Untersuchung verschiedener Konzepte zur Abweichungsreduzierung bei der Echtzeit-Temperaturüberwachung mittels thermischer Netzwerke

Mit dem Wechsel von konventionellen Antrieben hin zu alternativen gewinnt der Elektromotor als Traktionsmotor im Fahrzeug immer mehr Bedeutung. Anders als beim Verbrennungsmotor, bei dem üblicherweise die Dauer- der Spitzenleistung entspricht, unterscheiden sich diese beim Elektromotor je nach Kühlkonzept zum Teil erheblich. Je nach Applikation und Nutzungsprofil kann die Maschine während des Betriebs an ihre thermische Grenze gebracht werden und dann nur noch mit reduzierter Leistung weiter betrieben werden. Ziel der optimierten Betriebsstrategie sollte sein, möglichst nahe an die thermische Grenze heranzufahren, ohne diese jedoch zu überschreiten. Das thermische Netzwerk niedriger Ordnung kann als quasi Echtzeit-Temperaturabschätzung verwendet werden, jedoch können Abweichungen zwischen dem Modell und dem Motor im realen Betrieb auftreten. Dies kann auf eine ungenaue Temperaturabschätzung des Temperaturmodells zurückgeführt werden. Um die Genauigkeit des thermischen Netzwerks auch unter diesen Einflussgrößen zu optimieren, ist die Untersuchung von Maßnahmen zur Abweichungsreduzierung notwendig. In diesem Beitrag wird ein thermisches Netzwerk niedriger Ordnung für elektrisch erregte Synchronmaschinen präsentiert. Basierend auf dem Abkühlungsverhalten werden die initialen Temperaturen des Motors während des Motoranlaufs abgeschätzt. Für die Abweichungsminimierung während des Betriebs des Motors wird die Sensordatenintegration in den Kalman-Filter im thermischen Netzwerk untersucht. Anhand von Prüfstandsmessungen werden diese Konzepte validiert und miteinander verglichen.