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Elektronik und Systemintegration

DCDC4BZ

Hochkompakter multilevel Hochvoltwandler für Brennstoffzellenanwendungen

Projektdauer

01.12.2022 - 30.11.2025

Förderkennzeichnung

03B10412B

Geldgeber

Bundesministerium für Digitales und Verkehr

Beteiligte Personen

Projektleitung Hochschule Landshut:
Prof. Dr.-Ing. Alexander Kleimaier

Elektronik und Systemintegration

DCDC4BZ

Hochkompakter multilevel Hochvoltwandler für Brennstoffzellenanwendungen

Im Projekt DCDC4BZ entwickeln die Projektpartner einen vollständigen DCDC-Wandler zur Anbindung von Brennstoffzellenstacks an das Pkw/Nfz-Bordnetz. Das Potenzial siliziumbasierter Superjunction Mosfets soll dafür mit einer speziellen Aufbautechnik maximal ausgeschöpft werden - dazu wird ein ultraniederinduktives Leistungsmodul für eine 3-Level Flying Capacitor Schaltung auf Basis eines Multilayer-AMB-Substrates entwickelt und untersucht, das annähernd geringe Schaltzeiten und Verluste wie SiC-Module ermöglichen soll, aber wesentlich kostengünstiger ist. Ansatz ist die Integration von Zwischenkreiskondensator und Flying Capacitor direkt in das Modul, um die beiden Kommutierungsschleifen der 3-Levelschaltung entsprechend niederinduktiv ausgestalten zu können. Diese Module sollen als Basis für einen mehrkanaligen Wandler mit einer im Interleavedbetrieb arbeitender Drossel dienen, wobei die Kanäle magnetisch gekoppelt sind. Herausforderung ist dabei u.A. die wirkungsgradoptimale Regelung der einzelnen Kanäle bei hoher Taktfrqeuenz mit der Nebenbedingung, dass die Spannung der Flying Capacitors symmetriert und genau auf der halben Zwischenkreisspannung gehalten werden muss.