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Anwendungsfälle
zuverlässig Flotten-Daten aufzeichnen

HV Strom- und Spannungsmessung in beengten Bauräumen

Im Hochvolt-Bordnetz von Elektrofahrzeugen werden während Testfahrten hochfrequent Ströme und Spannungen gemessen. Der nötige Bauraum für die Installation der nötigen Messtechnik kann durch eng verbaute Komponenten und Kabelschächte sehr begrenzt sein. In diesem Anwendungsbeispiel wird gezeigt, wie Ströme und Spannungen dennoch mit hohen Abtastraten, HV-sicher und geschützt vor Umwelteinflüssen gemessen werden können.

Strom und Spannungsmessung mit HV BM Split
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Hintergrund

Einzelne Komponenten und auch das gesamte HV-Bordnetz von Elektro- und Hybridfahrzeugen werden in Simulationen und auf Prüfständen umfangreich getestet. Im weiteren Verlauf sind jedoch Messungen und Analysen während Testfahrten unabdingbar, um die Entwicklungen unter realen Bedingungen zu verifizieren.

Für präzise und schnelle Messungen von Strömen und Spannungen im HV-Bordnetz haben sich die HV Breakout-Module bewährt: Messungen mit aktiven Messshunts (mit automatischer Temperaturkompensation) direkt in den Leitungen liefern präzise und phasengenaue Messergebnisse. An manchen Messstellen kann der verfügbare Bauraum für die Installation der HV Breakout-Module jedoch zu gering ausfallen.

Messaufgabe

Erfassung von Strom, Spannung und Leistung im HV-Bordnetz während Testfahrten, um Entwicklungsschritte zu verifizieren.

Icon Challenge

Herausforderung

Die Kabel des HV-Bordnetzes werden dort verlegt, wo Platz ist: Eng gepackt zwischen Komponenten oder in Kabelkanälen. Die Messtechnik muss entsprechend kompakt designed und dezentral verwendet werden können, um unter diesen Platzverhältnissen installiert werden zu können.

Die kleine Bauform der Messtechnik sollte dennoch nicht zu Abstrichen bei der Messgenauigkeit führen: Störungen und Phasenversatz sollten vermieden und die Messung direkt im Innenleiter durchgeführt werden. Weiterhin soll mit einer hohen Datenrate gemessen werden, um weitergehende Analysen zu ermöglichen.

Zu guter Letzt muss die Messtechnik natürlich die HV-Sicherheit für Anwender und umliegende Systeme durch geeignete Schutzmaßnahmen gewährleisten.

Icon Solution

CSM Messtechnik-Lösung

Für die sichere und präzise Messung von Strom und Spannung werden HV BM Split Module verwendet. Diese nutzen das gleiche Messprinzip wie die HV Breakout-Module, jedoch sind die drei Hauptkomponenten (Sensormodule und Messmodul) in separaten kleinen und HV-sicheren Gehäusen verbaut. Dadurch können die HV BM Split Module flexibel dort verbaut werden, wo Platz ist.

Messaufbau für die HV Strom- und Spannungsmessung in beengten Bauräumen
  • Mit einem HV SBM_I (HV Split-Breakout-Modul) wird Strom über ein Shunt-Modul gemessen. Dieses Shuntmodul enthält den Messshunt, den Temperatursensor für die Sensordaten und die Sensorelektronik. Die direkte Strommessung im Innenleiter, das gekapselte Gehäuse und das aktive Shuntmoduls erlauben präzise Messergebnisse, da Störeinflüsse externer Felder minimiert werden.
  • Zusätzlich zur Strommessung wird mit dem HV SBM_I auch das Spannungspotential HV- abgegriffen.
  • Der Spannungsabgriff HV+ erfolgt mit einem HV SBM_U.
  • Beide Varianten der HV SBM werden entweder mit Kabelschuhen (über Kabelverschraubungen) oder PowerLok-Stecksystem mit den HV-Leitungen verbunden.
  • Das Messmodul HV SAM 1.1 (HV Split-Acquisition-Modul) erfasst die Strom- und Spannungswerte der HV SBM. Die Spannung wird im Messmodul gemessen. Zudem führt es die Filterung und Temperaturkompensation durch sowie übernimmt die Sensorversorgung. Die Datenausgabe erfolgt simultan über EtherCAT® und CAN.
  • Optional können direkt im Messmodul die Effektivwerte von Strom und Spannung sowie Leistungsdaten online berechnet und über CAN-Bus ausgegeben werden.
  • Ein XCP-Gateway setzt die EtherCAT®-Daten auf XCP-on-Ethernet um und leitet diese an den Messrechner weiter. Sollten mehrere HV SAM zum Einsatz kommen, können diese über das XCP-Gateway per PTP synchronisiert werden.
HV Strom- und Spannungsmessung in beengten Bauräumen in der Systematik des E-Mobility Messsystems
HV Strom- und Spannungsmessung in beengten Bauräumen in der Systematik des Vector CSM E-Mobility-Messsystems
Video HV BM Split Aplication
Video: HV BM Split Module - Application A
Strom- und Spannungsmessung in HV-Leitungen
HV Strom- und Spannungsmessung in HV-Leitungen, die zwischen Komponenten verlegt sind.
Messung in einem Kabelkanal mit HV SBM. Das HV SAM wird außerhalb des beengten Bauraumes installiert
Messung in einem Kabelkanal mit HV SBM. Das HV SAM wird außerhalb des beengten Bauraumes installiert.
Icon Benefits

Vorteile

Durch die Trennung von Sensormodulen und Messmodul können die HV BM Split Module auch an Messstellen verwendet werden, die wenig Platz für die Installation der Messtechnik bieten.

Da die bewährte Technologie der HV Breakout-Module in den HV BM Split Modulen verwendet wird, können präzise Messergebnisse bei der Strom-, Spannung- und Leistungsmessung erzielt werden. Insbesondere die Strommessung über die Shuntmodule direkt im Innenleiter minimiert externe Störeinflüsse und erlaubt genaue Analysen im HV-Bordnetz. Pseudosignale, Hysterese-Effekte, systembedingtes Rauschen, Kennlinienverschiebung oder Offset-Fehler sind bei der CSM Shunt Technologie praktisch nicht vorhanden.

Die Leistungsdaten können zudem direkt im Messmodul errechnet werden. Sollen tiefergehende Analysen durchgeführt werden, bieten sich weitere Komponenten aus dem Vector CSM E-Mobility-Messsystems an. Dies erlaubt zum einen leistungsfähige Analysen in Echtzeit und zum anderen die einfache Einbindung weiterer Messtechnik für die Erfassung zusätzlicher Messgrößen, wie Temperaturen und Daten aus Fahrzeugbussen und Steuergeräten.

Verwendete Produkte

Verwendete Hardware

HV BM Split Module

HV BM Split Module

Messung von Innenleiterstrom und Spannung sowie Leistungsanalyse in beengten Bauräumen

Die HV BM Split Module nutzen die bewährte Technologie der HV Breakout-Module für die schnelle und präzise Messung von Innenleiterstrom, Spannung und Leistung auch unter beengten Platzverhältnissen. Mit den HV BM Split Modulen können Messungen in HV-Leitungen oder auch an Stromschienen durchgeführt werden.

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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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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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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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