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Anwendungsfälle
zuverlässig Flotten-Daten aufzeichnen

Echtzeit-Wirkungsgradmessung am elektrischen Antriebsstrang

Elektrische Antriebsstränge müssen während vieler Entwicklungsschritte überprüft und getestet werden. Der Gesamtwirkungsgrad stellt hierbei eine wichtige Größe für die weitere Optimierung dar. Erfahren Sie in diesem Anwendungsbeispiel, wie der Gesamtwirkungsgrad an vollintegrierten elektrischen Antriebssträngen in Echtzeit gemessen wird.

Hintergrund

Hintergrund

Moderne vollintegrierte Antriebsstränge bieten unter anderem durch verringerten Platzbedarf zahlreiche Vorteile. Bei der Instrumenterierung für notwendige Messungen ergeben sich jedoch einige Herausforderungen, da Leitungen zwischen den Komponenten oft nicht mehr zugänglich sind. Aus diesem Grund hat sich der Gesamtwirkungsgrad als relevante Größe für die weitere Optimierung herauskristallisiert, da die Messpunkte für die Erfassung der elektrischen Eingangsleistung und mechanischen Ausgangsleistung zugänglich sind. Anhand von Wirkungsgradkennfeldern können die Auswirkungen von Softwareänderungen, neuen Komponenten und Funktionsentwicklungen auf den Gesamtwirkungsgrad überprüft werden.

Messaufgabe

Synchrone Messung von elektrischer Eingangsleistung und mechanischer Ausgangsleistung zur Bestimmung des Gesamtwirkungsgrades in Echtzeit.

Herausforderung

Herausforderung

Für die Bestimmung des Gesamtwirkungsgrades muss die elektrische Leistung in den Hochvolt-Leitungen zwischen Batterie (-simulator) und Inverter Hochvolt-sicher und mit einer hohen zeitlichen Auflösung gemessen werden. Weiterhin müssen die mechanische Leistung mit Drehzahl-Drehmoment-Sensoren gemessen und die Daten nahe an der Messstelle erfasst werden, um EMV-Störungen zu vermeiden. Darüber hinaus soll die Berechnung des Gesamtwirkungsgrades in Echtzeit erfolgen, um sofort die Auswirkungen von verschiedenen Lastzuständen registrieren zu können.

CSM-Messtechniklösung

CSM-Messtechniklösung

Die Lösung für diese Messaufgabe findet sich im perfekt abgestimmten Vector CSM E-Mobility-Messsystem, das präzise Messmodule und leistungsstarke Software vereint.

  • Ein Hochvolt Breakout-Modul (HV BM) 1.2 erfasst Strom und Spannung zwischen dem Batteriesimulator und dem Inverter mit einer Datenrate von 1 MHz und 100% synchron. Dafür wird die HV BM einfach zwischen die Leitungen eingesetzt.
  • Die Messdaten von Drehzahl-Drehmomentsensoren werden mit einem CNT evo MiniModul erfasst. Aufgrund der kompakten Bauform kann das Modul nahe an der Messstelle verbaut werden und EMV-Störungen, die auf lange Sensorkabel wirken könnten, werden vermieden.
  • Ein XCP-Gateway pro erfasst die Daten der beiden Messmodule und wandelt sie in XCP-on-Ethernet um.
  • Über eine Vector Netzwerk-Schnittstelle VX1000 werden synchron die internen Messgrößen miterfasst und mit den externen Messdaten über das "Precision Time Protocol (PTP)" synchronisiert.
  • Die Berechnung der nötigen Leistungswerte (elektrische Eingangsleistung und mechanische Ausgangsleistung) sowie des Gesamtwirkungsgrades erfolgt in der eMobilityAnalyzer Funktionsbibliothek für Vector vMeasure exp oder CANape. Die internen Messgrößen können hier direkt mit den errechneten Leistungswerten korreliert werden.
Wirkungsgradmessung in E-Mobility-Messsystem
Einordnung der Wirkungsgradmessung in die Systematik des Vector CSM E-Mobility-Messsystems
eMobilityAnalyzer DC-Analyse
Mit der Funktion DC-Analyse in der eMobilityAnalyzer-Funktionsbibliothek wird die elektrische Eingangsleistung in Echtzeit berechnet.
eMobilityAnalyzer Achsenleistung
Die Funktion Achsenleistung errechnet die mechanische Ausgangsleistung in Echtzeit. Anhand beider Leistungswerte kann der Gesamtwirkungsgrad bestimmt werden.
Vorteile

Vorteile

Mit dem Vector CSM E-Mobility-Messsystem kann die Errechnung des Gesamtwirkungsgrades in Echtzeit erfolgen. Durch die robusten und kompakten Messmodule kann die Messung sowohl auf dem Prüfstand, als auch im Fahrversuch erfolgen. Der Messaufbau wird auf wenige Bestandteile verkürzt, wodurch sich die benötigte Zeit für den Messaufbau reduziert und die Qualität der Messung erhöht wird.

Weitehrin erlaubt das Vector CSM E-Mobility-Messsystem eine einfache Einbindung zusätzlicher Messmodule für weitere Messgrößen, z. B. Temperaturen.

Download

Hier finden Sie den vollständigen Anwendungsfall zum Download als PDF.

Verwendete Produkte

Verwendete Hardware

Hochvolt Breakout-Module zu Leistungsmessung

HV Breakout-Module

Strom, Spannung und Leistung direkt messen

Die HV Breakout-Module (BM) wurden speziell für sichere Messanwendungen an HV-Spannung führenden Kabeln konzipiert. Strom und Spannung werden erfasst und die Leistung 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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CNT evo MM-Serie

CNT evo CAN MM-Serie

Einfaches Erfassen digitaler Messgrößen

Das CNT evo ist ein hochpräzises Messmodul für das Messen von Frequenzen, Pulsweiten, inkrementalen Wegmessungen, Drehwinkeln, Positionsmessungen, Ereigniszählungen und Periodenmessungen.

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E-Mobility-Messsystem

Das Vector CSM E-Mobility-Messsystem

Das Messsystem für die Entwicklung der Elektromobilität

E-Mobility: Sicher messen an Hochvolt-Komponenten von Elektro- und Hybrid-Fahrzeugen Die Elektromobilität nimmt weiter Fahrt auf. Verschiedene Energiespeicher, Antriebs- und Ladesysteme weisen den Weg in die elektrische Mobilität. Die Entwicklung von Hochvolt-Batterien, Invertern und Elektromotoren stellt hohe Anforderungen an die Messtechnik, um die richtigen Ergebnisse für die weitere Optimierung zu erhalten. Gemeinsam mit Vector Informatik hat CSM ein Messsystem entwickelt, das keine Wünsche offen lässt.

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Verwendete Software

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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vMeasure exp

vMeasure exp

Komplexe Messtechnikaufgaben sicher lösen

vMeasure exp von Vector Informatik ist die einfach zu bedienende Datenerfassungs-Software für CAN- und EtherCAT®-basierte Messmodule von CSM. vMeasure exp bietet den vollen Umfang an Funktionen, die Sie von einer modernen DAQ-Software erwarten.

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