Die Elektrifizierung macht vor dem Markt für Off-Highway- und Nutzfahrzeuge nicht halt. Mit HAWE Hydraulik finden diese einen Systempartner, der das komplette Know-how für Hydraulik und Elektrifizierung aus einer Hand anbietet.

Speziell für den Einsatz in Off-Highway Arbeitsmaschinen konzipiert sind die Lithium-Ionen Batteriepacks von HAWE Mattro – geeignet für den Antrieb der Arbeitshydraulik und der Traktionsbatterie. 

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Mit vollelektrischen Nutzfahrzeugen Maßstäbe setzen

Eine der Herausforderungen bei E-Fahrzeugen ist das Batteriegewicht. Analog Devices geht dabei mit einem drahtlosen Batteriemanagement-System neue Wege.

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Lotus setzt bei E-Fahrzeugen auf drahtloses Batteriemanagement | Batteriegewicht senken für leistungsstarke Elektrofahrzeuge | ➤ Jetzt Fachartikel lesen!

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Die Zukunft leistungsstarker Elektroautos im Blick

Leichte Einbett- und Vergussmassen bieten zahlreiche Vorteile für Batteriepacks in E-Fahrzeugen. Erfahren Sie mehr im kostenfreien Onlineseminar!

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Onlineseminar: Leichtbau & Wärmemanagement für Batteriepacks

Bayreuther Ingenieure haben einen neuen Weg zur Analyse des Batteriezustands gefunden, der einfach zeigt, ob eine Batterie komplett ersetzt werden muss oder nur eine der enthaltenen Batteriezellen zu ersetzen.

Tom Ruether (r.) und Gregor Ohnemüller arbeiten an der Refabrikation von Akkupacks.

Batteriezustand von einzelnen Zellen in Akkupacks analysieren

Um den Zustand von Batteriezellen präziser und ohne Laboraufwand bestimmen zu können, wurde am Fraunhofer IFAM in Bremen die Bestimmung des Wechselstromwiderstands innerhalb der Batterie mittels dynamischer Impedanzspektroskopie weiterentwickelt.

Durch Messung der sog. dynamischen Impedanz der Batteriezellen lässt sich deren Zustand während des Ladevorgangs direkt bestimmen.

Messtechnik, Testlösungen, Diagnose

Mit neuen Messmethoden zu höherer Lebensdauer von Batteriezellen

Die Station La Maxe, die größte Drive-through-Station von Fastned, befindet sich in der Nähe von Metz in Frankreich an der A 31

 Die Station La Maxe ist die größte, die Fastned bisher gebaut hat. Ihr Drive-through-Design ermöglicht sicheres und einfaches Parken unter dem typischen gelben Vordach, das mit Solarzellen bedeckt ist.

Fastned eröffnet bisher seine größte Ladestation

Die Compleo Charging Solutions AG hat mit der E.ON SE eine Absichtserklärung über den Erwerb von 100 Prozent der Anteile an der innogy eMobility Solutions GmbH geschlossen.

Die Compleo Charging Solutions AG ist ein führender Anbieter von Ladelösungen für Elektrofahrzeuge

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Compleo verhandelt Übernahme der innogy eMobility Solutions GmbH

Die Übernahme im Wert von 250 Mio. EUR soll die Führungsposition von ChargePoint in der Branche stärken und die Entwicklungen der E-Mobilität in ganz Europa beschleunigen.

ChargePoint gab am 20.7.2021 die Unterzeichnung einer Übernahmevereinbarung von has·to·be bekannt, einem führenden Elektromobilitätssoftwareanbieter in Europa.

ChargePoint kündigt Übernahme des Softwareanbieters has·to·be an

ROHM kündigt mit seiner RGWxx65C Serie Hybrid-IGBTs mit einer integrierten 650-V-SiC-Schottky-Barrierediode an.

Die neuen Hybrid-IGBTs mit einer integrierten 650-V-SiC-Schottky-Barrierediode sind für Nennströme von 30 A, 40 A und 50 A ausgelegt und gemäß dem Automotive-Zuverlässigkeitsstandard AEC-Q101 qualifiziert.

ROHM bietet neue Hybrid-IGBTs mit integrierter SiC-Diode

ZF-Vorstandsmitglied Wilhelm Rehm übernimmt die weltweite Leitung der neuen Division Commercial Vehicle Solutions.

ZF-Vorstandsmitglied Wilhelm Rehm leitet mit Wirkung zum 1. Januar 2022 den neuen Unternehmensbereich Commercial Vehicle Solutions.

Fahrerassistenzsysteme / Automatisiertes Fahren

Neue Nutzfahrzeug-Division von ZF startet planmäßig zum Jahresbeginn 2022

AVL List GmbH (“AVL”) with its headquarters in Graz, is one of the world’s leading mobility technology companies for development, simulation and testing in the automotive industry, and in other sectors

AVL LIST GmbH  

https://www.avl.com

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Die Zuverlässigkeit von elektrischen Fahrzeug-Baugruppen wird mit den Prüfvorschriften LV 124 / LV 148 gewährleistet. Kennen Sie passende Messtechnik?

Kfz-Leuchten, Beleuchtung

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LV 124 / 148 Prüfung mit dem Transienten-Rekorder

Schnellladegeräte des Typs Modus 4 sollen den Umstieg auf Elektrofahrzeuge beschleunigen. Bei ihrer komplexen Konstruktion nehmen Relais eine Schlüsselrolle ein.

Relais für den Einsatz in Schnellladegeräten des Typs Modus 4

Die Lücke schließen

Ab 2020 dürfen neu zugelassene Fahrzeuge in der EU einen Grenzwert von 95 Gramm CO2 pro Kilometer nicht überschreiten. Um die festgelegten Grenzwerte erreichen zu können, müssen die Fahrzeuge zwingend elektrifiziert werden.

48-Volt-High-Power-E-Maschine von Continental mit einer Spitzenleistung von 30 kW.

Messe IAA

Mehr Leistung für  sauberes Fahren

Der Automobilzulieferer aus Herzogenauracht gewinnt zwei große Serienaufträge für E-Motoren und Hybridmodule für Lkw.

Der E-Motor für Lkw liefert eine maximale Dauerleistung von 180 kW und ein maximales Drehmoment von 950 Nm.

Schaeffler elektrifiziert Nutzfahrzeuge

Hohe Spannungen und Ströme im HV-Bordnetz

Leistungsmessung an elektrifizierten Baumaschinen

Elektrische Baumaschinen und mobilen Arbeitsgeräten haben Vorteile: Kostenvorteile durch günstigere Produktion von HV-Batterien, weniger Wartungsaufwand an Antriebssträngen und bessere Nutzungsmöglichkeiten.

Die Elektrifizierung von Baumaschinen und mobilen Arbeitsgeräten schreitet voran. Getrieben von höheren Auflagen für die Abgaswerte bietet die Entwicklung neuer Antriebskonzepte auch Vorteile für die Nutzer: Kostenvorteile durch kleiner werdende Produktionskosten von HV-Batterien, geringerer Wartungsaufwand an elektrifizierten Antriebssträngen und verbesserte Nutzungsmöglichkeiten.

Für die Entwicklung elektrifizierter Maschinen ergeben sich neue Herausforderungen: Höhere Spannungen und Ströme im HV-Bordnetz, unterschiedliche Bordnetze nebeneinander sowie unterschiedliche Grade der Elektrifizierung. Damit einhergehend finden sich neue Komponenten im elektrischen Antriebsstrang (HV-Batterien, Inverter, Elektromotoren) und mehr notwendige Steuergeräten. Auch die Messtechnik muss sich diesen neuen Gegebenheiten anpassen. Dafür haben Vector Informatik und CSM ihre Kompetenzen für Messtechnik Hard- und Software in einem abgestimmten Messsystem gebündelt, das die synchrone Erfassung vieler und verschiedener Messgrößen sowie die Analyse in Echtzeit ermöglicht.

Leistungsanalysen im elektrischen Antriebsstrang dienen der Validierung der einzelnen Komponenten sowie der Beurteilung der Effizienz, um die Leistungsfähigkeit und Einsatzzeit (einem kritischen Punkt bei der Nutzung elektrifizierter Maschinen) zu erhöhen. Für die Erfassung von Strom und Spannung werden je nach anliegender Spannung geeignete Messgeräte in die Leitungen eingesetzt. Im HV-Bordnetz kommen HV-Breakout-Module zum Einsatz. Diese sind in verschiedenen Varianten für ein- und dreiphasige Messungen verfügbar und liefern durch die direkte Messung in den HV-Leitungen präzise Messergebnisse, weil mögliche Störeinflüsse vermieden werden. In besonders engen Bauräumen werden die HV BM Split Module verwendet, die die Bestandteile der HV-Breakout-Module in drei einzelnen Gehäusen beinhalten. Für die Strommessung in 24-V- und 48-V-Bordnetzen werden bekannte Verfahren – Mess-Shunts, LEM-Sensoren oder Stromzangen – verwendet und an CSM Messmodule angeschlossen.

Alle Messmodule werden über EtherCAT oder CAN miteinander verbunden und über XCP-Gateways angeschlossen. Diese Gateways synchronisieren die EtherCAT-Daten besser als 1 µs und bündeln die CAN-Daten. Alle Daten werden auf XCP-on-Ethernet umgesetzt und an den Messrechner weitergegeben. Mit der Funktionsbibliothek eMobilityAnalyzer für die Vector Software vMeasure exp oder CANape werden alle gewünschten Analysen wie Wirkungsgrad, Effektivleistung oder Welligkeiten in Echtzeit durchgeführt.

Die Messung des Wirkungsgrades einzelner Komponenten – E-Motor, Inverter, DC/DC Wandler usw.– ist besonders wichtig, denn sie kommen meist von unterschiedlichen Herstellern. Mit dem eMobilityAnalyzer wird der Wirkungsgrad beispielsweise eines Inverters mit einem einfachen Klick analysiert. Aber erst die Messung des Gesamtwirkungsgrades zum Beispiel des Antriebsstrangs zeigt, ob die Abstimmung des Gesamtsystems die geplante Performance zeigt.

Neben Leistungsanalysen kann mit einem solchen Messaufbau auch die Qualität des HV-Bordnetzes validiert werden. Insbesondere bei performanten Systemen, zum Beispiel mit mehreren Elektromotoren, ist eine umfangreiche Analyse des Bordnetzes notwendig, denn die hochfrequent schaltenden Inverter verursachen rückwirkend eine Strom- und Spannungswelligkeit in den HV-DC-Stromkreisen sowie hohe Schirmströme. Die Ripple-Analyse wird ebenfalls mit den eingesetzten HV- Breakout-Modulen und dem eMobilityAnalyzer durchgeführt. Für die Messung und Beurteilung von Schirmströmen kommt eine besondere Version der HV-Breakout-Module zum Einsatz.

Temperaturen spielen für den reibungslosen Betrieb aller Systeme eine wichtige Rolle. Ihre Messung zeigt, ob die Kühlung der Leistungselektronik, der Motoren oder der HV-Batterie zuverlässig arbeitet zum Beispiel auch unter Volllast. Für die HV-Batterien ist die Temperaturmessung besonders wichtig, weil sie nur in einem idealen Temperaturfenster zuverlässig arbeiten. Sollen Temperaturen während des Betriebes gemessen werden, werden einfach HV-sichere Temperaturmessmodule in die Messkette über CAN eingebunden. Diese Messmodule ermöglichen in Verbindung mit HV-sicheren Sensorkabeln die einfache und sichere Verwendung von bekannten PT-Sensoren oder Thermoelementen. Ähnlich verhält es sich, wenn Drücke im Hydrauliksystem oder Kräfte in Auslegern gemessen werden sollen: Die nötigen Messmodule werden einfach über EtherCAT oder CAN in die Messkette eingebunden und die gewonnenen Messdaten können gemeinsam mit anderen Größen ausgewertet und korreliert werden.

Neue Lösungen wie die Digitalhydraulik bedingen eine erhöhte Anzahl an Steuergeräten, deren Daten mit gemessenen Daten abgeglichen werden müssen, um die optimalen Einstellungen vornehmen zu können. Daten aus ECUs und Bussen können mit Schnittstellen von Vector Informatik erfasst und synchronisiert in die Analyse mit einbezogen werden. Zudem können Steuergeräte kalibriert werden, um unterschiedliche Einstellungen direkt zu testen.

Mit den Bestandteilen aus dem Vector CSM E-Mobility-Messsystem lassen sich Analysen in Echtzeit durchführen. Die HV-sichere Messtechnik erlaubt einfache und sichere Messungen in den neuen Bestandteilen des HV-Bordnetzes verschiedener Antriebsstrangkonzepte. Zudem können aus NV-Anwendungen bekannte Sensoren verwendet werden. Aufgrund des kompakten Hardware-Designs kann diese nahe an der Messstelle verbaut werden, wodurch lange und störanfällige Sensorkabel vermieden werden. Zudem kann der Messaufbau auf dem Prüfstand und im Fahrversuch verwendet werden, wodurch sich Ergebnisse vergleichen lassen und man Zeit und Kosten spart.

Seit über 35 Jahren ist CSM zuverlässiger Partner für dezentrale und robuste Messtechnik in der Fahrzeugentwicklung – auf Prüfständen und im Fahrversuch.

CSM GmbH Computer-Systeme-Messtechnik 

https://www.csm.de

Ausgabenartikel

Systematik des Vector CSM E-Mobility-Messsystems. Dank einheitlicher Protokolle und abgestimmter Schnittstellen können alle Komponenten für die Erfassung von Messgrößen mit Messmodulen, aus Steuergeräten und Fahrzeug-Bussen einfach in einem Messaufbau kombiniert werden. Dies erlaubt flexible Anpassungen für die jeweilige Messaufgabe.

Strom- und Spannungsmessung im HV-Bordnetz: HV Breakout-Module 1.2 (einphasige Messung) messen zwischen HV-Batterie und Inverter. Ströme und Spannungen werden zwischen Inverter und Elektromotoren dreiphasig mit HV Breakout-Modulen 3.3 gemessen. 

Autor: Johann Mathä ist Manager E-Mobility bei CSM.

Leistungsmessung im HV-Bordnetz von elektrifizierten Baumaschinen

Elektrostapler

ausgabe 01/2023

ausgabe 06/2022

ausgabe 05/2022

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