Ein österreichisches Kooperationsprojekt von Silicon Austria Labs, Infineon Technologies Austria und AVL List hat neue Lösungen für Hochvolt- und Niedervolt-Bordnetze entwickelt. Ziel war es, elektrische Systeme für zukünftige Elektrofahrzeuge kompakter, zuverlässiger und fehlertoleranter zu gestalten. Die Ergebnisse des Projekts sollen eine verbesserte Architektur ermöglichen, die die Leistungsfähigkeit moderner Fahrzeuge erhöht.
Das Forschungsprojekt REDSEL wurde nach zweijähriger Laufzeit abgeschlossen. Im Mittelpunkt stand die Entwicklung einer redundanten Bordnetzarchitektur, die eine flexible und ausfallsichere Energieversorgung gewährleistet. Dieser Ansatz eröffnet laut Projektbeschreibung langfristig die Möglichkeit, auf die klassische Niedervoltbatterie im Elektroauto zu verzichten.
Projektleiter Albert Frank: „Die entwickelten Technologien schaffen die Grundlage für leichtere und robustere Bordnetzsysteme und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung der Elektromobilität – bis hin zu zukünftigen autonomen Anwendungen.“ Damit werde die technische Grundlage für neue Systemgenerationen beschrieben.
Kern des Projekts ist eine redundante Systemarchitektur mit aktivem Balancing zwischen zwei Hochvoltbatterien. Diese sorgt für eine gleichmäßige Lastverteilung und erhöht die Betriebssicherheit. Ergänzend wurde ein Leistungselektronikwandler mit mehreren Eingängen entwickelt, der laut den Verantwortlichen durch ein neues magnetisches Integrationskonzept besonders kompakt und effizient umgesetzt wurde.
Auf technologischer Ebene kamen moderne Halbleiterlösungen zum Einsatz. Dazu zählen 750-V-Siliziumkarbid-MOSFETs auf der Hochvoltseite sowie erstmals OptiMOS-7-Bauelemente mit 30 V auf der Niedervoltseite. Diese sollen gegenüber bisherigen 40-V-Lösungen „signifikante Effizienzvorteile“ bieten. Verbesserte Bordnetzspezifikationen ermöglichten dabei den sicheren Einsatz dieser frühen Entwicklungsstufen.
Zusätzlich wurde eine neue Sicherheitsarchitektur für Um- und Abschaltfunktionen entwickelt. Mechanische Relais wurden durch Halbleiterschalter ersetzt, was Zuverlässigkeit, Bauraum und Gewicht verbessert.
„Der entwickelte Systemdemonstrator zeigt eindrucksvoll, wie neue Bordnetzarchitekturen künftig sicherer und skalierbarer umgesetzt werden können“, sagt Projektleiter Ernst Katzmaier.
Jeff Healey meint
Man kann auch komplizierte Lösungsansätze für einfache Probleme wählen. Muss man aber nicht.
Sollte es irgendwann die günstige und (Kälte-) unempfindliche Natrium-Ionen Batterie nach Europa schaffen, hat sich das leidige Thema mit streikenden Niedervolt-Batterien eigentlich erledigt. Dass einige Hersteller nicht einmal in der Lage sind einfachste Software für das Lademanagement zwischen HV- und NV-Batterie hinzubekommen, ist nochmal ein anderes Thema.
M. meint
Üblicherweise braucht man die NV-Batterie ja, weil die HV-Batterie im Havariefall vom Bordnetz getrennt wird. Das scheint man mit 2 HV-Batterien gelöst zu haben. Wie, das steht hier leider nicht.
Wäre aber wünschenswert, die 12V-Batterie ist eine der teuersten und (lt. ADAC jedenfalls) anfälligsten Komponenten, die man so haben kann. Der trauert im BEV (und im PHEV eigentlich) bestimmt niemand nach.
Steffen meint
Jepp, die Batterie ist auch in Foren beim dargestellten ID.7 ein steter Quell der Freude gewesen bis sie es jetzt mit neuerer Software in den Griff bekommen zu haben scheinen…
M. meint
Welche, die NV oder die HV?
banquo meint
Ergebnis ist aber wieder 2 Batterien: Traktionsbatterie und Startbatterie hier 30V statt 12V oder 48V. Fortschritt wäre eine Batterie die für Start und Verbraucher einen sicher abgetrennten Bereich anbietet.
Stefan meint
Elektronische Bauelemente wandeln Hochvoltspannung in Niedervoltspannung.
M. meint
Das (scheinbar gelöste) Problem ist der Weiterbetrieb des Bordnetzes nach Sicherheitsabschaltung der HV-Batterie.
Also Blinker, Scheinwerfer, Bremslichter usw.
M3P_2024 meint
Ja die übermotorisierten BEV’s brauchen halt eine stärkere Starterbatterie weil die grossen Motoren eine stärkeren Anlasser benötigen… ;-)
banquo meint
Bei den neueren EV`s: Reinsetzen und auf D losfahren. An meinem schaltet man beim Start erst noch über Schlüssel die Traktionsbatterie zu. Die Trennung 12V von der Hochvoltbatterie ist natürlich eine saubere Sache und im Notfall wird die Hochvoltbatterie sicher weggeschaltet.
MK meint
@banquo:
Es steht doch da, dass es dann nur noch 2 Hochvoltbatterien geben soll und eben keine 30 V-Abtterie…so wie ich es verstehe, ist das vereinfacht gesagt ein Trafo, der dann 30V-Strom „live“ bereitstellt, wenn er gebraucht wird, ohne aber die Möglichkeit zu haben, Strom dieser Spannung zu speichern.