Unter Strom: Neuer Hochvolt-Verbundprüfstand
Die Elektrifizierung der Flotten schreitet voran, und mit der zunehmenden Vielfalt der E-Modelle wächst die Komplexität der verschiedenen Antriebsstränge. Dies erfordert eine neue Generation von Prüfeinrichtungen mit einem bislang unerreichten Leistungs- und Funktionsumfang. Der neue HV-Verbundprüfstand von IAV in Chemnitz/Stollberg ermöglicht, HV-Komponenten einzeln und im Systemverbund in frühen Entwicklungsstadien zu testen.
Einmalig in der Branche
Grundlage der branchenweit einmaligen IAV-Testeinrichtung sind vier leistungsstarke E-Maschinen mit einer Bremsleistung von jeweils 280 kW (dauerhaft, kurzzeitig bis zu 500 kW), ein modulares Fahrzeugenergiesystem (VES) mit bis zu einem Megawatt Leistung sowie ein Batterieklimacontainer und Einrichtungen für den klimatisierten Betrieb der Komponenten zwischen -40 und 150°C Umgebungstemperatur.
Herz des Prüfstands ist die sogenannte HV-DC-Box, das zentrale Bindeglied für den gesamten elektrischen Leistungspfad. Mit ihr lassen sich zweckmäßige Verbindungen der HV-Komponenten prüfen und die Reaktion einzelner Komponenten im HV-Verbund auch auf Störungen oder Fehler analysieren.
Mit dem neuen Prüfstand besteht erstmals die Möglichkeit, Subsysteme schon vor der Integration ins Fahrzeug gründlich zu untersuchen. Dies eröffnet weitreichende Möglichkeiten mit Blick auf frühzeitige Entwicklungsumfänge am Gesamtsystem. Beispielsweise können Systemfunktionstests bis hin zur funktionalen Sicherheit nach der Norm ISO 26262 im gesamten HV-Verbundsystem durchgeführt werden. Neben dem Idealverhalten von Bauteilen und Systemen können auch Abweichungen von der gewünschten Funktionsweise der Prüflinge untersucht werden. Ingenieure erhalten so auch ohne Testläufe mit Versuchsfahrzeugen wertvolle Erkenntnisse zu Reaktionen des HV-Verbundes auf betriebsstörende Einflüsse wie zum Beispiel Kurzschlüsse, Lastabwürfe oder Schwankungen im Versorgungsnetz beim Ladevorgang.
Entwicklungszeit und Kosten senken
Weit bevor ein Fahrzeug die Zulassung erhält, werden so in frühen Entwicklungsstadien auch relevante Sicherheitstests, zum Beispiel im Rahmen von Sicherheits- und Ladefreigaben, absolviert. In Summe lassen sich durch Verbundprüfungen relevante Absicherungen und funktionale Freigaben beschleunigen und die Zeitdauer der Fahrzeugentwicklung sowie betreffende Kosten um bis zu 50 Prozent reduzieren.
Die steigende Komplexität in der Interaktion einzelner HV-Komponenten erfordert zudem eine vollständig automatisierte Ablaufsteuerung. Die hierfür notwendige Automatisierungssoftware namens Afram hat IAV, wie den gesamten Prüfstand auch, selbst entwickelt und qualifiziert.
Der Artikel erschien in der automotion 03/2020, dem Automotive Engineering-Fachmagazin von IAV. Hier können Sie die automotion kostenfrei bestellen.
