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Temperaturmessung in Hochvolt-Batterien
Hochvolt-Batterien nehmen eine zentrale Stellung bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen ein. Das Temperaturmanagement ist für ihre optimale Funktion mit ausschlaggebend, weshalb Temperaturmessungen während der Entwicklung und der Vorserienproduktion unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt werden. Im Folgenden wird gezeigt, wie eine solche Temperaturmessung in der Hochvolt-Batterie realisiert werden kann.
- XCP-Gateway
Zusammenfassung der Daten von CAN und EtherCAT-basierten Messmodulen und Umwandlung in den XCP-o-E Standard - Vector vMeasure
Datenerfassungssoftware und einfache Einbindung von CSM Messtechnik - HV THMM
Erfassung von Temperaturdaten von Thermoelementen Typ K - HV PTMM
Erfassung der Temperaturdaten von PT100 oder PT1000 Sensoren - Temperatursensoren
Je nach Bedarf finden PT-Sensoren oder Thermolemente Verwendung - HV BM 1.2
Einphasige Messung von Strom und Spannung als Referenz für den Belastungszustand der Batterie
Messaufbau für die Erfassung von Temperaturen und weiteren Messgrößen in Hochvolt-Batterien.
Hintergrund
Hochvolt-Batteriezellen erfordern für ihre optimale Funktion die Einhaltung eines bestimmten Temperaturbereiches. Zu niedrige oder zu hohe Temperaturen können weniger Leistung und schnellere Alterung hervorrufen. Um die Batteriezellen im optimalen Temperaturbereich zu halten, besteht das Batterie-Gesamtsystem neben den Batteriezellen auch aus einem Kühl- und Heizsystem und dem Batteriemanagementsystem (BMS) mit dem Fehlermanagement.
Messaufgabe
Temperaturmessungen innerhalb der HV-Batterie für die optimale Auslegung des Kühl- und Heizsystems.
Herausforderung
Die Auslegung des BMS muss unter wechselnden Bedingungen verifiziert werden. Dazu müssen Temperaturmessungen in der Batterie während verschiedener Betriebszustände durchgeführt werden und dies sowohl auf dem Prüfstand, als auch im Fahrbetrieb. Die Messtechnik muss also Hochvolt-sicher und im Prüfstand und Fahrversuch verwendbar sein.
CSM Messtechniklösung
- Durch die Verwendung von hochgenauen und sehr dünnen HV PT Sensoren kann an nahezu jeder Stelle innerhalb der Batterie gemessen werden.
- Alternativ können auch Thermoelement-Temperatursensoren an einem HV TH4 evo verwendet werden.
- Mit speziellen Hochvolt-Sensorkabeln, die durch Verschraubungen in das Batteriesystem geführt werden, und den CSM Hochvolt-Temperatur-Messmodulen HV PT2 wird die Sicherheit gewährleistet.
- Sollen tiefergehende Analysen des thermischen Verhaltens der HV-Batterie durchgeführt werden, eignet sich das HV DTemp Messsystem: Damit können bis zu 512 IC-Temperatur-Sensoren in der Batterie verbaut und mit einer einzigen Zentraleinheit betrieben werden. Mit IC-Sensorik auf Flexprint-Trägerfolie lassen sich die Sensoren genau und reproduzierbar platzieren.
- Ein HV Breakout-Modul (BM) 1.2 misst gleichzeitig den Batteriestrom und die Ausgangsleistung als Referenz für den Belastungsgrad der Batterie.
- Ein XCP-Gateway pro fasst die Daten, die durch CAN und EtherCAT übermittelt werden, zusammen und setzt sie auf XCP-on-Ethernet um. Dadurch wird die Verwendung von gängiger Messdatenerfassungssoftware wie vMeasure ermöglicht.
Vorteile
Neben der gewährleisteten Hochvolt-Sicherheit lässt sich die verwendete CSM-Messtechnik so platzsparend verbauen, dass sie sowohl im Prüfstand als auch im Fahrversuch eingesetzt werden kann. So kann Zeit für anfallende Umbauten eingespart werden. Zudem ist diese Lösung durch die Verwendung eines XCP-Gateway pro leicht durch zusätzliche CAN oder EtherCAT-basierte Messmodule erweiterbar (z. B. parallele Feuchtigkeitsmessung in der Hochvolt-Batterie).
- Hochvolt-sicher
- Verwendung im Prüfstand und Fahrversuch - ohne Umbau
- Erweiterbar mit anderer CSM-Messtechnik
Weitere Informationen
Weiterführende Informationen
Verwendete Produkte
Verwendete Hardware
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.
HV PT Messmodule
Sichere Temperaturmessung mit PT100- und PT1000-Sensoren
Die HV PT Messmodule erlauben hochpräzise Temperaturmessungen mit PT100- und PT1000-Widerstandssensoren im HV-Umfeld.
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 DTemp Messsystem
Digitale Temperaturmessung mit bis zu 512 Messpunkten
Das CSM HV DTemp Messsystem wurde für die positionsgenaue, digitale und damit störsichere Erfassung von bis zu 512 Temperaturmessstellen über eine einzige Kabelverbindung zur HV DTemp-P Zentraleinheit entwickelt.
Das Vector CSM E-Mobility-Messsystem
Das Messsystem für die Entwicklung der Elektromobilität
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.
