Verstärker-Stromrichter

Aus Prius Wiki

Aktuelle Version vom 11. Juli 2007, 19:02 Uhr

Während beim Prius I der Inverter noch direkt mit der Hybridbatterie verbunden ist liegt beim Prius II zwischen Inverter und Hybridbatterie der Verstärker-Stromrichter.

Aufgabe und Funktion

Er hat die Aufgabe, die Nennspannung der Batterie von rund 201 Volt auf 500 Volt heraufzusetzen bzw. im Generatorbetrieb die Spannung von 500 Volt auf die Spannung der Hybridbatterie abzusenken.

Der Verstärker-Stromrichter arbeitet also in zwei Richtungen und "transportiert" Energie zwischen den beiden Spannungsebenen 500 und 201 Volt hin und her.

Die Heraufsetzung der Betriebsspannung auf das 2,5fache der Batteriespannung macht es möglich, die elektrische Leistung mit wesentlich kleineren Stromstärken zu erreichen, die erforderliche Stromstärke verringert sich um den Faktor 2,5. Gleichzeitig konnte die Spannung der Hybridbatterie gegenüber dem Prius II reduziert werden.

Um eine Leistung von 50 kW (maximale Leistung des MG2) zu erzeugen ist bei 201 Volt eine Stromstärke von rund 250 Ampere erforderlich. Bei 500 Volt benötigt man für die gleiche Leistung nur noch 100 Ampere.

Somit können die Wicklungen der Motorgeneratoren mit kleinerem Querschnitt ausgeführt werden und die spezifische Leistung im Verhältnis zur Baugröße steigt. Dies ist auch der Grund, warum die Leistung der Motorgeneratoren des Prius II höher ist als beim Prius I.

Der Verstärker-Stromrichter bietet also folgende Vorteile:

• Reduzierung der Spannung der Hybridbatterie
• Reduzierung der Stromstärken im Stromkreis der Motorgeneratoren
• kleine Wicklungsquerschnitte der Motorgeneratoren

Während beim Prius I noch ein guter Kompromiss zwischen einer möglichst geringen Stromstärke und einer möglichst kleinen Zellenzahl gefunden werde half der Verstärker-Stromrichter beim Prius II, die Batterie mit weniger Zellen zu konstruieren und den Betriebsstrom der Motorgeneratoren trotzdem zu senken.

Technisches

Über Aufbau und Funktion des Verstärker-Stromrichters liegen kaum Informationen vor, vermutlich handelt es sich um einen Schaltregler mit Speicherdrossel. Die vom Verstärker-Stromrichter maximal zu übertragende Leistung liegt bei ca. 20 kW. Die maximale Leistung der Motorgeneratoren von 36 bzw. 50 kW wird nur in der 500-Volt-Ebene übertragen. Auch der direkte Energiefluss von MG1 zu MG2 erfolgt nicht über den Verstärker-Stromrichter.

Update: Der Bericht im Weblink bestätigt die Therorie, dass es sich um einen Schaltregler mit Speicherdrossel handelt.

Weblinks

• Interessanter Bericht über einen zerlegten Inverter mit vielen Detailfots (engl.)
• Funktionsweise Hochsetzsteller in der Wikipedia
• Funktionsweise Tiefsetzsteller in der Wikipedia