Brennstoffzelle

Ausgangslage
Unser Kunde benötigt für seinen frühen Prototypen zeitnah einen DC/DC-Wandler, um aus einer Brennstoffzelle einen Akku zu laden. Zunächst sondiert er den Markt – leider ist die gesuchte Komponente nicht verfügbar. Also muss das Teil entwickelt werden. Wesentlich dabei: Funktionalität, Robustheit, Zeitrahmen. Weniger wichtig: Größe, Gewicht, Serientauglichkeit.

Konzeption
Auf der Basis von verfügbaren Standardteilen entwickelt Michael Rübig die ersten Entwürfe. Die wenigen, am Markt kurzfristig verfügbaren IGBT-Module werden sofort eingekauft, um eine Verzögerung durch Lieferschwierigkeiten zu vermeiden. In SPICE-Schaltungssimulationen wird eine erste Auslegung vorgenommen.

Ein Zuhause für den Wandler
Für den Einbau im Fahrzeug wird der DC/DC-Wandler in einem Standardgehäuse aus Aluminium-Druckguss untergebracht. Unser Entwicklungspartner Kaiser-Ingenieurbüro entwirft eine dazu passende Bodenplatte mit Wasserkühlung. Der Schaltplan der Ansteuerleiterplatte wird erzeugt – er basiert auf unserer Standard-Rechner-Plattform. Zwei CPLDs unterstützen den Rechner bei zeitkritischen Operationen. Herbert Spinner setzt das Regelungskonzept unseres Kunden in Software um. Für den Softwareentwickler wird ein Emulator der Leistungselektronik entwickelt, damit er am Schreibtisch gleich loslegen kann, während parallel die 21-kW-Version aufgebaut wird.

Testphase
Die erste Inbetriebnahme mit bis zu 12 kW durch den leistungsbegrenzten Hausanschluss bleibt unspektakulär – es sieht gut aus. Der Testlauf beim Kunden mit bis zu 21 kW zeigt zwar einige Grenzen des Designs auf, welche ein Derating bei höheren Temperaturen erfordern, erfüllt aber sonst alle Vorgaben.

Produkt
Der Kunde erhält 2 identische Wandler. Die auf Reserve gekauften IGBTs werden nie genutzt, da keiner der Wandler von der Erstinbetriebnahme bis zum Ende des Kundenprojekts mit einem Defekt ausgefallen ist.