HV-Breakout-Module von CSM

Echtzeit-Analyse im Hochvolt-Bordnetz

21. Mai 2019, 10:35 Uhr | Nicole Wörner
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Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Leistungsmessung im Elektrofahrzeug

CSM
Mobile Messanordnung im Fahrzeug zur HV-sicheren Messung von Temperaturen in der Batterie. Gleichzeitig wird der Batteriestrom zum Antriebstrang über ein HV Breakout-Modul gemessen. 
© CSM

Verschiedene Fahrzeugtests werden auf so genannten „Road-to-Rig“-Prüfständen durchgeführt. Zur Prüfung von Belastungszuständen und Reichweiten über Fahrzyklen werden deshalb der Leistungsverbrauch der Fahrzeugaggregate und der gesamte elektrische Energieverbrauch gemessen. Die Leistungsmessung ist deshalb eine zentrale Anwendung für Testingenieure, die alle nötigen Performance-Parameter liefert, um Reichweitendaten zu verifizieren. Die im Hochvolt-Bordnetz eingesetzten HV BM liefern dazu alle erforderlichen Messdaten der einzelnen Aggregate und Motoren an den Messrechner. Aus den Leistungsverbräuchen lässt sich der gesamte Energieverbrauch (kWh) über CANape oder vMeasure exp errechnen und Verbrauchskurven können für die jeweiligen Fahrzyklen dargestellt werden.

Validierung der HV-Batterie

HV-Batterien haben für das Hochvolt-Bordnetz und das Fahrzeug eine weitere zentrale Bedeutung und werden deshalb in der Fahrerprobung ebenfalls eingehend getestet. Das Batteriesystem, bestehend aus Modulen mit ihren Zellen, variiert von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp und muss vor dem Serieneinsatz im Betrieb verifiziert werden. Zum Batterie-Gesamtsystem gehören zusätzlich das Kühl- und Heizsystem sowie das Batteriemanagementsystem (BMS) mit dem Fehlermanagement. Das BMS hat die Aufgabe, das Batteriesystem im optimalen Temperaturbereich zu betreiben und soll auch unter Belastungsbedingungen für eine konstante Temperatur im Innern der Batterie sorgen. Bei tieferen Temperaturen haben die Zellen einen höheren Innenwiderstand durch Veränderung der Elektrolyte, wodurch die Leistungsaufnahme sinkt. Höhere Temperaturen sorgen ebenfalls für Problemketten: Elektrolytzersetzung – Hitzeentwicklung – Verringerung der Zyklenzahl – schnellere Alterung.

Zur Verifikation gehört deshalb eine umfangreiche Temperaturmessung bei allen kritischen Betriebszuständen. Zu prüfen sind folgende Faktoren:
Werden die erwarteten Batteriezustände in verschiedenen Standardsituationen eingehalten: Schnellladung, Beschleunigung, Hochstrombetrieb?
Wie verhalten sich die einzelnen Zellen bei extremer Belastung?
Arbeiten die Zellen im nicht-optimalen Temperaturbereich wie geplant?
Wie ist die Temperaturverteilung in der Batterie unter realen Fahrbedingungen?
Laufen Fehlerfälle korrekt ab, z.B. wenn die Leistungsschalter öffnen?


  1. Echtzeit-Analyse im Hochvolt-Bordnetz
  2. Das CSM-Vector-HV-Messsystem
  3. Leistungsmessung im Elektrofahrzeug
  4. Hochvolt-Sicherheit, Personenschutz

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