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Anwendungsfälle
zuverlässig Flotten-Daten aufzeichnen

Hochvolt-Messtechnik und NVH im mobilen Einsatz

Elektrische Antriebsstränge bringen neben den Veränderungen bei Strom-, Spannungs- und Leistungsmessungen auch neue Herausforderungen für die Akustik mit sich: Das HV-Bordnetz und seine Komponenten, neue Werkstoffe und der Wegfall von maskierenden Geräuschquellen bedingen eine ganzheitliche Betrachtung von Akustik und Performanceparametern. In diesem Anwendungsbeispiel wird gezeigt, wie mit einem einheitlichen Messsystem die notwendigen Messwerte erfasst und analysiert werden.

NVH- und Leistungsmessung in einem Testfahrzeug
Icon Background

Hintergrund

Engineering und Testing von elektrischen Antriebssträngen werden neuen Anforderungen unterworfen. Neue Komponenten, Technologien und Werkstoffe führen auch zu neuen akustischen und schwingungstechnischen Fragestellungen.

Die Entwicklung neuer, performanter Elektrofahrzeuge erfordert ein innovatives, ganzheitliches Engineering und Testing. Für die Entwicklung wird ein Messsystem benötigt, das sowohl E-Mobilitätsanalysen als auch NVH-Analysen bereitstellt.

Messaufgabe

Erfassung von akustischen Signalen und Strom, Spannung sowie Leistung für eine ganzheitliche Analyse des elektrischen Antriebsstranges.

Icon Challenge

Herausforderung

Für eine ganzheitliche Analyse und zielgerichtete Optimierung des elektrischen Antriebsstranges müssen Signale für NVH-Analysen sowie Messwerte für Performance-Analysen synchron erfasst und in einer Analysesoftware gebündelt werden.

Die synchrone Erfassung aller benötigten Parameter spart wertvolle Zeit, da kein aufwändiges, manuelles Nachbereiten der Daten notwendig ist. Dafür wird ein Messsystem benötigt, dass die große Menge an Rohdaten in Echtzeit verarbeiten kann.

Die verwendete Messtechnik muss kompakt und robust gestaltet sein, um direkt im Fahrzeug, nahe an der Messstelle, verbaut werden zu können. Dadurch kann die gleiche Messtechnik auf dem Prüfstand und im Fahrversuch verwendet werden und eine Vergleichbarkeit der Testergebnisse ist gegeben. Zudem muss an relevanten Messpunkten die HV-Sicherheit für Systeme und Anwender gegeben sein.

Icon Solution

CSM Messtechniklösung

Mit einem einheitlichen Messsystem aus Hard- und Software von Müller-BBM VibroAkustik Systeme, die durch Hardware von CSM ergänzt wird, lassen sich alle nötigen Messwerte synchron erfassen und in Echtzeit auswerten.

Messaufbau für NVH- und Leistungsmessung

  • Für die Erfassung der akustischen Signale wird ein Mikrofonarray multimic von Müller-BBM VAS verbaut. Dies erlaubt eine exakte und wiederholbare Anordnung der Mikrofonpositionen.
  • Die für vibroakustische Messungen verwendeten Sensoren des multimic sind direkt an Messmodule AD4 IE100 angeschlossen.
  • Im HV-Bordnetz werden Ströme und Spannungen direkt in den HV-Leitungen zwischen den Komponenten mit dem HV Breakout-Modul 1.2 und dem HV Breakout-Modul 3.3 erfasst.
  • Zusätzlich können Temperaturen in HV-Batterie, Inverter und Elektromotor mit dem Temperaturmessmodul HV TH4 evo gemessen werden.
  • Alle Messmodule sind über EtherCAT® an ein XCP-Gateway angeschlossen und besser als 1 μs synchronisiert.
  • Über das CSM PAK AddOn wird die Messkette mit dem PAK live.hub von Müller-BBM VAS verbunden. Alle CSM-Module senden kontinuierlich den Datenstrom an den PAK live.hub, der als Daten-Hub den Datenstrom dynamisch weiterverteilt.
  • Über den PAK live.hub wird der PTP-synchrone Datenstrom in Echtzeit der PAK NVH-Software Suite PAK 6.X bereitgestellt.
  • Mit PAK 6.X werden alle notwendigen Analysen (z.B. elektrische und mechanische Leistung, d/q-Transformation und Modulationsanalyse) sowie Auswertungen im Bereich Struktur, Rotation und Sound Quality in Echtzeit vorgenommen.
NVH-Messung
Die Sensoren und Mikrofone des multimic werden direkt an CSM ECAT-MiniModule angeschlossen.
HB BM 1.2 zwischen HV-Batterie und Inverter
HV Breakout-Modul 1.2 für die einphasige Strom- und Spannungsmessung in den HV-Leitungen zwischen HV-Batterie und Inverter.
HV BM 3.3 in HV-Leitungen zwischen Inverter und E-Motor
Das HV Breakout-Modul 3.3 misst die Ströme und Spannungen direkt in den HV-Leitungen zwischen Inverter und Elektromotor.
NVH-Messung Messaufbau im Fahrzeug
Mit einem schlanken Messaufbau können die akustischen Analysen mit Leistungswerten der Komponenten im elektrischen Antriebsstrang einfach korreliert werden.
Icon Benefits

Vorteile

Durch die einfache Vernetzung der Datenströme können verschiedenste Testaufgaben mit einem Messsystem umfangreich gelöst werden. Durch die kompakte Messtechnik können akustische und leistungstechnische Phänomene im Fahrzeug validiert werden.

Die hohen Datenraten und Gewährleistung der Synchronität aller verbunden Messmodule erlaubt die Analyse in Echtzeit.

Verwendete Produkte

Verwendete Hardware

AD4 OG ECAT MiniModul-Series

AD4 ECAT MM-Serie

Schnelles Messen mit IEPE-Sensoren

AD4 Typ IE100 | IE1000 und AD4 Typ OE100

Speziell für den Einsatz von IEPE-Sensoren entwickelt. Die Highspeed ECAT-Messmodule für IEPE-Sensoren ermöglichen das Erfassen von Analogspannungen mit Datenraten von bis zu 1 MHz.

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HV Breakout-Module 1.1, 1.2

HV Breakout-Module 1.2, 1.2C

Einphasige Messung von Innenleiterstrom und Spannung

Die HV Breakout-Module (BM) vom Typ 1.2 wurden speziell für die sichere und präzise einphasige Messung in getrennten HV+ und HV- Kabeln konzipiert. Innenleiterstrom und Spannung werden direkt erfasst und die Momentanleistung online im Modul berechnet.

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XCP-Gateway

XCP-Gateway

Die Protokollumsetzer für EtherCAT® und CAN auf XCP-on-Ethernet

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.

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HV Breakout-Modul 3.3

HV Breakout-Module 3.3, 3.3C

Dreiphasige Messung von Innenleiterstrom und Spannung mit direkter XCP-on-Ethernet-Ausgabe zur Leistungsanalyse in Echtzeit

Die HV Breakout-Module (BM) vom Typ 3.3 wurden speziell für die sichere und präzise dreiphasige Messung in HV-Spannung führenden Kabeln konzipiert. Die Innenleiterströme und Außenleiter-Spannungen werden direkt erfasst und über XCP-on-Ethernet ausgegeben.

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Produkt HV TH Messmodule

HV TH Messmodule

Sichere Temperaturmessung mit Typ K-Sensoren

Sichere Temperaturmessungen mit Thermoelementen an Hochvolt-Komponenten: Die HV-sicheren Thermo-Messmodule wurden speziell für das zuverlässige Erfassen von Temperaturen in Elektro- und Hybrid-Fahrzeugen entwickelt.

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Verwendete Software

CSM PAK AddOn

CSM PAK AddOn

Logo CSM PAK AddOn

Für die unkomplizierte Integration unserer Messmodule in einen Müller-BBM Messaufbau haben wir das CSM PAK AddOn entwickelt. Mit dieser Software-Erweiterung können Messdaten aus CSM Messmodulen synchron in die PAK Software von Müller-BBM übertragen und dort zusammen mit weiteren Messwerten untersucht werden (erfordert die Option PTP/IEEE1588 für das XCP-Modul).

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Software CSMconfig

Logo CSMconfig

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.

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