Elektromagnetische Verträglichkeit
Autoradio für Elektrofahrzeuge
Elektrische Störsignale, wie sie verstärkt in Elektrofahrzeugen vorkommen, überlagern Musik und Sprechbeiträge. Mit neuen Berechnungsverfahren wollen Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft für eine optimale Platzierung der einzelnen Bauelemente und somit eine minimale gegenseitige Beeinflussung sorgen.
Auch in Elektroautos ist Radio hören im Prinzip problemlos möglich, allerdings behindern elektrische Störeffekte den Empfang von Radiowellen. Verursacht werden die Störungen durch Frequenzumrichter, die den Batteriestrom in dreiphasigen Wechselstrom zur Ansteuerung des/der Elektromotoren umwandeln. Die Umrichter schalten den Strom und die Spannung extrem schnell und häufig an und aus. Sie zerhacken die elektrische Energie in Bruchteilen einer Sekunde und erzeugen so elektromagnetische Störsignale. Werden diese zu laut, hört man zwar das Antriebssystem, nicht aber das Autoradio.
Dr. Eckart Hoene, Leiter der Forschungsgruppe „Power Electronic Systems“ am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin und sein Team haben ein ganzes Bündel an Werkzeugen und Methoden entwickelt, um die Störungen zu minimieren. Durch neue Simulationen und Berechnungsverfahren kann ermittelt werden, bei welcher Platzierung im Fahrzeug sich Bauteile hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Verträglichkeit am wenigsten gegenseitig beeinflussen.
„Eine große Rolle spielt die Größe und Lage der einzelnen Komponenten. Dazu gehören etwa der Elektromotor, die Batterie, der elektrische Klimakompressor, das Ladegerät, der DC/DC-Wandler und der Umrichter selbst. Ebenso entscheidend ist die Richtung und Form, in der Kabel verlegt sind und wie dicht die Schirmung geflochten ist. Mithilfe unserer Simulationen können wir auch Empfehlungen zur Qualität der Isolations- und Steckerelemente aussprechen“, so Hoene. Durch Messverfahren grenzen die Wissenschaftler zudem präzise ein, wo im Fahrzeug Störungen entstehen und wie diese sich ausbreiten. Darüber hinaus haben die Wissenschaftler ein symmetrisches Leistungsmodul entwickelt, das verhindert, dass Störungen abstrahlen. Es ist Bestandteil des Umrichters und liegt bereits als Prototyp vor.
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