Porsche Engineering har utvecklat ett koncept på ett helt nytt batteri för elbilar. Traditionellt så lagrar batterier likström (DC). Det Porsche tagit fram är ett koncept på ett batteri med växelström (AC). Fördelarna är många.
I dagens elbilar består drivsystemet vanligtvis av ett högspänningsbatteri med ett separat batterihanteringssystem (BMS), en pulsomriktare som omvandlar likspänning till trefas växelspänning för motorn samt en ombordladdare för växelströmsladdning.
Det nya systemet kombinerar alla dessa bitarna i en enda komponent. Denna högre grad av integration ger fördelar i form av mindre storlek, lägre vikt och lägre kostnader. Dessutom ökar det driftsäkerheten och ger en bättre verkningsgrad.
Så gjorde man
I den genomförbarhetsstudie som Porsche Engineering genomför har man delat upp batteriet i 18 individuella moduler som sedan är fördelade över tre faser. Varje modul kan styras via effekttransistorer.
Genom att koppla samman modulerna till en Modular Multilevel Series Parallel Converter (MMSPC) skapas en flexibel och realtidsstyrd omvandling av DC till sinusformad AC-spänning direkt från batteriet utan att passera traditionell kraftelektronik.
– Trenden inom fordonsindustrin går mot högintegrerade komponenter. Detta öppnar upp för nya möjligheter när det gäller minskad storlek på kapslingar, lägre vikt och kostnader samt ökad tillförlitlighet och effektivitet, säger Thomas Wenka, specialistprojektledare på Porsche Engineering.
Den största tekniska utmaningen med konceptet är att utveckla en central styrenhet med mycket hög prestanda som klarar realtidsstyrningen av alla batterimodulerna. Enligt Daniel Simon, även han specialistprojektledare på Porsche Engineering, är det absolut nödvändigt att varje modul växlas exakt i rätt ögonblick, annars riskerar både batteriet och kraftkomponenterna att skadas.
