MS-Tankstelle: HV-SiC-Umrichter für leistungsstarke Elektro-Tankstellen am Mittelspannungsnetz zur Schnellladung von PKW und Transportern

Abstract

Die Ladeleistung von Elektrofahrzeugen steigt ständig. Deshalb müssen Ladestationen an Autobahnen oder in Parkhäusern künftig ein Vielfaches an Leistung liefern und können nicht ohne Weiteres wie bisher an das Niederspannungsnetz angeschlossen werden. Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung einer leistungselektronischen Mittelspannungs-Systemtechnik für Elektroladestationen. Diese basiert auf einem Mittelspannungsnetz, das durch einen Gleichrichter auf eine Spannung von 1,5 kVDC gleichgerichtet wird. Ein galvanisch getrennter Wandler koppelt das DC-Verteilernetz an die Fahrzeugbatterie und steuert die Schnellladung. Die Spannungen der Fahrzeugbatterie reichen von 200 - 950 VDC. Die Leistung eines DC-Wandlers beträgt 175 kW. Sie sind so konzipiert, dass sie im System problemlos parallelgeschaltet werden können. Dieses modulare Konzept ermöglicht es, sowohl Ladestationen mit geringerer Leistung für Pkws als auch Stationen mit höherer Leistung für Transporter und Lkws durch Parallelschaltung zu bauen. The charging capacity of electric vehicles is constantly increasing. For this reason, charging stations on highways or in parking garages will have to deliver many times more power in the future and cannot simply be connected to the low-voltage grid as before. The aim of this project is to develop a power-electronic medium-voltage system technology for electric charging stations. This is based on a medium-voltage network that is rectified to a voltage of 1.5 kVDC by a rectifier. An electrically isolated converter couples the DC distribution network to the vehicle battery and controls the fast charging. The voltages of the vehicle battery range from 200 - 950 VDC. The output of one DC converter is 175 kW. They are designed so that they can be easily connected in parallel in the system. This modular concept makes it possible to build both lower-power charging stations for cars and higher-power stations for vans and trucks by connecting them in parallel.