Mit dem EA BT 20000 Triple Battery Tester von EA Elektro-Automatik lassen sich bis zu drei Batteriezellen, Module oder Packs gleichzeitig testen.

EA-BT 20000: Batterietester mit Dreifach-Output – Tests von Zellen, Modulen oder Packs mit bis zu 1,92 MW

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Drei Batterien gleichzeitig testen

Die BAM hat das weltweit erste zertifizierte Referenzmaterial für Kathodenmaterial von Lithium-Ionen-Akkus entwickelt.

Das neue Referenzmaterial ermöglicht es, die Zusammensetzung und damit auch die Qualität und Leistungsfähigkeit von Lithium-Akkus zu überprüfen und zu vergleichen.

BAM entwickelt Referenzmaterial für Kathodenmaterial

weisstechnik plant die Markteinführung einer Prüfkammer für Abuse-Tests von Batterien – vom TÜV zertifiziert und patentiert.

Die neu entwickelte Prüfkammer von weisstechnik erfüllt die Anforderung an Abuse-Tests.

Prüfkammer für Batterie-Abuse-Tests

Die Redaktion der HANSER automotive blickt auf den Juni 2023 zurück.

Der Juni zeigte sich fast überall meteorologisch von seiner besten Seite ─ wie hier am oberbayrischen Walchensee. Aber auch die automotive-Branche beeindruckte durch Veranstaltungen, Werkseröffnungen und nicht zuletzt mit neuen Technologien für die Mobilität der Zukunft.

Software / Betriebssysteme / KI

KFZ-Regelsysteme (Motor, Fahrwerk, Komfort, Licht, Getriebe)

Fahrerassistenzsysteme / Automatisiertes Fahren

Brennstoffzellen

Entwicklungs-Tools

Connectivity (Bussysteme, Telekommunikation, 4G / 5G, WLAN)

Was im Juni aus Automotive-Sicht wichtig war

Die in einem Elektroauto enthaltenen On-Board-Ladegeräte müssen im Zuge der Entwicklung umfassend geprüft werden, und zwar auch mit den im normalen Betrieb vorkommenden hohen Spannungen und Strömen.

OEM Supplier

hanser-automotive.de

Umfassende Prüfung von  On-Board-Ladegeräten

Partikelzähler ab Juli 2023 in Deutschland Voraussetzung für Abgasuntersuchung an Euro 6-Dieselfahrzeugen

Mit dem PMU 400 bietet MAHLE ein Partikelmessgerät an, das besonders wartungsarm und genau ist.

MAHLE erhält PTB-Zulassung für Partikelzähler

Die Stertil Group, Teil der Citadel Enterprises mit Sitz in Kootstertille, Niederlande, gibt die Übernahme der Geschäfte der Beissbarth Automotive Testing Solutions GmbH bekannt.

Die neueste Achsmesslösung von Beissbarth, Q.Lign, ermöglicht es Werkstätten, Achsvermessungen, ADAS-Kalibrierungen und Scheinwerfereinstellungen in einem Arbeitsgang durchzuführen.

Stertil Group kauft Beissbarth Automotive Testing Solutions

Ein batteriebetriebenes Messgerät von Gossen Metrawatt ermöglicht eine einfache und sichere Prüfung von AC-Ladepunkten per Tastendruck.

Das batteriebetriebene PROFITEST H+E EASY CHECK ermöglicht auch elektrotechnischen Laien eine automatische Funktionsüberprüfung gemäß DIN EN/IEC 61851–1 (VDE 0122–1) im Lademodus 3 an einer Typ-2-Steckdose oder mit fest installiertem Typ-2-Kabel.

Ladesäulen / Ladekonzepte

Stromversorgung

Einfache Prüfung von AC-Ladepunkten

Die Geräte der HIOKI BT3554-Serie sind tragbare Tester/Diagnose-Tools für Blei-Säure-Batterien, die eine Bewertung der Restlebensdauer der Batterien liefern.

Die Batterietester der Serie HIOKI BT3554 ermöglichen eine Messung von Batteriepolspannung und Batterie-Innenwiderstand.

Diagnose-Tools für Blei-Säure-Batterien

cetecom advanced unterstützt die Automobilindustrie mit der Bereitstellung einer externen Prüfeinrichtung für potentiell gefährliche Tests an Batterien.

Prüfungen mit erhöhtem Gefahrenpotential an großen Batterien finden bei cetecom advanced in einem Hochsicherheitsbunker statt.

Sichere Batterieprüfungen im Hochsicherheitsbunker

MAHLE bringt ein ergänzendes Diagnosegerät auf den Markt, mit dem freie Werkstätten genau wie Vertragswerkstätten komplexe Diagnosen durchführen und direkt Spezialisten kontaktieren können.

Das Diagnosegerät MAHLE RemotePRO ermöglicht die Ferndiagnose von Fahrzeugen mit Zugriff auf die Daten der Originalhersteller.

Umfassende Diagnosemöglichkeiten für freie Werkstätten

Alle Messsysteme der imc CRONOS-Familie lassen sich ab sofort mit einer Modbus-Schnittstelle ausstatten. Diese ermöglicht die nahtlose Integration von Sensoren, Geräten oder anderen Datenquellen, die über Modbus Link kommunizieren.

Die neue Modbus-Schnittstelle für die imc CRONOS-Familie erlaubt eine nahtlose Integration von Dritthersteller-Geräten, Sensoren und Power-Metern.

Modbus-Schnittstelle für Sensoren und mehr

Die Test- und Entwicklungslösung, die in Zusammenarbeit mit Texas Instruments entwickelt wurde, ermöglicht OEMs eine schnellere Entwicklung und Markteinführung von BMS-Prototypen.

Die BMS-Entwicklungsplattform von Texas Instruments (links) und Batteriezellen-Simulator von comemso ergeben eine umfassende Test- und Entwicklungslösung.

Entwicklung moderner Batterie-Managementsysteme

Inbetriebnahme eines Schnellladesystems für E-Fahrzeuge ermöglicht Ladetests von Li-Ionen-Batterien unter verschiedensten klimatischen Bedingungen.

Mit dem neuen Schnellladesystem können im Klimawindkanal von MAHLE Ladevorgänge unter realen Klimabedingungen getestet werden.

Produktentwicklung (F+E)

Klimawindkanal für Elektroautos

Sono Motors hat mit seinem Solar-Elektroauto Sion den ersten Gesamtfahrzeug-Crashtest erfolgreich absolviert. Das Ergebnis entsprach den Erwartungen des Unternehmens: die Solarmodule splitterten nicht.

Sono Motors hat den ersten Gesamtfahrzeug-Crashtest mit dem Solar-Elektroauto Sion erfolgreich durchgeführt.

Crashtest mit Solarmobil

Um die elektrischen Antriebsmotoren in Elektrofahrzeugen effizient steuern zu können, benötigt die Motorsteuerung entsprechende Sensoren, die beispielsweise die Winkelposition und Drehzahl des Motors mit hoher Auflösung erfassen können. Speziell für die Vermessung und Charakterisierung von Drehzahlsensoren hat die Firma ONRAsens einen universellen Prüfstand realisiert.

Speziell für die Vermessung und Charakterisierung von Drehzahlsensoren hat ONRAsens einen universellen Prüfstand realisiert.

Derartige Prüfstände werden beispielsweise benötigt, um das Verhalten von Hall-Sensoren zu untersuchen oder einen Bezug zwischen Geberradmechanik und dem elektrischen Sensorsignal herzustellen. Früher war dieser Zusammenhang bei der Auslegung von Kurbelwellen- und Nockenwellensensoren erforderlich, heute betrifft dies hauptsächlich elektrische Hochleistungsantriebe und Drehmomentsensoren auf Basis von magnetischen Drehzahlsensoren. Mit dem richtigen Ansatz lässt sich diese Messaufgabe mit überschaubarem Aufwand und einem Oszilloskop mit einer speziellen Triggerfunktion erfüllen.

Als Basis für den hier beschriebenen Drehzahlsensorprüfstand wurde ein bereits bestehender Aufbau verwendet. Dieser existiert zwar schon seit rund 50 Jahren, zeichnet sich aber durch eine solide Mechanik aus. Ursprünglich wurde der Prüfstand für die Vermessung von magnetisch-induktiven Drehzahlsensoren an der Kurbelwelle für mechanische Unterbrecherzündungen gebaut und wurde später auch für kontaktlose Zündungen mit AMR- und Hall-Sensoren genutzt. Jahre später fand eine Anpassung des Prüfstands für die Vermessung von Drehzahl- und Drehrichtungssensoren in Automatikgetrieben statt, und um grundlegende Untersuchungen für GMR-Sensoren durchzuführen. Nach der Außerbetriebnahme im industriellen Bereich wurde der Prüfstand in der Forschung an der Hochschule Karlsruhe eingesetzt. Nach einem weiteren Umbau dient der Prüfstand nun bei ONRAsens dazu wichtige Kennwerte und Parameter für neue Drehzahlsensorkonzepte so realitätsnah wie möglich nachzustellen, sowie vielfältige Messungen für die Auslegung durchzuführen.

Der Prüfstand enthält einen DC-Motor mit 2,5 kW Leistung, der über einen Antriebsstrang eine Spindel mit einer mechanischen Universalaufnahme antreibt (Bild 1 und 2). Die Regelung des Motors erfolgt über eine direkte Messung der Drehzahl an der Motorantriebswelle. Auf der Spindel ist das optische Winkelmesssystem mit physikalischen 3600 Inkrementen und Referenzimpuls angebracht. Die Inkremente und der Referenzimpuls werden über RS422 an das Messsystem und ein Oszilloskop übertragen. Ebenso das Ausgangssignal des Prüflings (Sensor-Geberrad-Paarung). Hierbei wurde das System auf schnelle Flankenanstiegs- und Abfallzeiten und sehr geringe Totzeiten optimiert. Zur Messung kann die Drehzahl, die Drehrichtung, die Lage des Prüflings und der Luftspalt eingestellt werden. Der komplette bewegte Aufbau ist durch eine Berstschutzkammer mit Sicherheitsverriegelung geschützt.

Der Prüfstand unterstützt Geberraddurchmesser von bis zu 250 mm sowie einen Frequenzbereich der Geberradverzahnung bis 20 kHz. Durch die Erstellung von Geberrädern mit geeigneter Zahngeometrie und mehr Zähnen auf größerem Durchmesser können sogar Turboladersensoren bis zur maximalen Drehzahl von 300.000 Umdrehungen pro Minute vollständig spezifiziert werden.

Als Messgerät wurde ein Oszilloskop der Serie DLM3000 von Yokogawa ausgewählt, mit dem sich alle notwendigen Messaufgaben durchführen lassen. Der vollständige Messaufbau besteht nur aus: DLM3000, Inkrementgeber mit BNC-Verteiler und Sensorprüfling. Den Ausschlag für diese Entscheidung gab letztendlich die „A nach B“-Triggerfunktion. Diese ermöglicht es, ausgehend von dem Referenzimpuls des Drehgebers auf Kanal A (Flankentrigger), die Triggerung durch die Inkrementsignale auf Kanal B um eine beliebig einstellbare Anzahl von Inkrementen zu verschieben. Somit kann der Trigger, auf Hardwarebasis, auf jedes beliebige Inkrement auf dem Inkrementgeber und somit auf jede beliebige Stelle des Geberrads verschoben werden. Dadurch lässt sich der Trigger sehr nahe an das zu messende Ereignis setzen und somit der Einfluss von Drehzahlschwankungen und anderen Einflüssen auf ein Minimum reduzieren.

Mit dem DLM3000 lässt sich somit beispielsweise eine Flankenjittermessung des Drehzahlsensors durchführen. Mit einer zusätzlichen statistischen Auswertung wird die zeitliche Verteilung des Jitters dargestellt und führt sogar so weit, dass kleine Phasensprünge der Flanken erkannt werden. Die Sprünge können z. B. durch eine Umschaltung eines Verstärkungsfaktors oder eine Änderung einer internen Schaltschwelle im Sensorchip ausgelöst werden. Diese Effekte treten häufig bei großen Luftspalten, Temperaturerhöhungen oder Einflüssen durch Fremdmagnetfelder auf und können beispielsweise zu falschen Einspritz- und Zündzeitpunkten oder falschen Phasenströmen führen. Ohne die direkte Nähe des physikalischen Triggerimpulses würde z. B. eine Drehungleichförmigkeit auf die zeitliche Impulsmessung unvorhersehbaren Einfluss haben, der oft viel größer ist als der real zu messende Effekt.

Die Durchführung einer Flankenjittermessung lässt sich am Beispiel eines magnetischen Differenz-Hall-Sensors mit Back-Bias Magnet und 2-Draht-Stromschnittstelle und mit einem Stahlgeberrad mit ausgestanzten Lücken von 4 mm Länge über den Umfang und 8 mm Höhe erläutern. Die Sensorausgangsspannung wird über einen Serienwiderstand mit 150 Ω abgegriffen und dem Oszilloskop zugeführt (Bild 3). Der Flankenjitter wird als Standardabweichung der Delay-Messung, bezogen auf die Triggerposition zur fallenden Flanke, ermittelt (Bild 4). Mit der „A nach B“ Triggerfunktion wurde das Triggerereignis direkt an das Schaltereignis gesetzt (Bild 5). Als Ergebnis der hier durchgeführten ca. 2000 Einzelmessungen bei einer Drehzahl von 2800 pro Minute und einem Sensorluftspalt von 0,5 mm liefert das Oszilloskop eine Histogramm-Darstellung des Flankenjitters (Bild 6).

Die Vorgehensweise hat gezeigt, dass es möglich ist, hochpräzise Messungen mit einem einfachen und kostengünstigen Aufbau zu verwirklichen. Einfachheit im Messsystem vereint mit guter Abstimmung (Impedanz, Zeitverhalten…) und geeignetem Masse- und Schirmkonzept erhöht die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit bei deutlich reduzierten Kosten und schneller Verfügbarkeit.

Hieraus lassen sich die folgenden Empfehlungen für den Aufbau des Prüfstands ableiten:

<ul><li>Die Mechanik und deren Kinematik ist so auszulegen, dass sich möglichst wenig Einflüsse direkt auf das Messergebnis auswirken.</li><li>Für die wesentlichen mechanischen Messgrößen sollten wenig und geeignete Sensoren an den richtigen Stellen verwendet werden.</li><li>Die Messauswertung sollte möglichst direkt erfolgen und die Ergebnisse aufeinander abgestimmt ermittelt werden.</li><li>Elektrische und mechanische Schnittstellen möglichst minimieren.</li><li>Mechanik, Antrieb, Sensorik und Auswertung mit einem durchgängigen Masse- und Schirmkonzept versehen.</li><li>Den Gesamtaufbau so wählen, dass eine Messfähigkeitsuntersuchung des gesamten Aufbaus möglich ist.</li><li>Kalibrierbare Sensoren und Messsysteme verwenden, die nach Möglichkeit direkt die gesuchte Größe messen.</li></ul>

Nun steht natürlich nicht für jeden Prüfaufbau eine vorhandene Mechanik zur Verfügung und nicht jede Messaufgabe kann direkt mit einem Universalmessgerät erfüllt werden. Werden bei der Neuentwicklung von Prüfaufbauten die beschriebenen Empfehlungen berücksichtigt, lassen sich viele Messprobleme von Anfang an vermeiden. (hh)

<a href="http://www.onrasens.com" target="_blank">www.onrasens.com</a>

Arno Erzberger ist Inhaber der ONRAsens in Amberg.

Yokogawa Deutschland GmbH Niederlassung Herrsching Test- und Messtechnik

https://www.tmi.yokogawa.com/de

ONRAsens  

https://onrasens.com

Ausgabenartikel

Bild 2: Prinzipaufbau des Drehzahlsensorprüfstandes (grün: Prüflinge, orange: Oszilloskop DLM3000 mit Peripherie

Bild 3: Signalverschaltung am Oszilloskop

Bild 4: Prinzipdarstellung der Jittermessung mit der „A nach B“-Triggerfunktion

Bild 5: Messkonfiguration des Oszilloskops

Bild 6: Histogramm der Flankenjittermessung bei 0,5 mm Luftspalt 

Arno Erzberger ist Inhaber der  ONRAsens in Amberg. 

Hauptartikel

Yokogawa | ONRAsens | Mit universellem Prüfstand mit Osziloskop Drehzahlsensoren vermessen und Charakterisieren

Drehzahlsensoren für die Motorsteuerung eines E-Autos prüfen

ausgabe 04/2023

ausgabe 03/2023

ausgabe 02/2023

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