Multiphase Buck Converter für die nächste Generation des Megawatt-Ladens
Die Elektrifizierung des Schwerverkehrs stellt neue Anforderungen an die Leistungselektronik von Ladesystemen. Um die hohen Ladeleistungen zukünftiger Megawatt-Ladeinfrastrukturen effizient und zuverlässig bereitzustellen, entwickelt das AIT innovative DC/DC-Wandlertechnologien für den Einsatz in Hochleistungs-Ladesystemen.
Der Multiphase Buck Converter repräsentiert die finale Leistungswandlungsstufe zwischen Ladeinfrastruktur und Fahrzeugbatterie. Das System verarbeitet Eingangsspannungen von bis zu 1.500 Volt DC und stellt eine regelbare Ausgangsspannung von bis zu 1.250 Volt DC bereit. Dadurch kann die Ladeleistung optimal an die Anforderungen moderner Hochvolt-Batteriesysteme angepasst werden.
Die Technologie basiert auf einer zehnphasigen interleaved Buck-Topologie mit einer Gesamtleistung von bis zu 200 Kilowatt. Durch die Aufteilung des Stroms auf zehn parallel arbeitende Phasen werden Stromwelligkeiten deutlich reduziert, die Belastung einzelner Komponenten minimiert und eine gleichmäßige Stromverteilung sichergestellt. Dies erhöht sowohl die Effizienz als auch die Zuverlässigkeit des Gesamtsystems.
Für die Leistungselektronik kommen moderne Siliziumkarbid-Halbleiter (SiC) zum Einsatz. Diese ermöglichen hohe Schaltfrequenzen und geringe Verluste selbst bei sehr hohen Spannungen und Strömen. Ergänzt wird das System durch eine leistungsfähige Flüssigkeitskühlung, die eine effektive Wärmeabfuhr und einen stabilen Betrieb bei hohen Leistungsdichten gewährleistet.
Der entwickelte Buck Converter ist Teil des europäischen Projekts DC Megacharger (ehemals MEDUSA), das ultraschnelle Ladelösungen für elektrische Nutzfahrzeuge entwickelt. In der Gesamtarchitektur übernimmt der Wandler die direkte Kopplung an die Fahrzeugbatterie, während die galvanische Trennung bereits in einer vorgelagerten Mittelspannungs-DC/DC-Stufe erfolgt. Dadurch kann die letzte Leistungsstufe besonders kompakt, effizient und kosteneffektiv ausgeführt werden.
Mit dieser Technologie leistet das AIT einen Beitrag zur Entwicklung von Ladeinfrastrukturen im Megawattbereich, die künftig Ladeleistungen von mehreren Megawatt ermöglichen und damit die Elektrifizierung des europäischen Güter- und Busverkehrs entscheidend unterstützen.
Weitere Informationen: www.dc-megacharger.com
