Eliminierung der Hochspannungsvorladung mit vorhandener Hardware in BEV

Vorgestellt von Patrick Kowalyk, Automotive Principal Field Applications Engineer, NA

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Jedes Hochspannungsbus-System benötigt eine Vorladungsschaltung, um den Stromfluss über einen bestimmten Zeitraum, den sogenannten dv/dt, zu reduzieren und die elektronischen Geräte in einem batterieelektrischen Fahrzeug zu schützen. Die Herausforderung bei einer herkömmlichen Lösung dieses alten Problems besteht darin, dass die Ladezeit des Vorladewiderstands invers proportional zur Leistungsdissipation ist.

Ein besserer Ansatz besteht darin, die Leistungskomponenten im batterieelektrischen Fahrzeug zu nutzen und sie zur Aufladung des Hochspannungsbusses von einer Niederspannungsquelle wiederzuverwenden. Durch die Verwendung von Leistungsmodulen kann der Regler umgekehrt eingesetzt werden, um die Spannung und den Strom zu regeln.

Patrick Kowalyk hat seit über 6 Jahren Automobil-Energiesysteme entwickelt und ist seit Jahrzehnten als Ingenieur tätig. Patricks tiefgehendes technisches Wissen war entscheidend für das Wachstum des Automobilgeschäfts von Vicor. Seine technische Meisterschaft in Elektrotechnik im Zusammenhang mit Leistungsmodulen, Topologien und Architekturen ist unübertroffen. Kowalyk war ein Katalysator für die Entwicklung kompakter, effizienter Energiesysteme für OEMs und Tier-One-Kunden. Er hat einen Bachelor-Abschluss in Elektrotechnik vom Illinois Institute of Technology.

Die ungewisse Zukunft von Zubehörlasten in einer 48V-Welt

Vorgestellt von David McChesney, Strategic Account Manager, Nordamerika

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Hochleistungsbelastungen belasten das 12V-System schwer in aktuellen schweren und super-schweren Personenkraftwagen, und diese Lasten sind entscheidend für den effektiven Einsatz des Fahrzeugs durch den Verbraucher. Die Umstellung dieser Lasten auf 48V führt zu einer Diffusion der Verantwortung zwischen OEMs und Aftermarket-Zulieferern. Wer ist für diese Umstellung verantwortlich? Wenn diese Lastwagen auf eine 48V-Architektur umgestellt werden, wie werden die Aftermarket-Zulieferer reagieren? Worüber sollten Sie jetzt nachdenken, um den Übergang in naher Zukunft zu erleichtern? Was ist der beste Ansatz, um den laufenden Übergang zu 48V zukunftssicher zu gestalten? Flexible, skalierbare und leistungsstarke DC-DC-Wandlermodule sind der Schlüssel zu einem reibungslosen Übergang sowohl für OEMs als auch für Aftermarket-Spieler.

Dave McChesney ist Strategic Account Manager und verkauft DC-DC-Wandlermodule an OEMs und Tier-One-Kunden. Er hat seine Karriere damit verbracht, Hardware, Systeme und Engineering-Dienstleistungen in die Automobiltechnikbranche zu verkaufen. Mit einer tiefen Leidenschaft für alles rund um Elektrofahrzeuge bietet er ein tiefes technisches Verständnis für Stromversorgungsnetzwerke und bewährte Verfahren zur Optimierung von xEV-Plattformen. Dave hat seinen MBA von der Walsh University erworben und Elektrotechnik an der Kettering University studiert.

Die Migration zu 48V mit hoher Effizienz, Leistungsdichte und effizienten Systemkosten

Vorgestellt von Patrick Wadden, Vice President Automotive Business Unit

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Erfahren Sie, wie Sie 800V auf die praktische Weise in 48V umwandeln können, indem Sie die leistungsstärksten Konverter verwenden. Wir werden demonstrieren, wie Vicor’s Festspannungs-Bus-Konvertermodule die komplexen Herausforderungen der Umwandlung von Hochspannung in SELV in einer kleinen, hoch effizienten modularen Form lösen können. Gewinnen Sie Kenntnisse darüber, wie Sie Hochleistungs-Kfz-Lasten wie aktive Fahrwerke, Steer-by-Wire und Brake-by-Wire auf 48V umstellen können oder wie Sie das gesamte Stromversogungsnetz wie Tesla, aber besser, umwandeln können. Entdecken Sie die höchste Effizienz, die höchste Leistungsdichte und die fortschrittlichsten Stromlösungen in der Automobilindustrie.

Patrick Wadden trat 2018 bei Vicor ein, um die Automotive Business Unit zu leiten und ein neues Endmarktsegment für Vicor voranzutreiben. Seine Erfahrung in der Halbleiterindustrie erstreckte sich über die Automobil-, Industrie-, Konsumgüter- und Luft- und Raumfahrtindustrie mit einem Schwerpunkt auf Leistungselektronik. Patrick hatte zuvor Führungspositionen im Vertrieb, Marketing, Produktlinien- und Geschäftseinheitenmanagement bei Intersil, Altera, ADI und Integrated Device Technology inne. Patrick hat einen BSBA in Management von der Northeastern University und lebt in New Hampshire mit seiner Frau und seinen Kindern.

Die Einhaltung der EM-Leitungsstöremissionen für Hochspannungswandlung mit einer Schaltfrequenz über 1,3 MHz erreichen

Vorgestellt von Nicola Rosano, Sr. Strategic FA/System Engineer

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Die Behebung elektromagnetischer Interferenzen (EMI) in Systemen, die Hochfrequenz-DC-DC-Wandler verwenden, stellt aufgrund der intrinsischen Natur dieser Wandler eine kritische Herausforderung dar. Der Betrieb mit hoher Frequenz und kompakte Layouts verstärken zwar die Vorteile für kompakte Designs und Effizienz, verstärken jedoch auch die EMI-Bedenken. Das schnelle Schalten von Strömen in diesen Wandlern erzeugt Harmonische, die sich durch den Schaltkreis ausbreiten und als elektromagnetische Wellen abstrahlen können.

Die EMI-Dämpfung erfordert ausgeklügelte Filter- und Abschirmstrategien, was die Komplexität des Designs erhöht und die Kosten steigert. Die Erzielung einer effektiven EMI-Unterdrückung, ohne die Leistung des Wandlers zu beeinträchtigen, erfordert ein feines Gleichgewicht, da aggressive Filterung die Effizienz beeinträchtigen kann. Komplexe Abwägungen sind erforderlich, um robuste Systeme zu entwickeln, die strenge EMI-Standards in Gegenwart von Hochfrequenz-DC-DC-Wandlern erfüllen.

Nicola Rosano trat 2022 bei Vicor als Senior Strategic Application & System Engineer, EMEA, ein und bietet technische Unterstützung und Beratung für Automobil-Energiesysteme. Vor Vicor arbeitete er in den Bereichen Militär, Verteidigung und Raumfahrt bei Thales Alenia Space und Airbus Defense and Space sowie im Automobilsektor bei BorgWarner und Stellantis als Senior HW Power System Engineer. Er hat mehrere Patente und betreibt einen YouTube-Kanal für Analog- und Leistungselektronik. Seine aktuellen Forschungsschwerpunkte umfassen Leistungselektronik, Schaltungen und Systeme, elektronische Instrumentierung und Ingenieurausbildung. Rosano erhielt seinen Bachelor-Abschluss im Jahr 2010 und seinen Master-Abschluss cum laude im Jahr 2013 in Elektrotechnik.

Entwicklung einer 48V-Zonenarchitektur, die die Hochspannung innerhalb des BEV-Batteriepacks hält

Vorgestellt von YK Choi, Sr. Field Application Engineer, Vicor, APAC

Kang YoungJae, Chief Engineer, INFAC Corporation

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Die zukünftigen BEV-Systeme werden viele schwere Lasten und Sicherheitssysteme mit 12V-Altstrom benötigen. Im Allgemeinen verfügt ein BEV über eine Doppelschichtleistungsstruktur, aber wenn OEMs eine zonale Architektur anpassen, erfordert das System eine Dreifachschichtleistung mit zusätzlichen 48V. Die meisten DC-DC-Wandler im Fahrzeug haben eine Standardleistung, es ist einfach, den Leistungsbedarf durch Hinzufügen von ein oder zwei DC-DC-Wandlern im Fahrzeug zu erhöhen, aber wie können wir das Volumen der DC-DC-Wandler und der Kabelbäume im System bewältigen?

YK Choi ist Senior Field Application Engineer bei Vicor, APAC. YK verfügt über mehr als 26 Jahre Erfahrung in der Leistungselektronik, Leistungsmodulen (IGBT, SiC), diskreten Schaltern und Halbleitern. Er ist Experte für Fahrzeugelektrifizierung auf Basis von Traktionswechselrichtersystemen. Herr Choi hat Positionen als F&E-Ingenieur und als Feldanwendungsingenieur in der Halbleiterprüfausrüstung innegehabt und hat auch bei Infineon Technologies gearbeitet. Er hat einen Master-Abschluss in Leistungselektronik und einen Bachelor-Abschluss in Elektrotechnik von der Konkuk University in Korea.

Youngjae Kang verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Bau- und Automobilindustrie. Er ist Chief Engineer bei Infac mit Sitz in ihrem Büro in Michigan. Youngjaes Meisterschaft und Expertise liegen in der CAE-Analyse und der Strukturanalyse. Dr. Kang hat einen Doktortitel in Strukturingenieurwesen von der University of Michigan sowie einen M.E. und B.E. in Bauingenieurwesen von der Kyunghee University in Korea.

Vicor hatte mehrere verschiedene Stromsysteme in unserem Stand, um zu zeigen, welchen Unterschied Strommodule bei der Gestalltung eines Stromsystems machen.

Schnellladesystem – Mit dem NBM9280 können wir einen DC-DC-Wandler mit weniger als 3 Litern Größe entwerfen, um über 150 kW zur schnellen Ladung zwischen 800V- und 400V-Systemen bereitzustellen.

800V-48V-12V-Wandler – Diese Einheit verwendet den BCM6135 und den DCM3735, um 2 Kanäle mit 2 kW (insgesamt 4 kW) Leistung aus der Hochvoltbatterie für die 12V-Netzlasten bereitzustellen. Dieses sehr kompakte Design zeigt, wie 4 kW SELV-Leistung aus nur 1 Liter Volumen im Fahrzeug bereitgestellt werden können.