Verschiedene E-Motor-Technologien benötigen für die Absicherung leistungsstarke Testsysteme. Dafür sind umfangreiche Simulationen bestehend aus Hard- und Software erforderlich, wie MicroNova im Folgenden zeigt.

OEM Supplier

Elektronik

Messtechnik, Testlösungen, Diagnose

Automotive

Vollständige Simulation  von E-Maschinen

Neben batterieelektrischen Antrieben gewinnt die Brennstoffzellentechnik immer mehr an Bedeutung. AVL verfügt über annähernd 20 Jahre Erfahrung auf diesem Gebiet und unterstützt die Automobilhersteller bei ihren Entwicklungen mit Dienstleistungen sowie einer umfassenden Tool-Kette.

Elektromobilität

Mobilität

Treibstoff für die „Post-Öl“-Ära

Elektrische und autonome Fahrzeuge sind von einer Komplexität, die die Automobilindustrie vor große Herausforderungen stellt. In Folge wird in globalen Teams gearbeitet, woraus sich massive Änderungen bei der Entwicklung und in der eingesetzten Werkzeuglandschaft ergeben. Als Schlüssel für die erfolgreiche Umsetzung erweist sich eine Diagnosefunktionalität, die Rechnergrenzen hinter sich lässt.

Fahrerassistenzsysteme / Automatisiertes Fahren

Diagnose in globalen  Entwicklungsteams

Bereits seit ca. zehn Jahren arbeitet Schulz-Electronic in enger Zusammenarbeit mit OEMs und Zulieferern an der Elektrifizierung des Fahrzeugantriebs. Den Motivationsschub bekommen die Akteure von Pionieren wie Tesla, aber auch von der EU, die mit ihren Vorgaben für den CO2-Flottenausstoß die Hersteller zum Handeln treibt. Unlängst bekamen die Baden-Badener den Entwicklungsauftrag für ein neues Testsystem. Getestet werden sollte ein 48-Volt-Batteriemanagementsystem (BMS) in Kombination mit einem DC/DC-Wandler und unterschiedlichen Verbrauchern.

Entwicklungshilfe  für das 48-Volt-Bordnetz

Die Ingenieure von PolyXperts, der Dienstleistungsparte des Spezialisten für optische Messtechnik Polytec in Waldbronn, hatten schon immer spannende Aufgaben in der Schwingungs- und Geräuschoptimierung sowie der Betriebsfestigkeit zu lösen. Mit dem Thema Elektromobilität wird es im wahrsten Sinne des Wortes „hochspannend“. Was macht die Aufgaben so anspruchsvoll?

Schwingungsmessung  unter Hochspannung

Von Akustik bis Zerbersten, von thermischen Prüfungen bis zu den heiß diskutierten Real-Driving-Emission-Tests: Das Unternehmen M Plan ist auf alle denkbaren Mess- und Prüfszenarien in der Mobilitätsbranche spezialisiert.

Der richtige Ansprechpartner für Messen und Prüfen von Mobilitätslösungen

Neue Techniken wie Elektroantrieb, autonomes Fahren und der Leichtbau erfordern sehr umfangreiche Komponenten- und Systemtests. Die PHOENIX TESTLAB GmbH will mit neuen Test- und Prüfkapazitäten ihre Kunden bei der Erschließung neuer Geschäftsfelder unterstützen, sagt Geschäftsführer Dr.-Ing. Holger Altmaier.

» Perspektivisch mit der  Brennstoffzelle auseinandersetzen «

Im Aftersales Service stehen – häufig weltweite – Service-Netzwerke für Fahrzeuge und Maschinen bereit. Diese verfolgen generell ein Ziel: die Standzeiten und damit die Total Cost of Ownership (TCO) zu reduzieren. Zum Kerngeschäft zählt die schnelle, zielgerichtete Wartung und Reparatur. Dies setzt nicht nur den Einsatz eines effizienten Werkstatttesters voraus, sondern stellt besondere Anforderungen an dessen weltweite Verfügbarkeit und seine Aktualisierbarkeit über ein modernes Backend.

Die Maschine muss laufen!

Aus Gründen der Entwicklungseffizienz fällt dem Informationsmanagement bei modernen Antriebsprüfständen immer höheres Gewicht zu. FEV hat eine durchgängige, integrierte Methodik für die Nutzung von Prüfstandskapazitäten entwickelt, die von der Prüfplanung bis zur Messdatenaufbereitung reicht und die Wirtschaftlichkeit entlang der gesamten Prozesskette weiter steigert.

Effizientes Informationsmanagement im Antriebsprüffeld der FEV

Reichweite, Leistung, Lebensdauer und Sicherheit sind die zentralen Fragen bei Batterien für Elektrofahrzeuge. Mit viel Erfahrung und erprobter Prüftechnik für elektrische Energiespeicher hilft weisstechnik Automobilherstellern, Zulieferern und Prüflaboren, zuverlässige Antworten darauf zu geben. Beispielsweise im FEV-Batterietestzentrum, dem mit 12.000 qm weltweit größten Batterieprüffeld, das aktuell fertiggestellt wird.

Sicheres Battery-Testing  für die Mobilität von morgen

Funktionserweiterungen von Fahrzeugen werden künftig verstärkt durch die Vernetzung mit der Daten-Cloud des Internets der Dinge realisiert. Mit der resultierenden Komplexität steigt auch der Diagnoseaufwand, um Probleme richtig zu analysieren und beheben zu können. Die ServiceXpert Gesellschaft für Service-Informationssysteme mbH zeigt im Folgenden die Herausforderungen und gibt Lösungsansätze.

Erweiterte Diagnose für  „erweiterte Fahrzeuge“

Mit proofDAX, einer „digital twin“ Applikation der Hüngsberg GmbH, kann getestet und verworfen werden – das Produktivsystem bleibt davon unberührt. Das proofDAX System rechnet sich schnell. Es ist ab sofort erhältlich, punktet mit einem überzeugenden Preis-/Leistungsverhältnis und kann unkompliziert und zügig implementiert werden.

Digital Twin Edi Testsystem ProofDAX

Der zunehmende Einsatz von Notbremssystemen soll die Kollisionen mit anderen Fahrzeugen oder „Vulnerable Road User“ (VRU) vermeiden. Dies erfordert neue Testszenarien und -Werkzeuge.

Safety / Security

Neuer Kinder-Dummy für autonome Notbremstests

Die Messung des Wirkungsgrades der elektrischen Antriebsstränge ist eine zentrale Aufgabe bei der Entwicklung. Die Instrumentierung von Prüfständen und Testfahrzeugen mit einer perfekt abgestimmten Werkzeugkette ist dabei elementar. Das Messsystem von CSM und Vector Informatik aus Hochvolt-sicheren Messmodulen, Steuergeräte-Messtechnik und Software zur Echtzeit-Leistungsmessung vereinfacht die Wirkungsgradbestimmung nun erheblich.

Wirkungsgradmessung am Hochvolt-Antriebsstrang

Keysight Technologies will für Lithium-Ionen-Zellen die Dauer der Zellfertigung in etwa halbieren. Schlüssel ist ein neues Messverfahren, das die abschließende Qualitätsprüfung erheblich beschleunigt.

Schneller Zelltest

Dezentrale Komponentenherstellung durch präzise Lichtmesstechnik

Wohlfühlwelten im Auto entstehen dann, wenn die Farbgebung der Displays und Bedienelemente im Innenraum Ton-in-Ton ist und sämtliche wichtigen Informationen leicht erfasst werden können. Dazu müssen optische Parameter wie Leuchtdichte, Farbhomogenität, Mura- oder Pixel-Defekte schon in der Produktionslinie genau überprüft werden. In einer dezentralen Komponentenfertigung ist das nur mit hochpräziser Lichtmesstechnik in der kompletten Lieferkette möglich, wie Instrument Systems im Folgenden zeigt.

Die Kombination von unterschiedlichen optischen Elementen kann im Interieur eines Fahrzeugs zu Irritationen führen, wenn deren Farben nicht präzise aufeinander abgestimmt sind. Selbst Farben, die nur leicht, aber dennoch erkennbar, voneinander abweichen, wirken unruhig und Passagiere empfinden diese als störend. Je mehr leuchtende und bildgebende Komponenten insgesamt vorhanden sind, desto größer ist das Risiko für ein abweichendes und unharmonisches Element.

In der Regel stellen unterschiedliche Zulieferer die verschiedenen Bauelemente her. Für eine objektive und absolute Prüfung der optischen Parameter wie Farbe und Helligkeit ist daher an jedem Produktionsstandort sehr spezifische Lichtmesstechnik erforderlich, die hochvergleichbare und metrologisch rückführbare Messergebnisse garantiert. Für 2D-Displays sind zusätzlich eine bildgebende, räumlich aufgelöste Analyse sowie die Beurteilung weiterer Aspekte wie zum Beispiel der Homogenität notwendig. Dies erhöht die Komplexität der notwendigen Prüfprozesse und damit die Ansprüche an das Messequipment.

Qualitätsanforderungen an die Zulieferer

Im Rahmen der German Automotive OEM Working Group legen die Automobilhersteller strenge Qualitätsmaßstäbe für die optischen Eigenschaften von LC-Displays fest. Für einen End-of-Line-Test (EOL-Test) ist deshalb eine umfangreiche Untersuchung zum Beispiel der Gleichmäßigkeit von Weiß-Schwarz-Bildern oder zur Erkennung von Dot-Defekten erforderlich. Verwendete Lichtmessgeräte sollten mithilfe von Kalibrierstandards justiert und somit rückführbar sein. Das garantiert, dass Abweichungen in den Messwerten nur noch durch die Messunsicherheit des verwendeten Messinstruments entstehen. Je hochwertiger dieses ist, desto kleiner ist sein Fehlerbudget und umso besser ist die Übereinstimmung von wiederholten oder dezentralen Messungen.

Die vollständige Überprüfung von Displays setzt 2D-Lichtmesstechnik voraus. Filterbasierte Leuchtdichte- und Farbmesskameras ermöglichen eine räumliche Auflösung der Messung und können bei Bedarf auf Subpixel-Niveau analysieren. Eine genaue Farbauswertung erfolgt über spektrale Messungen, die die Intensität des Lichts in Abhängigkeit zur Wellenlänge charakterisieren und detaillierte Informationen darüber geben, welche Farben das Display anzeigt.

Weder die Umsetzung mit einem Spektrometer noch mit einem filterbasierten Colorimeter kann jedoch alle Anforderungen der OEM Working Group erfüllen. Spektrometer bestimmen den Farbort mit einer hervorragenden Genauigkeit und deutlich besser als zum Beispiel filterbasierte Farbmessgeräte. Ihre Ergebnisse sind aber für einen begrenzten Spot ermittelt und deshalb nicht geeignet für eine 2D-Flächenanalyse. Ein bildgebendes (Filterrad-)Colorimeter kann Leuchtdichte und Farbort in 2D vermessen, ist aber deutlich langsamer im Vergleich zum Spektrometer, weil die verschiedenfarbigen Filter der Kamera nacheinander messen.

Das optimale System, das alle Anforderungen bezüglich Geschwindigkeit und Genauigkeit erfüllt, ist die Kombination von einer Leuchtdichte- und Farbmesskamera mit einem Spektrometer. Das Spektrometer liefert präzise Daten für einen Spot, der sich als Referenz für die Farbmesskamera nutzen lässt. Als Ergebnis liefert die Messung Daten mit spektralradiometrischer Genauigkeit für das gesamte 2D-Bild. Das kombinierte System besitzt eine schnelle Taktzeit und kann das gesamte Bild in unter einer Sekunde aufnehmen. Damit erreicht es die im Automotive-Bereich typische Anforderung, mehrere Dutzend Bilder inklusive ihrer Auswertung in wenigen Sekunden anzufertigen.

Speziell für die hohen Ansprüche in der EOL-Prüfung hat Instrument Systems das Lumi-Top-System entwickelt. Es kombiniert eine RGB-Kamera und eine schnelle Photodiode mit einem High-End-Spektralradiometer. Mittels der Photodiode lassen sich auch Flicker-Effekte nach JEITA-Standard untersuchen und bestimmen. Die Drei-in-Eins-Lösung des Lumi-Top-Prinzips bietet in der Produktionslinie eine schnelle, rückführbare und robuste Messlösung.

Für eine automatisierte Umsetzung sind in der Regel weitere Steuerelemente in eine EOL-Prüfstation zu integrieren. Diese steuern die Displayanzeige und -justierung und rufen die notwendigen Bilder ab. Idealerweise besitzen die Komponenten der Prüfstation jeweils ein Software-Development-Kit (SDK) mit Treiber für alle wichtigen Funktionen des Systems. Dies vereinfacht die Integration in das Handlersystem und gewährleistet einen reibungslosen Testablauf.

Eine standardisierte Auswertung der OEM-Spezifikationen mithilfe vorkonfigurierter Analyse-Tools erleichtert die schnelle Beurteilung nach Pass-/Fail-Kriterien. Sämtliche Softwaremodule sollten mit den OEM-Spezifikationen konform sein, um zu garantieren, dass Ergebnisse aus unterschiedlichen Quellen beziehungsweise Messungen die gleiche Qualität liefern.

Instrument Systems Optische Messtechnik GmbH

<a href="http://www.instrumentsystems.com">http://www.instrumentsystems.com</a>

Instrument Systems Optische Messtechnik GmbH 

https://www.instrumentsystems.de

Ausgabenartikel

Dr. Cameron Hughes ist Produktmanager bei Instrument Systems in München.

Das Lumi-Top-Prinzip der Drei-in-Eins-Lösung (Farbkamera, Spektrometer und Photometer) ermöglicht EOL-Untersuchungen mit hoher Genauigkeit, schnellen Messungen und robuster Operation.

Black Mura – Ungleichmäßigkeiten in der Helligkeit eines LCD sind mit einer Falschfarbdarstellung der Leuchtdichte leicht erkennbar.

InstrumentSystem

ausgabe 03/2021

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