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Verifikation der Hochvolt-Bordnetz-Qualität
Das Hochvolt-Bordnetz in Elektro- und Hybridfahrzeugen wird in allen Entwicklungsstadien validiert und zur Serienfreigabe umfangreich getestet. Für diese Validierungs- und Abnahme-Messungen nach dem Standard ISO 21498-1 und -2 eignen sich vor allem HV Breakout-Module, weil sie direkt in den HV-Leitungen des Bordnetzes eingesetzt werden können.
- HV Breakout-Modul (BM) 1.2
Einphasige Messung an separaten HV- und HV+ Leitungen - Wandler und Verbraucher
Taktende Leistungselektronik ruft Spannungswelligkeiten hervor, die das System schädigen können - HV Breakout-Modul (BM) 1.1
Einphasige Messung in einer HV-Leitung - HV Breakout-Module
Werden direkt in die HV-Leitungen eingesetzt und gewährleisten die Sicherheit - Mobile Messungen
Eine Überprüfung kann nur im Fahrbetrieb die gewünschten Ergebnisse liefern
Hintergrund
Das Hochvolt-Bordnetz in modernen Elektrofahrzeugen verbindet verschiedenste Verbrauchersysteme mit der Hochvolt-Batterie. Angeschlossene Inverter und Wandler rufen in den Hochvolt-DC-Stromkreisen rückwirkende Strom- und Spannungswelligkeiten hervor, welche Schäden an Komponenten hervorrufen können. Aus diesem Grund prüfen und verifizieren Fahrzeughersteller die Hochvolt-Bordnetz-Qualität, um den Betrieb aller Verbraucher mit allen Funktionen über den gesamten Fahrzeug-Lebenszyklus zu gewährleisten. Als Richtlinie dienen dabei eigene Hausnormen und der Standard ISO 21498 (bestehend aus Teil 1 und 2).
Messaufgabe
Präzise Messung von Strom- und Spannungsverläufen im gesamten HV-Bordnetz, um Schäden durch Strom- und Spannungswelligkeiten zu vermeiden.
Herausforderung
Das Verhalten des Hochvolt-Bordnetzes muss im Fahrbetrieb überprüft werden, da kritische Fahrsituationen, wie Bordsteinkollisionen oder Missbrauchsmanöver, im Prüfstand nur unzureichend abgebildet werden können. Außerdem müssen Spannungs- und Stromverläufe besonders schnell und präzise gemessen werden, um auch kurzzeitige Spannungsspitzen zu erfassen. Direkte Effekte der Fahrsituationen lassen sich nur durch eine Echtzeit-Analyse aller Messsignale unter Hinzuziehung der Daten aus dem Steuergerät und mit intelligenten Triggern wirklich auswerten. Dafür müssen auch alle Daten aus allen Quellen zeitsynchron sein. Für die Bewältigung dieser Aufgabe bedarf es also eines perfekt abgestimmten Messsystems aus HV-sicheren und robusten Messmodulen, Steuergeräte-Messtechnik und Software für Messdaten-Erfassung und Echtzeit-Analyse.
CSM Messtechniklösung
- HV Breakout-Module (BM) 1.1, 1.2 oder 3.1
Werden direkt in die HV-Leitungen eingesetzt und erfassen präzise einphasig Strom und Spannung - EtherCAT®
Erlaubt Datenraten von bis zu 1 MHz - XCP-Gateway
Erfasst die Messdaten synchron und setzt sie in das XCP-on-Ethernet Protokoll um - Vector Schnittstelle
Erfasst die Daten aus dem Fahrzeug-Steuergerät - Vector vMeasure / CANape
Die Software erfasst alle Daten synchron und analysiert die Signale in Echzeit. Auch eine online Leistungsberechung ist möglich.
- HV Breakout-Module 1.1, HV Breakout-Module 1.2 oder HV Breakout-Module 3.1 können direkt in die HV-Leitungen des Bordnetzes eingebaut werden und wurden für Hochvolt-sichere Messanwendungen auch unter den rauen Bedingungen eines Fahrversuchs konzipiert. Sie messen Strom und Spannung direkt und berechnen die Momentanleistung online.
- An Prüfständen kann das HV Breakout-Modul 1.2C über PL500 Steckverbinder an die HV-Leitungen angeschlossen werden. Dies erleichtert den Austausch einzelner Prüflinge.
- Alternativ können Spannungen auch mit einem Messmodul HV AD4 XW1000 gemessen werden.
- Die Daten werden über XCP-Gateways an den Messrechner weitergegeben.
- Die Vector Software vMeasure analysiert die Signale in Echtzeit und erfasst zusätzlich die Steuergeräte-Messdaten synchron. Mit dem eMobilityAnalyzer ist eine online Leistungsberechnung möglich.
Vorteile
Die CSM HV Breakout-Module gewährleisten die HV-sichere Messung der benötigten Ströme und Spannungen mit hoher Datenrate und sind robust genug für den Fahrbetrieb. Durch den platzsparenden Einbau kann das System auch im Prüfstand verwendet werden. Die perfekte Abstimmung von CSM Messmodulen und Datenerfassungssoftware von Vector Informatik erlaubt die Analyse der relevanten Messdaten in Echtzeit.
Weitere Informationen
Weiterführende Informationen
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CSM Xplained: Messketten schnell und zuverlässig konfigurieren – Teure und zeitraubende Fehler vermeiden
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CSM Xplained: Wartung von HV-Messtechnik – Kalibrierung und Isolationsprüfung
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CSM Xplained: Erprobung von Brennstoffzellen-Antrieben auf dem Prüfstand und im Fahrversuch
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CSM Xplained: Spannungsmessung in der E-Mobility
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CSM Xplained: Strommessung in der E-Mobility
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CSM Xplained: Das Vector CSM E-Mobility-Messsystem
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CSM Xplained: Autarke Leistungsmessung im Fahrversuch und am Prüfstand
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CSM Xplained: On-Board-Charger und AC-Ladevorgänge testen
Verwendete Produkte
Verwendete Hardware
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.
HV Breakout-Modul 3.1
Dreiphasige Messung von Innenleiterstrom, Spannung und Momentanleistung
Das HV Breakout-Modul (BM) Typ 3.1 eignet sich für die dreiphasige Strom-, Spannungs- und Leistungsmessung an dreiphasigen Ladestationen mit HV-Spannung führenden Kabeln mit Strömen von bis zu ±32 A.
Das Vector CSM E-Mobility-Messsystem
Das Messsystem für die Entwicklung der Elektromobilität
HV AD ECAT Messmodul
Messbereiche bis ±1.000 V und bis 1 MHz Senderate
Das Messmodul HV AD4 XW1000 mit 4 analogen Eingängen wurde speziell für Messungen von Hochspannungen im Hochvolt-Umfeld konzipiert.
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.
HV Breakout-Modul 1.1
Einphasige Messung von Innenleiterstrom und Spannung
Die HV Breakout-Module (BM) vom Typ 1.1 wurden speziell für die sichere und präzise einphasige Messung in einem HV-Spannung führenden Kabel konzipiert. Innenleiterstrom und Spannung werden direkt erfasst und die Momentanleistung online im Modul berechnet.
Verwendete Software
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.
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.
