Entschlüsselung

Leistungselektronik, der Königsweg für mehr Elektromobilität

29 Juni 2020

LACROIX Electronics

Angebot Geschäftsbereiche Innovation Strategie

In den letzten Jahren ließ sich in den Innenstädten ein sprunghafter Anstieg der Zahl von E-Rollern, E-Scootern, Elektroautos und anderen elektrischen Fahrzeugen beobachten, die die täglichen Wege erleichtern sollen. Auch außerhalb der Stadtzentren ist in der Industrie ein ähnliches Phänomen der Elektrifizierung zu verzeichnen, wie beispielsweise das Aufstellen von Montagerobotern und das Einrichten von logistischen Systemen.

Was haben diese neuartigen Nutzungsarten gemeinsam? Die Leistungselektronik oder anders gesagt die Elektronik für die Energieumwandlung. Diese elektronische Funktion ermöglicht die Wandlung der Energieform und damit das Funktionieren der in diesen verschiedenen Fahrzeugen und Maschinen verbauten Elektromotoren.

Im Design-Center von LACROIX vertraut man darauf, über die Beherrschung der Leistungselektronik den Markt der Elektromobilität entwickeln zu können.

Wenn die Elektromotoren ins Spiel kommen…

Produkte für Elektromobilität benötigen heute immer mehr Leistung und längere Batterielaufzeit. Infolgedessen führt die Entwicklung dieser Art von Mobilität zu einer Zunahme der Zahl von Elektromotoren und somit zu mehr Elektronik.

In einem Auto zählt man rund einhundert Elektromotoren unterschiedlichster Leistung, von wenigen Watt für Komfortfunktionen (etwa Sitzeinstellung, Einstellung der Spiegel oder versenkbare Türgriffe) und Lautstärkeregelung bis zu mehreren hundert Kilowatt für den Antrieb von Hybrid- und Elektrofahrzeugen.

Auf dem Weg zu den Technologien der Zukunft

Um alle Voraussetzungen zu schaffen, um die Elektromobilitätsprojekte seiner Kunden umzusetzen, setzt das Design Center mit seinem ganzen Know-how auf Zukunftstechnologien.

Die Electronic Activity von LACROIX konnte den Übergang zum elektrischen Verkehr vollziehen, indem er sein Designzentrum zu einem Aggregator von Technologien und Kompetenzen für die Zukunft machte. Gleichzeitig haben wir die Anschaffung von Geräten und Werkzeugen wie Motorprüfständen und Entwicklungsumgebungen für modellbasiertes Design und Testen fortgesetzt.

Serge Laverdure
General Manager - Impulse Design services

Leistungselektronik mit Steuerung des Wärmeübergangs und Simulationsunterstützung

Je stärker die Motoren sind, desto wichtiger ist es, den Wärmeübergang zu steuern. Bei einem Fahrmotor mit mehreren tausend Watt (wie dies bei einem Geländefahrzeug und einem automatischen Roboter der Fall ist) verursacht die Rotation Energieverluste und eine Zunahme der Wärme im Motor und in der Leistungselektronik, die diesen kontrolliert. Aus diesem Grund ist es für unsere Ingenieure von größter Bedeutung, thermische Simulationen durchzuführen, um sicherzustellen, dass das Wärmeniveau unter Kontrolle ist.

Motorsteuerungsanwendungen mit algorithmischer Programmierung

„Brushless-Motoren“ gehören zu den neuesten Motorentechnologien und verfügen über verschiedene Qualitäten: sie verbrauchen weniger Energie, sind geräuschärmer und zuverlässiger. Aufgrund der höheren Komplexität, bedarf es für die Steuerung dieser Motoren der Entwicklung von Matrixberechnungen, die auf Algorithmen beruhen (wie beispielsweise Park Transformationen), die in Mikrosteuerungen integriert werden. Hierzu verfügt unser Design Center über die Fähigkeit zur Modellierung und Berechnung von Kontrollgesetzen für komplexe Motoren.

Mechatronik-Fachkenntnis mit Hardware- und Software-Knowhow

Die Funktionen der Motorsteuerung erfordern das Verständnis der zu steuernden Komponenten (mechanisch und dynamisch). Sie implementieren PCBs (Hardware – Printed Circuit Boards) und komplexe Algorithmen (Software), die in speziellen High-End-Multicore-Prozessoren ausgeführt werden. Die Mechatronik ist die Fusion von mechanischen und elektronischen Technologien, und fließt deshalb über den gesamten Verlauf von Elektromotor-Projekten mit ein.

Ein vielversprechender Markt für Motoren mit integrierter Elektronik

Bis 2025 wird der Markt der Leistungselektronik ein starkes Wachstum erleben, insbesondere durch neue Nutzungsformen der Elektromobilität, dem Aufbau von Netzen für das Laden von Elektrofahrzeugen und dem zunehmenden Einsatz erneuerbarer Energien (Sonne, Wind- und Wasserkraft).

Darüber hinaus beobachten wir starke Synergieeffekte zwischen diesen Bereichen, einerseits in Hinblick auf neue, umweltfreundlichere Verhaltensweisen von den Benutzern und der Industrie, und andererseits hinsichtlich der Steuerung elektronischer Funktionen, die ein immer höheres Energiemanagement erfordern.

Die Leistungselektronik eröffnet dem Unternehmen sehr attraktive Möglichkeiten. Als wichtiger Akteur in der Zukunftsindustrie ist der Geschäftsbereich Elektronik von LACROIX ein idealer Partner für Projekte im Bereich der Elektromobilität, indem er das Know-how seines Entwicklungszentrums mit dem seiner Produktionsstätten kombiniert.

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