Mercedes Power Converter: Neue Technik für 800 Volt vorgestellt

Mit der Entwicklung einer neuartigen Leistungselektronik unter der Bezeichnung Power Converter stellt Mercedes eine Kerntechnologie für künftige Elektrofahrzeuge in Aussicht. Das System nutzt programmierbare Mikrowandler, um die Energieflüsse auf Ebene einzelner Batteriezellen oder kleiner Zellgruppen individuell zu steuern.

Auf diese Weise lässt sich eine konstante Hochvolt-Ausgangsspannung von bis zu 800 Volt bereitstellen, die weitgehend unabhängig vom aktuellen Lade- sowie Alterungszustand der einzelnen Batteriezellen bleibt. Die softwarebasierte Regelung entkoppelt die Hochspannungserzeugung somit von der klassischen Reihenschaltung der Zellen im Akkumulator und überträgt diese Aufgabe an die dezentrale Elektronik.

Power Converter von Mercedes

Bild von: Mercedes-Benz

In der Praxis basiert das Konzept auf mehreren parallel geschalteten Mikro-Leistungselektronikbauteilen, deren Zusammenwirken eine bedarfsgerechte und flexible Skalierung der Gesamtleistung ermöglicht. Die aktuelle Entwicklungsstufe erzielt eine Leistung von bis zu 3 kW für 800-Volt-Anwendungen und ist sowohl für Wechselstrom- (AC) als auch für Gleichstrom-Anwendungen (DC) ausgelegt. Durch diesen modularen Ansatz ergibt sich das Potenzial, bislang getrennte Bauteile innerhalb der Fahrzeugarchitektur in einer einzigen Hardwareeinheit zusammenzufassen.

Kompakter und leichter

Aus der Zusammenlegung resultieren neue Freiheitsgrade bei der Auslegung von Batterie, Antriebsstrang und Ladesystemen. Neben einer kompakteren Bauweise und einer Reduzierung des Gesamtgewichts ermöglicht der Power Converter die Integration unterschiedlicher Ladefunktionen.

Das System unterstützt sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstrom-Ladevorgänge und schafft die technischen Voraussetzungen für bidirektionales Laden. Damit lassen sich Einsatzszenarien wie Vehicle-to-Home (V2H) oder Vehicle-to-Grid (V2G) realisieren, bei denen das Fahrzeug als Pufferspeicher für das Gebäude oder das öffentliche Stromnetz dient.

Darüber hinaus begünstigt die dezentrale Steuerung die Gesamteffizienz des elektrischen Antriebs. Indem der Alterungsprozess einzelner Batteriezellen kompensiert wird, können Reichweitenverluste über die Lebensdauer des Fahrzeugs minimiert werden.

Gleichzeitig erleichtert die Entkopplung von Spannung und Zellanzahl die Modularisierung von Antrieben, was den parallelen Einsatz der Technologie in rein batterieelektrischen Fahrzeugen sowie in Plug-in-Hybriden vereinfacht. Die Technologie befindet sich laut Mercedes derzeit im Entwicklungsstadium und steht noch nicht für die Serienfertigung zur Verfügung.

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