzeugen. Aufgrund erheblicher lastabhängiger Schwankungen ist diese Spannung jedoch für die meisten elektrischen Antriebssysteme oder Batterieladeanwendungen nicht direkt geeignet. DC/DC-Wandler spielen eine entscheidende Rolle bei der Hoch- oder Herunterstufung der Spannung, um je nach den spezifischen Anforderungen des Systems einen Stromfluss zu erzeugen. Diese Wandler stabilisieren und regulieren die übertragene Leistung, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen von elektrischen Antrieben und Ladegeräten entspricht. Dadurch ermöglichen sie die effiziente Nutzung der vom Brennstoffzellenstapel erzeugten Energie, erhöhen die Systemkompatibilität und verbessern sowohl die Leistung als auch die Zuverlässigkeit des Antriebssystems.
Current Ripple in >100 kW Systems
Die Verwendung von verschachtelten, gekoppelten Induktoren bietet erhebliche Vorteile in Bezug auf Größe und effektive Induktivität, insbesondere in elektrischen Systemen mit einer Leistung von über 100 kW. Durch die Verschachtelung von Induktoren in parallelen Konfigurationen wird der Strom auf mehrere Phasen verteilt, was zu einem geringeren Ripplestrom und einer gleichmäßigeren Lastverteilung führt. Dies führt zu einer erheblichen Verringerung der magnetischen Sättigung und verbessert den Gesamtwirkungsgrad.
Ein wesentlicher Vorteil dieser Anordnung ist der kompaktere Formfaktor. Durch die Kopplung von in diesem Fall zwei Induktivitäten kann die Gesamtinduktivität mit weniger Bauteilen erreicht werden, was den Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen Konstruktionen erheblich reduziert.
Bei Hochleistungssystemen über 100 kW verbessert dies nicht nur den Wirkungsgrad und reduziert die Wärmeentwicklung, sondern verringert auch die erforderliche Kühlkapazität und die Gesamtgröße des Systems. Aufgrund dieser Vorteile eignet sich diese Technologie besonders gut für Anwendungen wie Filter, Zwischenkreisdrosseln für Stromversorgungen und andere elektrische Systeme mit hoher Leistung.
Spezifikationen | Anmeldung |
405…216 VDC; 90 kWnom; 125 kWpeak | Brennstoffzelle DC/DC |