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Aufbau von Schaltschrankanlagen für eine Schnellladestation für elektrische Fahrzeuge

  • Der Wandel der Mobilität von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren hin zur Elektromobilität schreitet erfolgreich voran. Neben der Entwicklung der entsprechenden Fahrzeuge bedarf es auch der Schaffung einer Infrastruktur zum Laden dieser Fahrzeuge. Während es für Ladeleistungen bis 500 kW bereits eine Infrastruktur gibt, befindet sich diese für höhere Ladeleistungen noch in der Entwicklung. Diese istDer Wandel der Mobilität von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren hin zur Elektromobilität schreitet erfolgreich voran. Neben der Entwicklung der entsprechenden Fahrzeuge bedarf es auch der Schaffung einer Infrastruktur zum Laden dieser Fahrzeuge. Während es für Ladeleistungen bis 500 kW bereits eine Infrastruktur gibt, befindet sich diese für höhere Ladeleistungen noch in der Entwicklung. Diese ist kritisch, um auch elektrifizierte LKWs mit hohen Batteriekapazitäten schnell laden zu können. Im Rahmen dieser Arbeit werden sicherheitsrelevante Komponenten für eine Megawatt-Ladestation entwickelt. Zu Beginn der Arbeit lag ein elektrotechnisches Konzept für die Ladestation bereits vor und die Entwicklung von elektronischen Komponenten hatte begonnen. Aufbauend darauf ist das Ziel dieser Arbeit zum einen, die Schutzabschaltung, mittels derer die Ladestation sicher gestartet und gestoppt werden kann, über eine logische Verknüpfung aller Bauteile in einer Reihenschaltung zu realisieren. Die Entwicklung einer Wasserkühlung für eine Reihe von leistungselektronischen Wandlern, durch die die Verlustleistung in Form von Wärme abgeführt werden soll, stellt das zweite Ziel dieser Arbeit dar. Begonnen wurde mit der Auslegung der Bauteile, die für die Sicherheitsschaltung benötigt werden. Daraufhin erfolgte die Entwicklung einer elektronischen Schaltung, die in jede Hauptkomponente integriert wird, um eine Verknüpfung aller Komponenten zu realisieren. Der genaue Funktionsablauf wurde festgelegt, sodass die Projektpartner ihre Steuerplatinen entsprechend auslegen können. Schließlich wurden mittels einer FMEA potenzielle Fehlerursachen detektiert und untersucht. Für die Wasserkühlung wurden zunächst die thermodynamischen Grundlagen zur Wärmeübertragung erarbeitet. Anhand dieser theoretischen Grundlagen erfolgten die Berechnung und Auswahl der Komponenten. Mit einer abschließenden Messreihe konnten die Berechnungen verifiziert werden. Durch diese Arbeit konnten die für die sicherheitsrelevanten Funktionen benötigten Komponenten erfolgreich bestimmt werden. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Arbeit können die Bauteile beschafft und zusammengebaut werden.show moreshow less

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Metadaten
Document Type:Bachelor Thesis
Zitierlink: https://opus.hs-offenburg.de/8963
Bibliografische Angaben
Title (German):Aufbau von Schaltschrankanlagen für eine Schnellladestation für elektrische Fahrzeuge
Author:Benedict Bogun
Advisor:Christian Klöffer, Jörg Bornwasser
Year of Publication:2024
Publishing Institution:Hochschule Offenburg
Granting Institution:Hochschule Offenburg
Contributing Corporation:Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Place of publication:Offenburg
Publisher:Hochschule Offenburg
Page Number:VII, 115, [150]
Language:German
Inhaltliche Informationen
Institutes:Fakultät Elektrotechnik, Medizintechnik und Informatik (EMI) (ab 04/2019)
Collections of the Offenburg University:Abschlussarbeiten / Bachelor-Studiengänge / MKA
DDC classes:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
GND Keyword:Elektromobilität; Erneuerbare Energien
Tag:Ladeinfrastruktur; Ladestation
Formale Angaben
Open Access: Closed 
Licence (German):License LogoUrheberrechtlich geschützt