Anwendungsfälle 
Die Gehäuse von HV-Batterien dienen nicht nur dem Schutz von Batteriezellen und Elektronik in ihrem Inneren, sondern sind auch struktureller Teil des Fahrzeugrahmens. Mechanische Belastungen müssen für ein optimales Gehäusedesign gemessen werden - innerhalb und an der Außenseite des Gehäuses. In diesem Beispiel wird gezeigt, wie die nötigen Messungen mit Dehnungsmessstreifen (DMS) und DMS-Messmodulen einfach und sicher durchgeführt werden.
Gehäuse schützen HV-Batterien in Elektrofahrzeugen vor Schmutz, Staub und Feuchtigkeit und gewährleisten dadurch einen ordnungsgemäßen Betrieb sowie die Sicherheit für Fahrzeugpassagiere. Neben der Schutzfunktion für die Batterie übernimmt das Gehäuse auch zunehmend strukturelle Aufgaben als tragendes Element im Fahrzeugrahmen.
Das Gehäuse wird häufig aus Stahl, Aluminium sowie Plastik oder einer Mischung dieser Materialien gefertigt und muss möglichst leicht bei hoher Belastbarkeit ausgelegt werden. Für die optimale Materialauslegung des Gehäuses müssen die verschiedenen mechanischen Belastungen, die auf das Gehäuse wirken, berücksichtigt werden.
Das Gehäuse muss diesen Belastungen in jeder Situation standhalten und darf nicht brechen, um die Sicherheit und den ordnungsgemäßen Betrieb der Batterie nicht zu gefährden.
Messaufgabe
Messung von mechanischen Dehnungen und Spannungen in einem HV-Batteriegehäuse für die optimale Materialauslegung.
Mit Dehnungsmesstreifen (DMS) sollen Dehnungen und Spannungen innen und an der Außenseite des Gehäuses gemessen werden. Dafür werden die DMS als Einzel-DMS und als Rosetten appliziert. Die Untersuchungen sollen im Fahrversuch erfolgen, um realistische Belastungsprofile zu erhalten.
Für die Messungen innerhalb des Gehäuses muss die nötige Messtechnik die HV-Sicherheit gewährleisten.
Der Messbereich der Messmodule muss den spezifischen Materialeigenschaften (Aluminium, Stahl, Plastik) und der zu erwartenden Größe (z. B. ±1.000 µm/m) angepasst werden können.
Der Messbereich sowie die Speisespannung sollten sich im Messmodul auch noch nach der Installation der DMS anpassen lassen, um eventuell kleinere oder höhere Dehnwerte als zunächst erwartet, erfassen zu können. Und dies ohne eine zusätzliche Kalibrierung des Dehnungswertes.
Da Dehnungen häufig mit anderen Messgrößen, wie Temperaturen oder Beschleunigungen, korreliert werden müssen, sollte das Messsystem einfach um entsprechende Messmodule erweitert werden können.
Mit Messmodulen aus dem Vector CSM E-Mobility-Messsystem können die Dehnungen und Spannungen innerhalb und außerhalb des Batteriegehäuses genau untersucht werden.
Mit dieser Messtechnik-Lösung können die mechanischen Spannungen innerhalb und außerhalb des Batteriegehäuses gemessen werden. Durch die robuste und kompakte Ausführung der Messmodule kann die Untersuchung auch im Fahrversuch erfolgen.
Über das XCP-Gateway können auch weitere Messmodule angeschlossen und deren Daten synchron erfasst werden. So lassen sich zum Beispiel parallel Temperaturen in den Batteriezellen erfassen und mit in die Analyse einbinden.
Typ HV STG4 pro BS20
EtherCAT®-basiertes Messmodul für den dezentralen Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen im Hochvolt-Umfeld: Robust, extrem kompakt und mit vier zeitsynchronen DMS-Eingängen.
Das XCP-Gateway ist die Schnittstelle zwischen Datenerfassungs-Software (bspw. vMeasure, CANape®, INCA®, Vision® ...) und den EtherCAT®-Messmodulen von CSM. Es beinhaltet einen EtherCAT®-Master und einen XCP-on-Ethernet-Slave.
Typ STG6 pro BS20 | STG6 BK20
EtherCAT®-basierte Messmodule für den dezentralen Einsatz unter anspruchsvollen Bedingungen: Robust, sehr kompakt und mit sechs zeitsynchronen DMS-Eingängen für Viertel-, Halb- und Vollbrücken.
vMeasure von Vector Informatik ist die einfach zu bedienende Datenerfassungs-Software für CAN- und EtherCAT®-basierte Messmodule von CSM. vMeasure bietet den vollen Umfang an Funktionen, die Sie von einer modernen DAQ-Software erwarten.
Messketten schnell konfiguriert: CSMconfig (mit CSMview) ist die verlässliche Konfigurationssoftware für alle CAN- und EtherCAT®-basierten Messmodule von CSM. Die einheitliche und komfortable Oberfläche ermöglicht ein einfaches Einstellen aller Messparameter. Das beschleunigt den Messaufbau.