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Power Electronics
Entdecken Sie die KOSTAL Power Electronics-Produkte.
Onboard Batterieladegeräte (OBC)
Sicher. Zuverlässig. Effizient. KOSTAL ist ein führender Lieferant von automotiven Batterieladegeräten - mittlerweile in der vierten Produktgeneration und im Serieneinsatz in großen Fahrzeugplattformen.
Konduktives AC-Laden von 3,6 kW bis 22 kW
Die Möglichkeit, ein Elektrofahrzeug überall an Steckdosen, Wallboxen und Ladestationen aufzuladen, ist entscheidend für den Erfolg der Elektromobilität. Das On-Board-Ladegerät (OBC) wandelt die verfügbare Wechselspannung (AC), in die benötigte Gleichspannungslage (DC) der Fahrzeugbatterie. Ein flexibles Design berücksichtigt unterschiedliche Netzanschlussbedingungen (z. B. Ein-/Mehrphasigkeit) der relevanten Märkte weltweit. Die Auslegung effizienter, dynamischer Algorithmen des Schaltreglers, sowie ein EMV-gerechtes Design gehören zu den Kernkompetenzen von KOSTAL.
Fakten – Onboard-Ladegeräte
Innovation & Trends
- Automatische Phasenumschaltung zum Betrieb an ein- oder mehrphasigen Netzen
- Bi-direktionaler Betrieb zur Rückspeisung der Energie aus der Fahrzeugbatterie
- Höhere Wirkungsgrade durch Einsatz von Wide-Bandgap-Halbleitertechnologien
- Optionale Integration kundenseitiger Software-Module, z. B. Lademanagement
Leistungsdaten & mögliche Funktionsumfänge
- Unterstützung weltweiter Ladestandards an ein-, zwei- oder dreiphasigen AC-Anschlüssen
- Weiter AC-Spannungsbereich: 85-265 V (je Phase)
- Weite DC-Spannungsbereiche in den Spannungsklassen 400 V oder 800 V
- Robustheit mit hohen Schutzklassen (bis IP6K9K/IP6K7), volle automotive Zuverlässigkeit für hohe Lebensdauern
- Umfangreiche Maßnahmen zur Hochvolt- und Funktionssicherheit sowie Cyber Security auf Basis aktueller Standards und ggf. Fahrzeugvorgaben
Bordnetzwandler (DC/DC-Wandler)
Hohe Verfügbarkeit und Stabilität – Bordnetzwandler von KOSTAL bieten eine verlässliche Spannungsversorgung, relevant für alle Fahr-, Assistenz- und Komfortfunktionen des Fahrzeugs.
DC/DC Wandlung HV/LV
Die Niedervolt (LV)-Bordnetze (bei 12V, ggf. auch 48V) heutiger Elektrofahrzeuge werden primär aus der Hochvolt (HV)-Antriebsbatterie versorgt. Der Wandler mit typischen Leistungsklassen von 1,5 kW bis über 3 kW setzt die HV-Gleichspannung, die je nach Batteriekonfiguration und Ladezustand variiert, in eine stabile LV-Spannung um.
Fakten – Bordnetzwandler
Innovation & Trends
- Hohe Regelungsdynamik, auch für den Einsatz in Bordnetzen ohne Stützbatterie
- Bi-direktionale Wandlung zur Vorladung des Hochvolt-Systems
- Höhere Wirkungsgrade durch Einsatz von Wide-Bandgap-Halbleitertechnologien
Leistungsdaten & mögliche Funktionsumfänge
- Weite DC-Spannungsbereiche in den Spannungsklassen 400 V oder 800 V
- Leistungsklassen 1,5 – 2 kW bzw. 3 – 3,5 kW
- Max. Ausgangsstrom: 250 A (Beispiel für 3 kW Wandler auf 12 V)
- Hochvolt- und Funktionssicherheit sowie Cyber Security gemäß aktueller Standards und ggf. Vorgaben der Fahrzeugarchitektur
Lade-Interface-Steuergerät
Weltweite Kompatibilität gemäß der Ladestandards – die Kommunikationslösungen von KOSTAL zwischen Fahrzeug und Ladeinfrastruktur ermöglichen erfolgreiche, sichere Ladevorgänge und Komfortfunktionen.
Kommunikation & Koordination von Ladeprozessen
Ob als separates Steuergerät oder integriert im OBC: das Lade-Interface kommuniziert mit der Ladesäule bzw. Wallbox und koordiniert den AC- bzw. DC-Ladevorgang. Je nach Kundenvorgabe decken wenige regionale Varianten alle relevanten Ladestandards ab.
Weitere Funktionen umfassen die Ansteuerung der Ladeklappe (Verriegelung, LED) und ggf. der DC-Trennschütze im Fahrzeug.
KOSTAL gehört zu den ersten Anbietern, die neue Verfahren wie das Combo DC-Laden (DIN 70121, seit 2013) oder Plug & Charge (ISO 15118) für ihre Kunden in Großserie realisiert haben.
Eine hohe Software-Kompetenz ermöglicht passgenaue Lösungen auf der Basis von AUTOSAR-Architekturen und modernen Anforderungen an Funktionssicherheit und Cyber Security, bis hin zur Integration von OEM-Software-Umfängen.
Fakten – Lade-Interface-Steuergerät
Innovation & Trends
- ISO 15118 „Plug & Charge“, zeitgesteuertes Laden
- Neueste Standards ISO 15118 Ed.2 (u. a. bi-direktionales und drahtloses Laden) CHAdeMO 3.0 / ChaoJi
- Starke Cyber Security nach ISO/SAE 21434
Leistungsdaten & mögliche Funktionsumfänge
- AC-Ladestandards: IEC 61851, SAE J1772, jeweils Typ 1 bzw. 2; GB/T 20234
- DC-Ladestandards: CCS (DIN 70121, ISO 15118), CHAdeMO, GB/T 20234/27930
- Ansteuerung der Ladeklappe (Verriegelungsaktorik für Stecker und Klappe, Öffnungsdetektion), Ansteuerung der Ladestatus-Anzeige (RGB LED), Ansteuerung der DC-Trennschütze
- Low-Power Betriebsart und Wecken des Fahrzeugs
- Robustheit und volle automotive Zuverlässigkeit für hohe Lebensdauern
Integrierte Lösungen und Funktionsanreicherung
Funktions- und Integrationskompetenz – KOSTAL realisiert Lösungen, die auf die heute und absehbar variierenden Integrationsumfänge der batterienahen Hochvolt-Komponenten zugeschnitten sind.
Smartes Batterieladegerät (OBC)
Die Kombination von Batterieladegerät und Lade-Interface-Steuergerät ist heute sehr verbreitet im Serieneinsatz. Aufgrund der von Leistungselektronik bis Software-Engineering breit aufgestellten Kompetenz ist KOSTAL hier in der Lage, performante, sichere und zuverlässige Produkte anzubieten.
Kombiniertes Batterieladegerät (OBC) und Bordnetzwandler (DC/DC)
Eine Zusammenführung von OBC und DC/DC Wandler bietet je nach den Anforderungen der Fahrzeugarchitektur und verfügbarer Bauräume ggf. deutliche Synergien bzgl. Platzbedarf, Gewicht und Kosten.
Hochvolt-Leistungsverteilung und weitere Funktionen
Die von der Fahrbatterie bereitgestellte HV-Spannung muss an diverse Aggregate des Fahrzeugs weiterverteilt werden – hierzu zählen Nebenaggregate wie Klimakompressoren, Heizsysteme, ggf. auch ein oder mehrere Antriebs-Inverter. Da sowohl das Batterieladegerät als auch der Bordnetzwandler Teilnehmer am HV-Bordnetz sind, lassen sich hier entsprechende Verteil-, ggf. auch Überwachungsfunktionen integrieren.