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Anwendungsfälle
zuverlässig Flotten-Daten aufzeichnen

Interoperabilitätstests von On-Board-Chargern mit AC-Ladesäulen

Beim alltäglichen Laden der Fahrzeugbatterien von E-PKWs sind AC-Ladesäulen ein Standard. Damit Elektrofahrzeuge auch für Endverbraucher attraktiv bleiben, muss das AC-Laden unkompliziert weltweit funktionieren. Ein On-Board-Charger (OBC), für die Umwandlung des ladenden Wechselstroms in Gleichstrom, ist daher als Fahrzeug-Komponente unverzichtbar. Fahrzeughersteller validieren deshalb neu entwickelte OBC vor der Serienproduktion mit Interoperabiltätstests. Daneben sind aber auch die Ladesäulen eine Fehlerquelle, die überprüft werden muss, da sie in der Gesamtbetrachtung eine wesentliche Rolle für die Qualität des Ladevorgangs spielen. Mit dem HV Breakout-Modul (HV BM) 3.1 OBC von CSM können diese Ladevorgänge mit Blick auf geltende Normen und landesspezifische Eigenheiten untersucht werden.

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Weltweit testen

Damit neu entwickelte Fahrzeuge international verkauft werden können, müssen entsprechende Tests des AC-Ladens weltweit durchgeführt werden. Während in Europa im Niederspannungsverteilnetz meist ein Dreiphasensystem dominiert, ist in den USA das „Split-Phase-Net“, ein Einphasen-Dreileitersystem, etabliert. Daraus ergibt sich unter anderem eine große Varianz an Steckersystemen, Ladesäulen- und Wallbox-Typen sowie unterschiedlicher Software, die getestet werden muss. Genauso müssen potentielle Rückwirkungen beim Laden des Elektrofahrzeugs ausgeschlossen und die Einhaltung geltender Normen zur Netzqualität bestätigt werden.

Messaufgabe

Weltweite Messung von Strom und Spannung zwischen Ladestationen und Elektrofahrzeugen für die Analyse von Ladevorgängen.

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Messung der Netzqualität

Mit einem einfachen Messaufbau gezeigt, können die notwendigen Messungen während des Ladevorgangs durchgeführt werden. Mit der Vector Software CANape oder vMeasure und der enthaltenen Funktionsbibliothek eMobilityAnalyzer können die notwendigen Analysen und Verifikationen vorgenommen werden, um die Strom- und Spannungsverläufe der Phasen bezüglich Höhe, Kurvenform und Grenzwerten zu untersuchen.

Messaufbau für die Analyse von Ladevorgängen

Erfassung der CP Low-Level-Kommunikation

Das Ladekabel enthält einen zusätzlichen Leiter CP (Control Pilot), über den die Ladesteuerung zwischen Ladestation und Elektrofahrzeug geregelt wird. Für die Low-Level-Kommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation wird eine Pulsweitenmodulation verwendet. Über ein AD4 Messmodul kann dieses Signal gleichzeitig erfasst werden. Alternativ kann in den Messaufbau ein Vector VH5110A „CCS Listener“ eingebaut werden. Damit kann die auf CCS- und NACS-Standards basierende Kommunikation zwischen einer Ladestation (EVSE, Electric Vehicle Supply Equipment) und Elektrofahrzeug (EV) aufgezeichnet werden.

Verlustleistung des Ladezyklus

Testfahrzeuge für die Erprobung der Interoperabilität sind in den meisten Fällen mit eingebauter Messtechnik ausgestattet. Ist beispielsweise ein HV BM 1.2 zwischen OBC und HV-Batterie im Fahrzeug eingebaut, kann während des Ladevorgangs die für die Batterie bereitgestellte Energie gemessen werden. Der Vector eMobilityAnalyzer hat für diese Messung eine vorbereitete Funktion ChargerEfficiency, die in Echtzeit die unterschiedlichen Effizienz-Parameter berechnet:

  • OBC Eingangs- und Ausgangsleistung
  • OBC Wirkungsgrad
  • Durch den OBC gesamt bereitgestellte Energie für die HV-Batterie
  • Gesamtwirkungsgrad
  • Verlustleistung Ladezyklus
Die Analyse von Ladevorgängen in der Systematik des E-Mobility Messsystems
HV BM 3.1 OBC im Fahrzeug verbaut
HV Breakout-Modul 3.1 OBC
HV BM 3.1 OBC im anwendungsspezfischen Messkoffer
Icon Benefits

Ein Modul – viele Anwendungsmöglichkeiten

Das HV BM 3.1 OBC kann flexibel für hochvoltsichere Messungen an den verschiedenen Stellen beim AC-Laden eingesetzt werden. Mit der hohen Abtastrate von bis zu 2 MHz können schnelle Ereignisse wie Ein- und Ausschaltströme oder transiente Spannungsspitzen, die zu Abbrüchen des Ladevorgangs und Funktionsstörungen führen, genau untersucht werden.

Die anwendungsspezifisch konfigurierte Messkofferlösung von CSM mit verbautem HV BM 3.1 OBC ist weltweit bei unterschiedlichen Stromnetzsystemen einsetzbar. In einem kompakten Gehäuse für den Transport und passenden Buchsen für den einfachen Anschluss der Ladekabel finden die zusätzlich benötigten Messmodule und Vector Interfaces Platz.

Verwendete Produkte

Verwendete Hardware

HV Breakout-Modul 3.1 OBC

HV Breakout-Modul 3.1 OBC

Ein- bis dreiphasige Messung von Strom, Spannung und Leistung in Netzspannung führenden Kabeln im weltweiten Einsatz.

Das HV Breakout-Modul (HV BM) 3.1 OBC (On-Board-Charger) eignet sich aufgrund seiner Strommessbereiche insbesondere für Messungen während AC-Ladevorgängen von Elektro- und Hybridfahrzeugen.

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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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Verwendete Software

vMeasure exp

vMeasure

Komplexe Messtechnikaufgaben sicher lösen

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.

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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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