Individuelle Tests von Leistungselektronik als Wegbereiter für die Ladeinfrastruktur der Zukunft

Mit steigender Nachfrage an Elektroautos wächst auch der Bedarf an leistungsfähiger und zuverlässiger Ladeinfrastruktur. Gleichrichter sind dabei ein wichtiger Wachstumstreiber. Sie wandeln den Wechselstrom aus dem Stromnetz in den Gleichstrom um, der zum Laden der Fahrzeugbatterien notwendig ist.  

Doch was unterscheidet Gleichrichter eigentlich von Invertern, und wie fügt sich das Ganze in den Bereich der Leistungselektronik ein? 

Leistungselektronik: Der Überbegriff für Gleichrichter und Inverter

Leistungselektronik umfasst alle Systeme und Bauteile, die elektrische Energie mit hoher Effizienz umwandeln oder regeln. Dazu gehören neben Gleichrichtern und Invertern auch Komponenten wie DC-DC-Wandler oder Batteriemanagementsysteme. Ihre Bedeutung liegt darin, dass sie den Stromfluss optimieren und an die Anforderungen der angeschlossenen Geräte anpassen. 

1. Gleichrichter: 
   

   Wandeln Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) um. Sie sind essenziell für das Aufladen von Batterien, da diese nur Gleichstrom speichern können. 

2. Inverter: 
   Als Gegenpart zum Gleichrichter wandeln Inverter Gleichstrom in Wechselstrom. Sie finden unter anderem im Antriebsstrang von Elektrofahrzeugen Verwendung und treiben z. B. den Elektromotor an, indem sie die richtige Frequenz und Spannung erzeugen.

Gleichrichter und Inverter: Welchen Beitrag sie leisten und warum Tests die Entwicklung entscheidend vorantreiben.

Die Qualität und Effizienz der Ladeinfrastruktur hängen stark davon ab, wie zuverlässig und effizient die Gleichrichter und Inverter arbeiten. Spezifische Anforderungen des Marktes und der Endverbraucher stellen Gleichrichter vor unterschiedlichste Herausforderungen: 

• Effizienzsteigerung
  Schnellladestationen benötigen Hochleistungsgleichrichter, die große Energiemengen mit minimalen Verlusten umwandeln. Moderne Gleichrichter müssen Spannungen von bis zu 1000 V DC und hohe Ströme von mehreren Hundert Ampere liefern. Mit spezialisierten Tests wird gewährleistet, dass Wirkungsgrade von über 95 % erreicht werden, um Energieverluste und Wärmeentwicklung zu minimieren.  
  
  
• Zuverlässigkeit im Dauerbetrieb
  Da Schnellladestationen häufig über mehrere Stunden täglich in Betrieb sind, müssen Gleichrichter auf ihre Lebensdauer qualifiziert werden. Mit thermischen Belastungstests und Langzeitstabilitätsprüfungen testen wir die Leistungselektronik auf Herz und Nieren. 
  
  
• Netzrückwirkungen und elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)
  Ungleichmäßige Stromaufnahme oder Rückwirkungen ins Stromnetz können Störungen und Probleme verursachen. Durch EMV-Tests nach IEC 61000 können Hersteller sicherstellen, dass die Gleichrichter störungsfrei mit dem Stromnetz interagieren. 
  
  
• Bidirektionales Laden und Vehicle-to-Grid (V2G) 
  Eine zukunftsfähige Ladeinfrastruktur muss mehr können als Batterien zu laden. Beim bidirektionalen Laden können Fahrzeuge Energie zurück ins Netz oder in das Hausenergieversorgungssystem einspeisen. Leistungselektroniken, die sowohl als Inverter, als auch als Gleichrichter arbeiten, sind dabei das Herzstück. Sie müssen nahtlos zwischen dem Laden und der Rückeinspeisung wechseln und dabei einen hohen Wirkungsgrad auf beiden Wegen sicherstellen. 

VISPIRON SYSTEMS bietet umfassende Testlösungen für Gleichrichter und Inverter, die speziell auf die Anforderungen moderner Ladeinfrastrukturen abgestimmt sind: 

• Flexibel anpassbare Teststände
  Unsere Prüfplätze können Gleich- und Wechselströme bis zu 1250 V und 900 A verarbeiten und bieten so realistische Testbedingungen für Hochleistungsgleichrichter und bidirektionale Inverter​.

• Thermische und elektrische Belastungstests
  Die Kombination aus Klimakammern und Hochvolt-Prüfständen ermöglicht eine umfassende Prüfung unter verschiedenen Umweltbedingungen, was die Zuverlässigkeit der Bauteile erhöht.

• Ripple- und EMV-Tests
  Mit Ripple-Generatoren bis 300 kHz und EMV-Prüfungen gemäß internationaler Normen können wir sicherstellen, dass Gleichrichter und Inverter störungsfrei arbeiten und keine negativen Rückwirkungen auf das Stromnetz haben.

• Lebensdauerqualifikationen
  Durch Langzeittests unter simulierten Realbedingungen lassen sich potenzielle Schwachstellen frühzeitig erkennen und beheben.

Leistungselektronik als Basis für die Ladeinfrastruktur der Zukunft

Die Elektromobilität ist ohne eine leistungsfähige Ladeinfrastruktur nicht denkbar. Leistungselektroniken spielen die zentrale Rolle und entscheiden darüber wie effizient und zuverlässig Elektrofahrzeuge geladen werden können. VISPIRON SYSTEMS trägt mit seinen umfassenden Testlösungen dazu bei, dass Hersteller leistungsstarke, langlebige und sichere Komponenten entwickeln, die den wachsenden Anforderungen gerecht werden. Ob Schnellladestationen oder bidirektionale Ladesysteme – mit uns wird die Ladeinfrastruktur der Zukunft Wirklichkeit. 

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