Neue effiziente Multilevel Inverter Topologie präsentiert – der PECIN MLI

Rekonfigurierbares Batteriesystem für AC- und DC Lasten

PECIN MLI in einer 9-stufigen Version mit 4 Batteriezellen und einem beispielhaften Lastpfad

Wir haben kürzlich einen Artikel veröffentlicht, in dem wir eine neue kaskadierte Multilevel Inverter-Topologie für batterieelektrische Traktionsanwendungen vorstellen.

Die PECIN-Topologie ist das Ergebnis unserer Forschung im Bereich Multilevel Inverter der letzten Jahre und optimiert alle wichtigen Aspekte, hinsichtlich des Umrichterbetriebs und den Fähigkeiten zum Batteriemanagement.

Der PECIN MLI ist ein kaskadierter Multilevel Inverter und kann als rekonfigurierbares Batteriesystem betrachtet werden, das direkt Wechselspannung an seinen Anschlussklemmen erzeugen kann. Damit können dreiphasige AC-Lasten mit hoher Leistung direkt am Batteriesystem betrieben werden.

Der PECIN MLI wurde für höchste Effizienz und die Fähigkeit zum Batteriemanagement von Einzelzellen entwickelt. Dabei benötigt die Topologie im Vergleich zu ihrem Funktionsumfang eine minimale Anzahl von Halbleiterschaltern. Zusätzlich zum regulären Vier-Quadranten-Betrieb kann die Topologie die Verschaltung von einzelnen Batteriezellen zwischen seriell und parallel umkonfigurieren. Damit wird ein minimaler Gesamtinnenwiderstand erzielt, indem der Innenwiderstand der Leistungselektronik und der variable Innenwiderstand der rekonfigurierbaren Batterie getrennt betrachtet und minimiert werden.

In der Veröffentlichung wird ein dreiphasiger 17-Level-Demonstrator und dessen Betrieb vorgestellt. Dabei zeigt ein Vergleich zwischen verschiedenen modernen Multilevel Inverter-Topologien aus der Literatur, dass der PECIN MLI hocheffizient ist und die Anzahl der elektrischen Komponenten minimiert.

Hier gehts zum Paper: https://ieeexplore.ieee.org/document/9799761