Die BTCC hat festgelegt, dass Fahrer im Rahmen ihrer Rennstrategie einen Elektromotor einsetzen dürfen, um die Leistung des Verbrennungsmotors zu steigern und die Beschleunigung des Fahrzeugs zu verbessern. Dieser Auftrag wurde an Cosworth Electronics vergeben, die ihn wiederum an Delta Motorsport weitervergeben hat. Delta Motorsport, bekannt für seine multidisziplinäre Ingenieurs- und Elektronikkompetenz, hat sich bereit erklärt, einen neuen Akku und die zugehörige Elektronik für diese „taktische Leistungssteigerung“ zu entwickeln.
Delta Motorsport übernahm die Entwicklung eines neuen Akkus und der zugehörigen Elektronik für das „Tactical Boost“-System der British Touring Car Championship. Dank des modularen Stromversorgungsnetzes (PDN) erzielt das System eine hohe Leistung bei einer 48-V-Gleichstromversorgung
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Das System zeichnet sich durch kompakte Abmessungen, geringes Gewicht und hohe Leistungsfähigkeit aus. Dies wird durch ein modulares Stromversorgungsnetzwerk (PDN) erreicht, das eine 48-V-Gleichstromquelle zur Versorgung von vier parallelgeschalteten DC/DC-Wandlern nutzt. Dadurch wird eine geregelte Gesamtspannung von 13,8 V und bis zu 92 A (ca. 1,2 kW) bereitgestellt. Die Last wird von allen vier Wandlern gemeinsam getragen, kann aber auch von nur drei (N+1) – der in Flugzeugen üblichen Redundanz – bewältigt werden.
Der dreiphasige bürstenlose Motor des Hybridsystems ist über einen bidirektionalen Wechselrichter mit der Batterie verbunden, der Strom von der Batterie zum Motor und rückgekoppelten Strom vom Motor zurück zur Batterie leitet.
Der Motor treibt das Fahrzeug während der anfänglichen, geschwindigkeitsbegrenzten Fahrt durch die Boxengasse im rein elektrischen Modus (ohne Verbrennungsmotor) an, während der Mild-Hybrid-Modus (zusammen mit dem Verbrennungsmotor) aktiviert wird, wenn der Fahrer während des Rennens mehr Leistung anfordert.
Intelligentes Management in einem innovativen Akkupack.
Das Akkupack verfügt über ein Batteriemanagementsystem, das die Zellspannung überwacht und sicherstellt, dass der Akku jederzeit mit maximaler Lade- und Entladespannung arbeitet. Gleichzeitig kommuniziert es mit dem Motor-Wechselrichter-Controller. Es berechnet kontinuierlich den vom Akku abhängigen Ladezustand (SoC) verfügbaren Strom und aktualisiert diesen mit den entsprechenden Daten. Bei niedrigem SoC wird der Leistungsbedarf reduziert, während die Rückspeisung bei höherem SoC begrenzt wird.
Das System überwacht die Temperaturen aller verfügbaren Zellen in Echtzeit und berechnet daraus die verfügbare Leistung. Bei Problemen kann es zudem Schütze öffnen, um den Akku sicher zu isolieren.
Delta Motorsport hat ein Stromversorgungsnetzwerk entwickelt, das mit einer 48-V-Gleichstromquelle die vier parallelgeschalteten DC/DC-Wandler versorgt und eine geregelte Gesamtspannung von 13,8 V und bis zu 92 A (ca. 1,2 kW) bereitstellt.
Die Last wird von den vier Umrichtern geteilt, obwohl sie auch von nur dreien getragen werden kann, d. h. N+1 oder die für Flugzeuge typische Redundanz.
Das Batteriemanagementsystem ist für die Datenprotokollierung und Diagnose zuständig, um die Leistung des DC/DC-Wandlers zu erfassen. Es überprüft nicht nur den Status, sondern zeigt auch die exakte Strommenge an, die an jedes Fahrzeug geliefert wird.
Vicor DC/DC-Wandler-Leistungsmodule:
Das DC/DC-Wandler-Leistungssystem verwendet vier geregelte und isolierte Vicor DCM3623 DC/DC-Wandler-ChiP-Leistungsmodule, um eine geregelte Ausgangsspannung von 13,8 V aus dem Akku mit Strömen bis zu 92 A zu liefern. Dank ihrer flachen Bauweise und geringen Größe sind sie in direktem thermischen Kontakt mit den mikroperforierten Kühlplatten zwischen den Akkuzellen montiert.
Das von Delta Motorsport entwickelte Stromnetz von Vicor
war entscheidend, um die Kapazität der Batteriezellen optimal zu nutzen und gleichzeitig die Leistungselektronik nicht zu überlasten. Die Skalierbarkeit der DCM-Module und ihre einfache Parallelschaltung ermöglichten die Entwicklung einer modularen Stromversorgungsarchitektur. Dadurch konnte Delta das DC/DC-Wandler-Stromversorgungsnetz (PDN) an die erforderliche kompakte Größe anpassen, ohne Leistungseinbußen hinnehmen zu müssen.
Die modularen Leistungskomponenten von Vicor überzeugten in ersten Akkupacktests durch ihre hervorragende Leistung ohne unnötige Leistungseinbußen oder Spannungsabfälle. Zukünftige Elektrofahrzeuge werden zweifellos kleinere, leichtere und effizientere Leistungselektronik benötigen, um den gestiegenen Leistungsanforderungen gerecht zu werden. Da Hersteller zunehmend 48-V-Batterien einsetzen, um diese höhere Leistung zu erzielen, kann Vicors modularer Ansatz die Effizienz des Stromnetzes verbessern, Leistungsverluste reduzieren und durch kleinere, leichtere Kabel und Steckverbinder das Gewicht senken.
Delta Motorsport verwendet zudem einen kleinen, isolierten 60-W-Wechselrichter Vicor PI3105 als unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV). Diese versorgt die Elektronik des Akkus mit Strom, um die Sicherheitssysteme auch dann funktionsfähig zu halten, wenn sie vom Fahrzeugstromnetz getrennt sind. Die USV ermöglicht außerdem die fahrzeugunabhängige Stromversorgung der Elektronik und somit die Fernwartung des Systems.
Über Delta Motorsport
Delta ist ein innovatives und kreatives Ingenieurbüro mit Sitz auf der weltberühmten Rennstrecke Silverstone, im Herzen der britischen Technologieregion.
Delta konzentriert sich auf drei Hauptentwicklungsbereiche: Batteriesysteme, den Katalysatorgenerator und das zentrale Steuerungssystem der Plattform. Alle drei Bereiche nutzen dieselbe robuste und dennoch ressourcenschonende Methodik, die sich über Jahrzehnte im anspruchsvollen Motorsport bewährt hat. Diese drei Bereiche basieren auf Deltas Kompetenzen in den Bereichen Engineering und Fahrzeugintegration, die es dem Unternehmen ermöglicht haben, zahlreiche Komplettfahrzeugprojekte für Startups und OEMs zu realisieren.
Das multidisziplinäre Team von Delta betreut zahlreiche Branchen und seine Kompetenzen umfassen Dienstleistungen vom ersten Konzept bis zur Kleinserienfertigung.
