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Anwendungsfälle
zuverlässig Flotten-Daten aufzeichnen

Schnelle Erfassung von Spannungs- und Stromverläufen an E-Maschinen

Bei der Entwicklung des elektrischen Antriebsstranges bei Elektrofahrzeugen müssen während der Entwicklung Spannungs- und Stromverläufe an den AC-Phasen der Elektromotoren erfasst und analysiert werden. Dafür eignen sich besonders die HV Breakout-Module, da sie benötigte Werte äußerst schnell, synchron und präzise messen.

Hintergrund

Hintergrund

Die synchrone und schnelle Messung von Strömen und Spannungen in den Anschlussleitungen eines Elektromotors ist die Basis für die genaue Berechnung der elektrischen Leistung oder die Bestimmung des Wirkungsgrades. Aus den Abtastwerten wird die Wirk-, Schein- und Blindleistung mit dem eMobilityAnalyzer berechnet, der in der Software vMeasure exp und CANape von Vector Informatik enthalten ist.

Messaufgabe

Strom- und Spannungsmessung als Ausgangspunkt für Leistungsberechnung.

Herausforderung

Herausforderung

In diesem Beispiel sollen die Spannungen und Ströme jeder Phase einer dreiphasigen Synchronmaschine mit einer Nennleistung von 43 kW gemessen werden. Im Prüfstand werden durch Variationen der Drehzahl und des abgenommenen Drehmoments verschiedene Lastsituationen simuliert. Die hohe Grundfrequenz des Inverters von 24 kHz (41,6 µs) setzt eine eine zeitliche Auflösung der Messwerte im Mikrosekundenbereich voraus, um auch kurze Spannungsimpulse bei geringer Last zu erfassen. Die verwendete Batteriespannung von 480 V erfordert weiterhin besondere Schutzmaßnahmen bei den Messmodulen.

Messdaten der drei Phasen
Strom- und Spannungsverläufe aller drei Phasen (bei 2000 U/min und 37 Nm)
CSM-Messtechniklösung

CSM-Messtechniklösung

  • Für die Strom und Spannungsmessung werden HV Breakout-Module (BM) 1.1 oder 1.2 direkt in die Hochvolt-führenden Leitungen eingesetzt. Die Module erfassen Ströme und Spannungen direkt synchron und berechnen die Momentanleistung bei Bedarf in Echtzeit. Über die EtherCAT-Schnittstelle können die Messdaten mit einer Datenrate bis zu 1 MHz (1 µs) ausgegeben werden.
  • Über ein XCP-Gateway 4S pro, das die Messmodule über das Distributed Clock Verfahren synchronisiert, können die Messdaten leicht an gängige Datenerfassungssoftware, wie vMeasure exp, weitegegeben werden. Das XCP-Gateway 4S pro wandelt die mit EtherCAT erfassten Daten in den gängigen Standard XCP-on-Ethernet um.
Details der Messung
Detailansicht der drei PWM-Spannungsverläufe und drei Leiterströme (bei 2000 U/min und 37 Nm)
Vorteile

Vorteile

Die HV Breakout-Module gewährleisten mit ihrer Hochvolt-sicheren galvanischen Trennung die Sicherheit auch bei großen Spannungen und erfüllen die Anforderung der feinen zeitlichen Auflösung der Messung. Mit der Synchronisation der Messdaten und hohen Messdatenrate können die Strom- und Spannungsverläufe genau untersucht werden. Dadurch können bei der Entwicklung erstellte Modelle mit den tatsächlich gemessenen Werten verglichen und weitere Optimierungen vorgenommen werden.

Bei Verwendung von vMeasure exp können mit dem eMobilityAnalyzer zusätzliche Messgrößen, wie z. B. die Leistung, in Echtzeit analysiert werden.

Strom- und Spannungsmessungen in E-Mobility-Messsystem
Einordnung der Strom- und Spannungsmessung in die Systematik des Vector CSM E-Mobility-Messsystems

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

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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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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

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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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