Inverter
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| - | Der Inverter im Prius wandelt den Gleichstrom aus der [[Hybrid-Batterie]] in dreiphasigen Wechselstrom für den Antrieb der [[MG]] um - und umgekehrt. | + | Der Inverter im Prius wandelt den [[w:Gleichstrom|Gleichstrom]] aus der [[Hybrid-Batterie]] in dreiphasigen [[w:Wechselstrom|Wechselstrom]] für den Antrieb der [[MG]] um - und umgekehrt. |
| - | Die Umwandlung wird durch Leistungstransistoren durchgeführt, die vom HV-ECU angesteuert werden. | + | Die Umwandlung wird durch Leistungstransistoren ([[IGBT]]s) durchgeführt, die vom [[HV]]-[[ECU]] angesteuert werden. Bei der Umwandlung entstehen Verluste, die als Wärme freigesetzt werden. |
| - | + | Auf Grund der hohen auftretenden [[Stromstärke|Ströme]] entwickelt die Leistungselektronik des Inverters Abwärme, die jeweils über ein eigenes [[Kühlsystem]] abgeführt wird. Dieses vom Kühlsystem des Motors getrennte System verfügt über eine eigene [[Wasserpumpe]] und kühlt außer dem Inverter noch die '''Motorgeneratoren''' [[MG]]1 und [[MG]]2. Die [[Temperatur]]en werden von den [[ECU]]s laufend gemessen. | |
| - | + | Der Inverter des Prius arbeitet, sobald die Zündung in Stellung ''Zündung ein'' steht und das Hybridsystem fahrbereit und ''[[READY]]'' angezeigt wird. Der Inverter arbeitet lautlos bzw. mit für Menschen unhörbaren Frequenzen. | |
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| - | + | Zusätzlich enthält der Inverter beim Prius einen [[DC]]-DC-Wandler, der die [[12V-Batterie]] und das Standard-Kfz-Bordnetz mit [[w:Elektrische Spannung|Spannung]] (14,2 bis 14,8V beim Prius 3) aus der [[Hybrid-Batterie]] versorgt. | |
| + | Der maximale Ausgangstrom für das 12V-Bordnetz liegt bei ca. 80A. | ||
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| + | arbeitet der Inverter mit der 2,5fachen Spannung der Hybridbatterie, also 500V. Zum Ausgleich der unterschiedlichen Spannungen ist ein [[Verstärker-Stromrichter]] vorhanden, der in die Baugruppe des Inverters integriert ist. | ||
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| + | wurde die Spannung auf 650V erhöht. Um den Motor und das Getriebe zu schonen reduziert das System die Spannung während der Warmlaufphase auf 600V, selbst bei 100% Lastabfrage bleibt diese Reduzierung, erst wann alles Warm genug ist schaltet das System die vollen 650v frei. | ||
== Sonstiges == | == Sonstiges == | ||
Inverter werden auch in Wohnmobile oder Reisebusse eingebaut, um dort 230V-Geräte betreiben zu können. | Inverter werden auch in Wohnmobile oder Reisebusse eingebaut, um dort 230V-Geräte betreiben zu können. | ||
| - | Pickup-Hybride werden in USA mit Stromanschluss ausgerüstet, um sie z.B. als mobiles Kraftwerk im Außenbereich einsetzen zu können. | + | Pickup-Hybride werden in USA mit Stromanschluss ausgerüstet, um sie z.B. als mobiles Kraftwerk im Außenbereich einsetzen zu können. Jüngste Beispiele sind der [[Chevrolet]] [[Silverado]] und der GMC Sierra, die beide mit dem [[ISAD]]-System von Conti arbeiten. Da das US-Stromnetz auf 110-V-Basis arbeitet, muss die [[Stromstärke]] doppelt so hoch sein wie bei uns. |
| - | Kann das Gerät nur in '''einer''' Richtung umwandeln, so spricht man von '''Gleichrichter''' (Wechselstrom in Gleichstrom) oder '''Wechselrichter''' (Gleichstrom in Wechselstrom). Wechselrichter werden z.B. verwendet, um bei Photovoltaik-Anlagen Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, damit dieser ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. | + | Kann das Gerät nur in '''einer''' Richtung umwandeln, so spricht man von '''[[w:Gleichrichter|Gleichrichter]]''' ([[w:Wechselstrom|Wechselstrom]] in [[w:Gleichstrom|Gleichstrom]]) oder '''[[w:Wechselrichter|Wechselrichter]]''' ([[w:Gleichstrom|Gleichstrom]] in [[w:Wechselstrom|Wechselstrom]]). [[w:Wechselrichter|Wechselrichter]] werden z.B. verwendet, um bei [[w:Photovoltaik|Photovoltaik]]-Anlagen [[w:Gleichstrom|Gleichstrom]] in [[w:Wechselstrom|Wechselstrom]] umzuwandeln, damit dieser ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann. |
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| + | * [http://www.toyota.co.jp/en/tech/environment/ths2/image/power_01.jpg Foto von der Power Control Unit bei Toyota Japan] | ||
| + | * [http://techno-fandom.org/~hobbit/cars/ginv Interessanter Bericht über einen zerlegten Inverter mit vielen Detailfots (engl.)] | ||
| + | * [https://openinverter.org/wiki/Toyota_Prius_Gen2_Board openinverter.org Viele Infos (engl.) und Fotos] | ||
Aktuelle Version vom 7. August 2021, 18:05 Uhr
Ein Inverter (deutsch: Wechselrichter) ist ein elektronisches Gerät zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom – und umgekehrt. Ein Inverter ist meistens Bestandteil eines Spannungswandlers.
Inhaltsverzeichnis |
Funktion
Der Inverter im Prius wandelt den Gleichstrom aus der Hybrid-Batterie in dreiphasigen Wechselstrom für den Antrieb der MG um - und umgekehrt. Die Umwandlung wird durch Leistungstransistoren (IGBTs) durchgeführt, die vom HV-ECU angesteuert werden. Bei der Umwandlung entstehen Verluste, die als Wärme freigesetzt werden.
Auf Grund der hohen auftretenden Ströme entwickelt die Leistungselektronik des Inverters Abwärme, die jeweils über ein eigenes Kühlsystem abgeführt wird. Dieses vom Kühlsystem des Motors getrennte System verfügt über eine eigene Wasserpumpe und kühlt außer dem Inverter noch die Motorgeneratoren MG1 und MG2. Die Temperaturen werden von den ECUs laufend gemessen.
Der Inverter des Prius arbeitet, sobald die Zündung in Stellung Zündung ein steht und das Hybridsystem fahrbereit und READY angezeigt wird. Der Inverter arbeitet lautlos bzw. mit für Menschen unhörbaren Frequenzen.
DC-DC-Wandler
Zusätzlich enthält der Inverter beim Prius einen DC-DC-Wandler, der die 12V-Batterie und das Standard-Kfz-Bordnetz mit Spannung (14,2 bis 14,8V beim Prius 3) aus der Hybrid-Batterie versorgt. Der maximale Ausgangstrom für das 12V-Bordnetz liegt bei ca. 80A.
Verstärker-Stromrichter (ab Prius II)
Beim Prius II
arbeitet der Inverter mit der 2,5fachen Spannung der Hybridbatterie, also 500V. Zum Ausgleich der unterschiedlichen Spannungen ist ein Verstärker-Stromrichter vorhanden, der in die Baugruppe des Inverters integriert ist.
Mit Prius III
wurde die Spannung auf 650V erhöht. Um den Motor und das Getriebe zu schonen reduziert das System die Spannung während der Warmlaufphase auf 600V, selbst bei 100% Lastabfrage bleibt diese Reduzierung, erst wann alles Warm genug ist schaltet das System die vollen 650v frei.
Sonstiges
Inverter werden auch in Wohnmobile oder Reisebusse eingebaut, um dort 230V-Geräte betreiben zu können.
Pickup-Hybride werden in USA mit Stromanschluss ausgerüstet, um sie z.B. als mobiles Kraftwerk im Außenbereich einsetzen zu können. Jüngste Beispiele sind der Chevrolet Silverado und der GMC Sierra, die beide mit dem ISAD-System von Conti arbeiten. Da das US-Stromnetz auf 110-V-Basis arbeitet, muss die Stromstärke doppelt so hoch sein wie bei uns.
Kann das Gerät nur in einer Richtung umwandeln, so spricht man von Gleichrichter (Wechselstrom in Gleichstrom) oder Wechselrichter (Gleichstrom in Wechselstrom). Wechselrichter werden z.B. verwendet, um bei Photovoltaik-Anlagen Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln, damit dieser ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann.
