MBatt – Multilevel-Umrichter für Batteriespeichersysteme

20.08.2018

/ Embedded Security / Mixed Mode / Tech

Die Bayerische Forschungsstiftung hat über das Projekt "MBatt – Multilevel-Umrichter für Batteriespeichersysteme" berichtet, an dem Mixed Mode mitwirkt. Ziel des Projekts MBatt ist die Erforschung einer neuartigen, hocheffizienten Umrichtertechnologie für Batteriespeichersysteme – der Multilevel-Stromrichtertechnik.

In heutigen Batteriespeichersystemen werden häufig Wechselrichter eingesetzt, die auf B6-Brücken basieren. Das dortige Schalten großer DC-Spannungen mit hohen Frequenzen mit anschließender Filterung erfordert nicht nur die Verwendung von entsprechend spannungsfesten Bauteilen, sondern führt auch zu Verlusten. Die Wirkungsgrade sind dadurch sowohl im Lade- als auch Entladebetrieb auf Werte von etwa 97 % limitiert.

Aus diesem Grund adressiert das Projekt "MBatt" die weitergehende Erforschung einer völlig neuartigen, hocheffizienten Umrichtertechnologie für Batteriespeichersysteme – der Multilevel-Stromrichtertechnik. Der große Vorteil dieser Technologie im Vergleich zu konventionellen Umrichtern besteht darin, dass lediglich geringe DC-Spannungen stufenweise mit niedriger Frequenz geschaltet werden, was die Umwandlungsverluste sowie den Filteraufwand verringert und zu einem hohen Wirkungsgrad von bis zu 99,4 % führt. Ziel ist es insbesondere, den Reifegrad der Multilevel-Umrichtertechnologie hinsichtlich Sicherheit und Performance zu verbessern und die Tauglichkeit anhand anwendungsnaher Funktionsmuster nachzuweisen.

Das Projekt gliedert sich in vier Arbeitspakete. Der Projektplan sieht zu Beginn eine Anforderungsanalyse vor, gefolgt von der Erstellung einer Systemspezifikation unter Betrachtung von Systemgrenzen. Mit der Unterstützung von Simulationen erfolgen die Auswahl der Systemarchitektur, die Auslegung der Hardware sowie die Implementierung einer geeigneten Regelung und Betriebsführung. Die Validierung wird mithilfe eines Demonstratoraufbaus vorgenommen. Die Projektlaufzeit beträgt zwei Jahre.