Fraunhofer IISB
Elektro-Bolide aus Erlangen erhält die Straßenzulassung
Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie IISB hat die Straßenzulassung für seinen Elektrosportwagen »IISB-ONE« erhalten. Er dient als Demonstrations- und Integrationsplattform für leistungselektronische Fahrzeugkomponenten. Der Elektroantrieb basiert vollständig auf IISB-Komponenten.
Das Fahrzeug basiert auf einem Chassis der früheren Firma Artega, das ausschließlich mit IISB-Komponenten ausgestattet wurde, vom Antriebssystem, dem Umrichter, isolierenden und nicht isolierenden DC/DC-Wandlern über Ladegeräte bis zu den Batteriespeichersystemen. Die Komponenten entstanden in Kooperation mit der Automobilindustrie. Mit der Straßenzulassung ist das Ziel, eine flexible alltagstaugliche Forschungsplattform zu schaffen, erreicht.
Herzstück des Hochvolt-Bordnetzes ist ein auf Lithium-Ionen-Technologie basierendes Batteriesystem mit 355 V Nennspannung, das von einem am Institut entwickelten Batteriemanagementsystem verwaltet wird. Ein Gleichspannungswandler mit 3,5 kW ersetzt die klassische Lichtmaschine im Auto und versorgt das 12 V-Bordnetz berührsicher aus der Hochvolt-Batterie. Ein nicht-isolierender Hochleistungs-Gleichspannungswandler stellt dem Antriebssystem in Abhängigkeit vom Fahrzustand stets die richtige Betriebsspannung zur Verfügung.
Der im Fahrzeug verwendete Traktionsantrieb wurde vom Fraunhofer IISB im Rahmen des BMBF-geförderten Verbundforschungsprojekts FSEM realisiert und besitzt zwei mechanisch unabhängige Einzelradantriebe mit integriertem Doppelumrichter und separater feldorientierter Regelung der beiden E-Maschinen. Dies ermöglicht eine freie Drehmomentverteilung auf bei Antriebsräder der Achse. Pro Rad stehen eine Antriebsleistung von 80 kW sowie ein Spitzendrehmoment von 2000 Nm zur Verfügung. Die in den Antrieb vollständig integrierte Leistungselektronik senkt Platzbedarf und Kosten und hat ein stark verbessertes EMV-Verhalten. Die Leistungselektronik nutzt erstmals neuartige intelligente Umrichterbausteine und eliminiert Schwächen herkömmlicher Leistungsmodule.
Das proprietäre AC-Ladegerät ermöglicht ein flexibles »Tanken« sowohl an öffentlichen Ladestationen als auch an jeder beliebigen Steckdose mit bis zu 3,7 kW. Über den integrierten Hochleistungs- Gleichspannungswandler wird zusätzlich eine DC-Schnelladefunktion für kostengünstige, da ungeregelte Gleichspannungs-Ladestationen bereitgestellt.
Alleinstellungsmerkmal ist ein induktives Ladesystem an der Fahrzeugfront, mit dem ein kontaktloses Laden des IISB-ONE mit bis zu 3,5 kW ermöglicht wird. Das System zeichnet sich durch höchsten Nutzerkomfort, eine hohe Positionstoleranz, geringe Kosten, hohe Sicherheit und einen hohen Ladewirkungsgrad von bis zu 97% bei einem Gewicht von nur 3 kg aus.
Die am IISB entwickelte anpassungsfähige Fahrzeugsteuerung realisiert die einfache kommunikative Verknüpfung der verschiedenen (Prototypen)-Systeme mit ihren vielfältigen Protokollen und Kommunikations-Schnittstellen zu einem Gesamt-Fahrzeug. Der Anwender handhabt die einzelnen Steuergeräte über eine zusätzliche Software-Abstraktionsschicht. Zukünftig entwickelte Komponenten werden in das flexible Fahrzeug leicht zu integrieren sein.
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