Thermische modellprädiktive Überlastregelung zur verbesserten Ausnutzung elektrischer Traktionsantriebe
In Elektrofahrzeugen werden elektrische Antriebsmaschinen meist nur unter Teillast be-trieben. Das maximale Drehmoment sowie hohe Leistungen werden nur bei starken Beschleunigungs- und Bremsvorgängen abgerufen. So bleibt die Temperatur des Elektro-antriebs häufig weit unter dem zulässigen Maximum. Elektrische Traktionsantriebe sind hinsichtlich Lebensdauer und dynamischer Lastfähigkeit daher in der Regel stark überdimensioniert und bieten ein erhebliches Optimierungspotenzial.
Im Vorhaben „ThermoRaise“ soll ein neuartiges Verfahren zur echtzeitfähigen thermischen Modellierung von elektrischen Antrieben umgesetzt und validiert werden. Das Verfahren soll eine Prognose der Überlastfähigkeit im jeweiligen Anwendungskontext ermöglichen. Ziel der dynamischen Überlastregelung ist die verbesserte Ausnutzung vorhandener Potenziale im Hinblick auf Leistungssteigerung und Reduktion des Materialeinsatzes.
Schwerpunkt der Arbeiten des Instituts für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe der RWTH Aachen bildet die Weiterentwicklung einer Methodik zur automatisierten Erzeugung ortsaufgelöster thermischer Modelle für elektrische Maschinen zur Identifikation kritischer Hot-Spots. Im Rahmen von Prüfstandsversuchen sollen darüber hinaus neuartige Verfahren zur Parametrisierung von Material- und Geometrieeigenschaften validiert werden. Im Erfolgsfall sollen die Ergebnisse des Vorhabens auf der Basis von Lizenzvereinbarungen und Kooperationsprojekten mit der Industrie in die Serienentwicklung von Fahrzeugen einfließen und einen Beitrag zur weiteren Verbreitung der Elektromobilität leisten.