Für Brennstoffzellenanwendung

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Power  für die Brennstoffzelle

Zur Anhebung der Brennstoffzellenspannung auf Batterienetzspannung wird ein hocheffizienter Booster im System benötigt. Für diesen Zweck hat  AUTRONIC einen kundenspezifischen DC/DC-Wandler mit 900 Watt Ausgangsleistung entwickelt. Auftraggeber ist das innovative Unternehmen SIQENS, das die neue Sonderlösung in ihrem neuen Produkt ECOPORT 800 einsetzt.

Mögliche industrielle Anwendungsgebiete der Off-grid-Energie sind die Meßtechnik, das Baugewerbe oder die Überwachung in entlegenen Regionen und Landstrichen, bei denen kein Zugang zur öffentlichen oder geregelten Stromversorgung gewährleistet ist.

AUTRONIC hat bereits seit 2005 Erfahrungen in der Entwicklung und Produktion von Stromversorgungen für die Brennstoffzelle. In diesem neuen Projekt wurde neue Anforderungen an die Entwicklung gestellt. Unter anderem ein Eingangsstrom von bis zu 100A und einem hohen Wirkungsgrad von bis zu 97% bei einer Ausgangsleistung von 450W. Die Umsetzung erfolgte mit dem bereits bewährten Polyphase-Design. Um einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen, arbeitet die Booster-Topologie ohne Dioden, sondern ausschließlich mit synchronisierten Mosfets. Durch die sorgfältige Auswahl der Schalt-Mosfets und der Speicherdrosseln konnte sogar ein Wirkungsgrad von 97% realisiert werden und somit wurde Entwicklungsziel um 1% übertroffen.

Der hohe Wirkungsgrad hat für den Kunden den höchsten Stellungswert, weil dadurch weniger Zellen für die gleiche Ausgangsleistung benötigt werden und damit ein geringerer Luftstrom zur Kühlung der Baugruppe notwendig ist. Die Brennstoffzellentechnologie und Ladetechnik der Batterien verlangt sehr viel Intelligenz, um bestbegliche Performance zu erreichen. Aus diesem Grund bietet der Wandler sehr viele Features: 

  • Einstellbarer Eingangsstrom
  • Einstellbare maximale Ausgangsspannung
  • Messung von Eingangsstrom und Eingangsspannung
  • Messung des vom System abgegebenen Stromes 

Die Eingabe und Ausgabe der Werte erfolgt digital, um die Genauigkeit und Robustheit des gesamten Systems zu erhöhen. Die Wandler sind mit einer Fehlerfrüherkennung für Unterspannung, Überspannung, Überstrom und Übertemperatur ausgestattet um damit mögliche Fehler im Gesamtsystem sofort zu erkennen. Die integrierte Fehlermeldung, wenn der Wandler in Spannungsmodus geht, dient dazu die Brennstoffzelle genau im MPP (Maximum Power Point) zu betreiben und maximal mögliche Leistung zu erreichen.  

Der Wandler ist für die Eingangsspannung von 7,0V bis 25,5V und für 24V Batteriespannung ausgelegt. Die Ausgangsspannung kann von 20V bis 32V eingestellt werden. Mit dem Enable-Signal wird der Wandler gestartet und kann die Brennstoffzelle abgetrennt werden.