Inverter
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Version vom 25. März 2017, 22:39 Uhr
Ein Inverter (deutsch: Wechselrichter) ist ein elektronisches Gerät zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom – und umgekehrt. Ein Inverter ist meistens Bestandteil eines Spannungswandlers.
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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 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. Im Fahrmodus ECO wird die Spannung auf 500V reduziert. Das gilt auch für Auris Hybrid und Lexus CT200h.
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.
