Themenauswahl

Components, systems and architectures and design tools for Micro up to Full Hybrid, Plug-in-Hybrid and Electric Vehicles

The presented propulsion concept targets the market between the 48 volt starter generator systems and high voltage hybrid systems. The demonstrator vehicle has an attractive cost/benefit ratio and increases its significance by the usage of a manual gearbox. In order to enable both CO2 savings and good drivability, in a holistic approach, a high power density gasoline engine has been combined with a 48 volt P2-hybrid system.

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Grenzen und Möglichkeiten zukünftiger 12/48 V Bordnetze

Durch die Erweiterung des 12 V Netzes um eine weitere 48 V Spannungsebene bestehend aus E-Maschine, Batterie und DC/DC können neue Funktionen realisiert werden, die die Einhaltung der geforderten Emissionsgrenzen unterstützen. Zudem steht mehr Leistung für die Versorgung von Verbraucher zur Verfügung. Bereits in den kommenden Jahren wird eine erste Variante der 12/48 V Bordnetzarchitektur von einigen Fahrzeugherstellern in Serie gebracht.

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Segelstrategien zur Senkung der CO2 Emission von P0 Hybridfahrzeugen

The future of driving will be increasingly electric. The next step will be 48V Mild Hybrid cars. Based on moderate costs and good CO2 saving benefit/cost ratio this allows a high number of cars to be using this system, thus reducing the total CO2 fleet emission substantially.

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Untersuchung fehlertoleranter Energiebordnetze

Zunächst wird ein Überblick über fehlertolerante Energiebordnetze gegeben. Dabei werden wesentlich zwei Ausprägungsformen unterschieden und deren fahrzeugbedingten Voraussetzungen aufgezeigt. Auf Basis der ISO 26262 werden zukünftige Ziele der funktionalen Sicherheit erläutert und Bezug auf die diskutierten Strukturen genommen.

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Systemauslegung des elektrischen Antriebsstrangs hybridisierter Verteilerfahrzeuge

Depending on the driving cycle, different fuel consumption improvements can be achieved with electrification of the powertrain. For a series hybrid bus, up to 33 % of improvement has already been demonstrated. For the fleet operator the potential fuel savings that can be achieved with an alternative powertrain on a daily route is crucial for the selection of the right type of vehicle.

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Development of Powertrain Electronics in Hybrid and Electric Vehicles

Tesla’s breakthrough of elegant EVs is motivating vehicle OEMs like BMW, Volkswagen, Nissan, and others to step more rapidly into the EV business. According to IHS, fuel-efficient technologies and increased electrification will help car OEMs to facilitate environmentally friendly cars.

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Characterization, Mission Profile Analysis and Calorimetric Loss Measurement of a SiC Hybrid Module for Main Inverter Application of Electric Vehicles

Replacing the Si diodes of a commercial IGBT module for the main inverter application of an electric vehicle with SiC diodes, leaving the other components of the package and the system unchanged. Direct comparison of Si vs SiC, without giving scope for discrepancies arising out of differences in the packaging, gate-driver circuit etc. The IGBT-module chosen for comparison is a low inductance (8nH) HybridPACK Drive module from Infineon, suitable for very high speed switching.

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GaN-Leistungshalbleiter in DC/DC-Converter-Designs für Batteriespeicher

Neuartige Ansätze für das Design von DCDC-Wandlern für Batteriespeicher: Hierzu zählen insbesondere GaN-Transistoren, die mit den Nennspannungen von 100V und 600V im Fahrzeug sowohl auf der Hochvolt- als auf der Niedervoltebene eingesetzt werden können.

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Sensorminimaler Batteriezellenbeobachter in einem Stack mit integriertem Zellbalancing

Accordingly the number of monitored cells increases as there is often a 100 % monitoring rate in regard to li-ion battery systems (BS) due to safety reasons. This means that each cell is employed with a voltage sensor and each stack with a current sensor, or if a balancing system is employed, there might be an additional current sensor for each cell.

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Detektion und Lokalisierung von Fehlern im Kfz-Energiebordnetz durch den kontinuierlichen Vergleich von Messdaten mit permutierten Fehlermodelldaten

Das Kfz-Energiebordnetz ist heute aufgrund zunehmend voranschreitender Elektrifizierung und durch das Einbringen neuer Funktionen in bestehende Kfz-Architekturen deutlich komplexer als noch vor einigen Jahren. Der hier vorgestellte Beitrag beschäftigt sich damit, die Erfüllung der steigenden Sicherheitsanforderungen mit Hilfe neuer Monitoring- und Diagnosetechniken zu unterstützen.

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Selbstadaptives Batteriemanagementsystem mit Selbstanlernungsverfahren während der Laufzeit

BATman is a low power Battery Managment System, which calculates important battery values like state of health, state of charge and state of function. BATman provides the user the opportunity of monitoring the state of the cars battery during the runtime.

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EValuation – Smart-Phone App zum EValuieren des individuellen Einsatzes von Elektrofahrzeugen

The Smartphone application described in this article is aimed at those people who have an interest in purchasing an electric or hybrid vehicle, but are not able to verify themselves which kind of car on the market fits to their needs.

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Batterie und Antriebskonzept des neuen Opel Ampera-e

Opel bringt das neue Elektrofahrzeug Ampera-e 2017 auf den Markt. Das kompakte Fahrzeug bietet eine sehr grosse elektrische Reichweite von bis zu über 500 km (NEDC) und dynamische Fahrleistungen mit sportlichen Beschleunigungswerten. Das Paper wird den elektrischen Antrieb und die Optimierungsschritte insbesondere bei der Batterietechnologie in der Entwicklung aufzeigen.

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E-Systems for Autonomous Driven Vehicles

The evolution of complexity in automotive electric/electronic systems for forthcoming autonomous driven vehicles shows the need of re-thinking architectures, specially focused on modularity and scalability for cost-efficient vehicle implementations. In order to build actually safe and secure autonomous driven vehicles, three main aspects need to be considered.

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Thermal Analysis of Cooling Effects of Different Cooling Principles in a 48 V Automotive Battery Module

Cooling systems for the battery module shall be considered as an indispensable component in high power battery systems for automotive applications. Combined cooling systems with different cooling principles shall be involved for large battery modules, in order to achieve a homogenous temperature distribution and ensure the function of all cells.

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Sicherheitstest an xEV Batterien? Ein Vergleich von Testvorschriften und Standards

This presentation will compare various test standards and validation processes, focusing on:

Comparison of test standards and homologation processes in Europe / North America / China
New UN ECE R136 regulation for vehicles of category L
Lessons learned and future developments

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Decision based coordination of a double voltage network

Seit der Pionierzeit Robert Boschs, der 1913 mit dem „Bosch-Licht“ das erste Energiebordnetz für Automobile als Nachrüstset auf den Markt brachte, stieg der Energiebedarf im Bordnetz mit dem Voranschreiten der Technik und den Kundenwünschen kontinuierlich an. Moderne Kraftfahrzeugbordnetze zeichnen sich deshalb und wegen strengen Umweltauflagen durch eine zweite Spannungslage aus. Durch die zu erwartende Anzahl […]

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The graphical representation of complex cybernetic systems

Mit der Einführung des kybernetischen Energie- und Leistungsmanagements im neuen BMW 7er wurde die systemische Strukturierung auf ein neues Niveau angehoben. Dieser Beitrag zeigt einen graphischen Ansatz zur Bewältigung der Strukturbeschreibung komplexer Systeme ausgehend von der kybernetischen Grundstruktur des kybernetischen Energie- und Leistungsmanagements.

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GridCON? Konzept einer kabelgeführten, vollelektrischen und autonomen Landmaschine

Zur Steigerung von Produktivität und Nachhaltigkeit bei der Feldbearbeitung wird eine autonome Landmaschine vorgestellt, welche über eine elektrische Leitung aus dem Energienetz gespeist wird. Die Energie wird durch speziell entwickelte Mittelspannungstechnik effizient auf das Fahrzeug übertragen.

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Hochpräzise, hochdynamische Simulation von Lithium-Ionen Zellen für den gesamten Batterie-Lebenszyklus

The most widely used simulations of lithium-ion batteries are based on simple circuit diagrams und characteristics. Such models are only valid in specific ranges under specific operating conditions. For this reason typical challenges like the exact determination of state of charge (SOC) or state of health (SOH) cannot be simulated with the required accuracy.

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Fahrleistungsoptimale Ansteuerung einer elektrischen Maschine und eines elektrischen Verdichters auf 48V Spannungungslage

Der Einsatz einer elektrischen Maschine auf 48 V Spannungslage im Antriebsstrang ermöglicht eine, verglichen mit Hochvolt-Systemen, kostengünstige Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs. Diese Verbesserung kann durch Brems-Rekuperation in Verbindung mit der Ablastung des Verbrennungsmotors und der Elektrifizierung von üblicherweise verbrennungsmotorisch angetriebenen Nebenverbrauchern erzielt werden.

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Praxisbericht zur Analyse elektrifizierter PKW-Antriebskonzepte hinsichtlich Energiebedarf, elektrischer Reichweite und CO2

Neben rein elektrischen und Plugin-Hybriden wurde auch das Konzept des Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuges praktisch analysiert, sodass eine umfassende Betrachtung der Potentiale aller wesentlichen elektrifizierten PKW-Antriebe möglich wurde.

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Die Batterie im Bordnetz? Ein Technologievergleich

Für zukünftige 12V-Bordnetze kommen generell verschiedene Batterietechnologien infrage, insbesondere die altbewährte, wenn auch verbesserte Bleibatterie und die verschiedenen Ausführungen von Lithium-Ionen-Batterien. Die Anforderungen an die Batterie sollen technologieunabhängig betrachtet und bewertet werden.

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Electrified PRIMOVE city bus: Functional safety through test drives and simulation

New demands on the vehicle dynamics of buses arise due to the electric traction motors, energy converters and sys-tems for fast charging. Consider the possibility of driving torque applied in opposite directions for each rear wheel. This simple example is only possible for a configuration where an electric motor is applied to each wheel and non-exist in conventional vehicles.

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Eine universelle HV-Bordnetz-Nachbildung als Prüfaufbau für Spannungsrippelmessungen? geht das?

Der Einzug von Hybrid- und Elektrofahrzeuge in den weltweiten Straßenverkehr geht stetig voran, und damit steigt auch die Anzahl von Hersteller diverser Hochvolt (HV)-Komponenten. Im Fahrzeug hängen die verschiedensten Komponenten im selben HV-Bordnetz und müssen in diesem zeitgleich arbeiten können ohne sich gegenseitig zu stören.

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Hybrider Ultrakondensator/Blei-Säure Energiespeicher

Today´s modern vehicle energy distribution networks have high requirements with regards to both boardnet stability and power availability. Even though 48V systems are emerging slowly, the industry´s main focus is still on 12V applications. The ongoing electrification and addition of new features drives both common energy storages and system architectures to their limits.

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FEV 48V Mild-Hybrid? Optimierung der BRM Betriebsstrategie im 48V Bordnetz

Zusätzlich zur Optimierung bewährter 12 V Micro-Hybrid-Technologien und Hochvolt Plug-In-Hybridkonzepten bietet insbesondere die 48 V Mildhybridisierung ein hohes Potential zur Effizienzsteigerung. Die Technologie erfordert lediglich einen moderaten technologischen und finanziellen Mehraufwand, da im Vergleich zur Hochvoltelektrifizierung keine ganzheitliche Überarbeitung des Antriebsstranges erforderlich ist.

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Volvo Cars strategy for electrification

Volvo’s strategy is to offer powertrains where no contradiction exists between performance, driving pleasure and efficiency.

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12+12V and 12+48V : ein modularer Ansatz für Komponenten und elektrischen Architekturen

With the extended power field offer by 48V components, more vehicle segments and applications can have more benefits at a still limited over cost. We will illustrate the similar topology of 12+12V and 12V+48V systems and show how complementary functions such as electric supercharger boosting can be added in a modular way.

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Emulation eines vorgegebenen Impedanzverhaltens an Hochvoltbordnetz-Prüfständen

Um neue Verbraucher in Kombination mit bestehenden Bordnetzen zu prüfen, muss das durch Komponenten verursachte Störverhalten am Prüfstand entsprechend reproduziert werden. Im Rahmen dieses Papers wird ein vorgegebenes Impedanzverhalten durch eine hochdynamische elektronische Last an einem Hochvoltprüfstand emuliert.

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Validierung eines neuartigen Instationäransatzes zur simulativen Abbildung kundennaher, transienter Längsdynamikmanöver

Eine Sensitivitätsanalyse unter Anwendung des validierten Instationäransatzes zeigt anschließend auf, in welchem Maß konventionell angetriebene Fahrzeuge hinsichtlich der realitätsnahen Fahrleistungskriterien elektrifizierten Fahrzeugkonzepten angenähert werden können.

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Why are nanocrystalline soft magnetic materials first choice for EMI in automotive power electronic systems?

The most recent big and dynamically emerging field of application for nanocrystalline inductive components appears to be the upcoming electro mobility. In no other known application than the electrical vehicle PHEV or BEV, such an aggressive source of unwanted high frequency EMI noise like a drive inverter is operating so closely together with an ultra sensitive computer controlled self-driving system.

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