Antriebsumrichter für Elektrofahrzeuge mit Wide-Band- Gap Halbleitern

Die weltweit bekanntesten Autohersteller prognostizieren eine rasante Entwicklung für Elektrofahrzeuge. Die international tätige Firma thyssenkrupp Presta AG hat das Potential der Elektromobilität ebenfalls erkannt. Sie entwickeln im neuen Geschäftsbereich E-Mobility Antriebsysteme für zukünftige Elektrofahrzeuge. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es einen Antriebsumrichter mit Siliziumkarbid-Halbleitern zu entwickeln, aufzubauen und auszumessen. Dabei sollen vor allem die speziellen Eigenschaften von Siliziumkarbid als Halbleitermaterial für die gegebene Anwendung untersucht werden. Durch dieses neue Halbleitermaterial kann, auch bei erhöhter Schaltfrequenz, ein ausgezeichneter Wirkungsgrad erzielt werden. Der aufgebaute Prototyp erzielt bei einer Schaltfrequenz von 35 kHz einen Wirkungsgrad von 98,86 %. Bei dieser Schaltfrequenz beträgt die Total Harmonic Distortion trotz der Two Level Converter Topologie lediglich 4,9 %. Solche Ausgangsstromqualität und Effizienz kann mit Siliziumhalbleitern nur mit einer Three Level Converter Topologie erreicht werden. Nachteile dieser Topologie sind die komplexere Ansteuerung und vor allem die grössere Anzahl an Halbleiterschaltern.