Electrical Measurement für die E-Mobilität

E-Mobiliät

Zuverlässiges Equipment für Hochvolt-Anwendungen

Steigende Anforderungen an Prüfvorgänge aufgrund steigernder Batteriespannung

Die Elektrifizierung spielt in vielen unterschiedlichen Fahrzeugklassen und -typen eine immer größere Rolle. Die Antriebs- und Fahrzeugkomponenten sind enormen Entwicklungen unterworfen. Dies gilt insbesondere für Batterien, die sowohl hinsichtlich ihrer Effizienz und Größe als auch in Ladedauer und -kapazität immer besser werden.

Zur Steigerung der Fahrzeugleistung geht der Trend klar hin zu höheren Spannungen. Schon heute sind am Markt Personenkraftwagen mit einer Systemspannung von 800 V erhältlich. Schwerlastfahrzeuge erreichen teilweise Spannungen von über 1000 V, und Systeme mit 1200 V oder 1500 V sind bereits in Planung. Ohne höhere Spannungen könnte die Motorleistung nur über größeren Strom verstärkt werden. Die Folge wären Systemverluste, ein zusätzlicher Bedarf an Kupfer zur Stromleitung und damit letztlich schwerere Fahrzeuge.

In jedem E- und Hybrid-Fahrzeug sind zahlreiche Hochspannungskomponenten verbaut, die in der Entwicklung und Serienfertigung auf Funktion, Sicherheit und Zuver­läs­sigkeit geprüft werden müssen. Aufgrund geltender Standards in der Automobilbranche sind für die Qualifizierung von Komponenten zudem umfangreiche Prüfungen erforderlich.

Elektrofahrzeuge: Hochspannungskomponenten

Die E-Mobilität erfordert viele elektrische Messtechniklösungen, z.B. bei der Entwicklung, Produktion und Prüfung von Hochspannungskomponenten für das Elektrofahrzeug (EV), sowie bei der Onboard-Messung, der Energiespeicherung und dem Ladeprozess.

High Voltage components in E-Mobility
  • HIL – Hardware in the Loop Simulation
  • EOL – End-of-Line testing
  • Stress Screening

Viele Komponenten müssen unter Last getestet werden. Dabei kommen hoch­dynamische Prozesse wie die Simulation/Emulation des Antriebs zum Einsatz. Auch die Belastungsprüfung (Stress Screening) ist eine häufig angewandte Methode, um Ausfälle frühzeitig zu erkennen und Komponenten in der Entwicklung zu optimieren. Ziel ist es sicherzustellen, dass alle Hoch­spannungskomponenten in dem für sie spezifizierten Spannungsbereich in jeder denkbaren Fahrsituation zuverlässig und sicher arbeiten.

Besondere Aufmerksamkeit ist dabei auf Effekte wie Spannungsspitzen aufgrund abrupter Lastwechsel oder Kopplungs­kapazitäten zu richten. Ferner muss die für Signalübertragung und Trennung verwendete Technologie für hohe Spannungen ausgelegt sein, um bei Prüfungen in der Entwicklung oder Produktion jegliches Risiko für Anwender auszuschließen. Die Validierung unter extremen Fahr- oder Betriebsbedingungen stellt sicher, dass das spezifische Design des HV-Bordnetzwerks ausreichend Reserven für einen uneingeschränkten Betrieb des Fahrzeugs vorhält.

KNICK - Elektrische Mess- und Regeltechnik

Für all diese anspruchsvollen Aufgaben bietet Knick ein umfassendes Sortiment hochpräziser Messumformer zur Messung von Strömen und Spannungen im Hochspannungssegment. Hochisolierende, extrem schnelle und hochpräzise Trennverstärker zur Steuerung von Prüfmitteln und Prüfobjekten im Umfeld hoher elektrischer Potentiale runden das Angebot ab.

Knick integriert diese Funktionen und Merkmale in ein breites Standardsortiment, ist jedoch auch in der Lage, je nach Anwendungsbedarf kundenspezifische Lösungen zu entwickeln.

Applikationen

E-Mobilität HIL Hardware in the Loop für Heizungen, BMS und Traktionkonverter

Power Hardware in the Loop HIL

Mit Hilfe von HIL-Tests können Prototypen von Geräten wie z. B. Traktionsinverter in verschiedenen Batterie-, Last- und Fehlersituationen bewertet werden, ohne dass die Umrichter auf Prüfständen oder in den Fahrzeugen…

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