Größere Reichweite, mehr Komfort

Energieverbrauch und Reichweite sind für den Fahrer eines Elektrofahrzeugs entscheidende Informationen. Weniger Verbrauch bedeutet dabei geringere Kosten sowie eine größere Reichweite und mehr Komfort. Auch Ingenieure in der Fahrzeug-Entwicklung betrachten diese Informationen, jedoch aus einem ganz anderen Blickwinkel: Die höchste Effizienz durch Minimierung der Energieverluste – für einzelne Komponenten, Subsysteme und für das Fahrzeug als Ganzes – ist ihr Ziel.

Wenn Ingenieure den Antriebsstrang testen, betrachten sie mehr als nur den Wirkungsgrad des Motors. Wo genau entstehen die Energieverluste? Während der Einspeisung vom AC-Netz in die Batterie? Bei der Rückwandlung von DC zu AC im Wechselrichter? Oder im Motor direkt, der die elektrische Energie in mechanische Leistung umwandelt? Die Ingenieure versuchen, das Gesamtsystem „Batterie - Wechselrichter – Motor“ zu optimieren. Nicht zuletzt müssen sie prüfen, ob der Motorcontroller, der die Kommunikation zwischen diesen drei Einheiten regelt, korrekt arbeitet.

Die Art und Weise, wie die einzelnen Komponenten zusammenarbeiten, beeinflusst die Effizienz mehr als die reine Leistung. Die Kombination einer leistungsstarken Batterie mit einem effizienten Wechselrichter und einem effizienten Motor garantiert nicht automatisch, dass ein Antriebsstrang so effizient ist, wie er sein könnte.

Die End-to-End E-Mobility Solution von HBK

Die Lösung von HBK für das Testen elektrischer Antriebsstränge nutzt die sogenannte "Cycle Detect"-Technologie, um die Kennfelderstellung 10-fach zu beschleunigen. Durch die Beschleunigung der Messzeit für einzelne Sollwerte auf den Bereich von 0,5 bis 1 Sekunde kann die Erstellung von mehrdimensionalen Effizienzkennfeldern von Wochen auf Tage oder sogar Stunden verkürzt werden. Da die Rohdaten jederzeit zur Verfügung stehen, können die Ingenieure auf frühere Tests zurückgreifen, wenn etwas schiefläuft – ohne die Testreihe erneut durchführen zu müssen.

Hier kommt ein weiterer wichtiger Faktor ins Spiel – die Genauigkeit: Um eine angemessene Messunsicherheit für abgeleitete Werte wie Verlustleistung oder Wirkungsgrad zu erreichen, sind der genaueste Leistungsanalysator und die präzisesten Sensoren gerade gut genug. Betrachten wir einen Wechselrichter mit einer Nennleistung von 500 kW Input und 475 kW Output, was einer Verlustleistung von 25 kW entspricht. Wenn der Messkettenfehler 1 % beträgt, sind die gemessenen Werte +/- 5 kW Input, +/-4,75 kW Output, was eine kumulative Messunsicherheit für Energieverluste von +/-9,75 kW ergibt – die kumulative Messunsicherheit von 39 % ist alles andere als zufriedenstellend. Wenn jedoch der Messkettenfehler 0,1 % beträgt, liegt die kumulative Messunsicherheit für die Verlustleistung bei 3,9 %.

Es liegt auf der Hand: Je genauer die Messgeräte arbeiten, desto zuverlässiger die Testergebnisse und desto aussagekräftiger die Erkenntnisse zur Motorkalibrierung. Der hochpräzise Leistungsanalysator von HBK wird ergänzt durch eine Reihe von Sensoren zur Messung von Spannung, Strom, Drehmoment/Drehzahl mit höchster Genauigkeit und höchsten Sicherheitsstandards. Sie sind speziell für E-Drive-Testsysteme zertifiziert und passen perfekt zur Genesis HighSpeed-Hardware – eine ganzheitliche Lösung sozusagen.

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