Neue Hochvolt-Prüfungen für Automobilzulieferer Unter Strom gemessen - AutomobilKONSTRUKTION

Neue Hochvolt-Prüfungen für Automobilzulieferer

Unter Strom gemessen

Die Sicherheitsbox schützt den Prüfer vor einem elektrischen Schlag. Im Fehlerfall wird das Hauptschütz geöffnet und die Spannung zum Prüfling bzw. Versuchsaufbau unterbrochen Bild: Brunel
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Durch die Bündelung der Kompetenzen des in Bochum ansässigen Prüflabors Brunel Car Synergies und des Embedded-System-Spezialisten Brunel Communications in Hildesheim ist ein Entwicklungsdienstleister mit vielfältiger Kompetenz für die Automobilbranche entstanden, der auch in München einen Standort hat. In einem aktuellen Projekt führt die neue Brunel Car Synergies GmbH (BCC) erstmals kombinierte Hochvolt-Tests an Traktionswechselrichtern und Gleichspannungswandlern von Elektrofahrzeugen durch.

Die Autoren: Peter Bolz, Geschäftsführer der Brunel Car Synergies, und Jörg Rothermund, Projektleiter

Das nach DIN EN ISO / IEC 17025 akkreditierte Prüflabor in Bochum ermöglicht durch die rund 90 Prüfanlagen zahlreiche Funktions- und Lebensdaueruntersuchungen an unterschiedlichsten Komponenten und Systemen unter Berücksichtigung der jeweils auftretenden Betriebslasten. Erstmalig wurde das Unternehmen jetzt durch einen großen Elektrokonzern und Automobilzulieferer mit der Durchführung verschiedener Umwelttests unter Hochvolt-Bedingungen an neu entwickelten Traktionswechselrichtern und DC/DC-Wandlern für das Niederspannungs-Bordnetz in Elektrofahrzeugen beauftragt.
Das von August 2015 bis April 2016 geplante Projekt wurde in zwei Abschnitte unterteilt: In der ersten Phase von August bis Mitte Januar wurde der Prüfstand aufgebaut und installiert. In den darauffolgenden Tests wurden Vibrations- und Klimaprüfungen durchgeführt. Zur Umsetzung der Testreihen durch die BCC-Elektroingenieure und -techniker kamen neben einem bereits vorhandenen elektrodynamischen Vibrationstisch mit integrierter Temperatur- und Klimakammer – dem Shaker – ein neues Messsystem zur Überwachung der elektrischen Parameter des Prüflings sowie eine speziell für dieses Projekt erstellte Hochvolt-Stromversorgung zum Einsatz.
Realitätsnahe Simulation
Der Traktionswechselrichter wandelt die Gleichspannung in eine Dreiphasenwechselspannung für den Elektromotor um. Durch Regelkreise im Wechselrichter kann die Motorleistung durch Drehzahl und Drehmoment variiert werden. Auf der Eingangsseite wurden die Prüflinge mit einem speziellen Netzteil bis zu 370 V unter Spannung gesetzt. Auf der Ausgangsseite wurde eine Drossel mit den benötigten elektrischen Parametern verbaut. Zusätzlich konnte mit Hilfe eines Resolvers, welches die Drehzahl des Motors simuliert, ein Elektromotor nachgebildet werden.
Eine große Herausforderung stellten die hohen Sicherheitsauflagen im Umgang mit automobiler Hochvolt-Technik dar. Im Vorfeld der Prüfungen war deshalb auch eine spezielle Schulung der beteiligten Mitarbeiter erforderlich. Zur Durchführung der verschiedenen Prüfreihen wurde die Testumgebung auf dem Vibrationstisch fixiert und durch Frequenzprofile mit veränderbaren Vibrationen von 5 bis 2000 Hz in Schwingung gesetzt. Auf diese Weise konnten die verschiedenen mechanischen Belastungen im Betrieb sowie Extrem-Belastungen durch Schlaglöcher oder Bordsteinkanten exakt simuliert und getestet werden.
Um gleichzeitig das Verhalten bei unterschiedlichen Temperatur- und Feuchteszenarien überprüfen zu können, wurde der Versuchsaufbau zudem mit einer Klimakammer überlagert und verschiedenen Luftfeuchtigkeitsgraden sowie Temperaturprofilen von –40 bis +70 Grad Celsius ausgesetzt. Abschließend wurden die Messdaten ausgewertet und auf ihre Plausibilität geprüft, um die aufgestellten Hypothesen zuverlässig verifizieren zu können. Die Auswertung der Prüfergebnisse bildet nach Projektabschluss eine solide Grundlage, um exakte Aussagen über die Funktion und die zu erwartende Lebensdauer der getesteten Komponenten im späteren Betrieb treffen zu können.
Durch die vor kurzem umgesetzte Bündelung der Kompetenzen von Brunel Car Synergies und dem Entwicklungszentrum Brunel Communications in Hildesheim eröffnen sich für beide Einrichtungen weitere Projektmöglichkeiten und damit neue Marktsegmente.
Brunel Car Synergies GmbH
Tel.: 0234 41710
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