Ludwig Brabetz

A new approach to diagnostics for permanent-magnet motors in automotive powertrain systems

Due to their high efficiency and small volume, permanent-magnet synchronous motors are and will be widely used in current and future hybrid and electric vehicles. As an essential component of the power train system, electric motors should be continuously monitored to ensure driving safety and the efficient use of the electrical energy available on board. Effective methods are necessary to realize both a high-precision end-of-line parameterization of the electrical machine and the on-board diagnostics to detect derating or failure. Because most mechanical, magnetic, and electric faults cause increasing energy losses, the survey of the energy efficiency of the electrical machine is an appropriate approach for diagnostics. This paper shows a practical method for characterizing the electrical machine and for the sensitive detection of mechanical and electromagnetic deviations.

Robuste und energieeffiziente Bordnetzarchitekturen

Zusammenfassung Die kontinuierliche Zunahme von elektrischen und elektronischen (EE) Komponenten und Systemen im Fahrzeug hat zur Folge, dass ihr Anteil an der gesamten Energie- und Leistungsbilanz immer bedeutender wird und die Zahl sicherheitskritischer elektrisch basierter Funktionen signifikant ansteigt. Für die Energieversorgung wird daher eine sehr gute Energieeffizienz bei gleichzeitig extrem hoher Versorgungszuverlässigkeit und -qualität gefordert. Im vorliegenden Beitrag werden hierfür allgemeine Ansätze vorgestellt und anhand einer versorgungsabhängigen Leistungsregelung vertieft. Abstract The continuing increase in the number of electrical/electronic components and systems in vehicles means that their share of the overall energy- and power balance becomes more important and that the number of safety-critical electrically-based functions grows significantly. Consequently, the energy supply requires both excellent energy efficiency and simultaneously extremely high power reliability and quality. Here, various approaches to meet these demands will be presented and demonstrated based on a supply-dependant power control.

Smart Power Control and Architecture for an Efficient Vehicle Alternator - Capacitor - Load System

The introduction of additional electrical functionalities will represent a challenge for both the electrical energy and the power balance, which implies the need for good energy efficiency and a low system weight. In particular, safety-critical, power-consuming new systems, e.g. in the area of vehicle dynamics, demand high reliability in the vehicle power supply. The presented concept combines 1) efficient recuperation of the vehicle’s kinetic or potential energy even in conventional, IC-engine driven vehicles, 2) the buffering of power peaks and 3) the power management of particular loads. It is based on a modified voltage-controlled alternator and an appropriate charging strategy for a combination of super capacitors, battery and DC/DC converter allowing the use of very compact components. In addition to the theoretical description and modelling, a dedicated hardware-in-the-loop based test set-up was built in order to validate the approach with experimental data and results.

Modellgestützter Messprozess zur Bestimmung von Messabweichungen und Effizienzsteigerung elektrifizierter Fahrzeugantriebe

Der Wirkungsgrad ist bei der Entwicklung innovativer E-Traktionsmaschinen eine wichtige Kenngrose und hat einen direkten Einfluss auf die Reichweite, den Verbrauch sowie die CO2-Emmission. Die Optimierung des Maschinenwirkungsgrads erfolgt heute im Wesentlichen iterativ, das bedeutet, dass im Rahmen des Produktentstehungsprozesses einzelne Verbesserungsmasnahmen durch die simulatorische und experimentelle Bewertung umgesetzt werden. Die experimentelle Erprobung der E-Maschine ist somit fur den Entwicklungsprozess bzw. in der Entwicklung weiterer Optimierungsmasnahmen eine wichtige Entscheidungsgrundlage.