Elektromobilität

Elektro- und Hybridautos verlangen nach neuen Testlösungen

26.03.15 | Redakteur: Thomas Kuther

Verlangen neue Testlösungen: Elektro- und Hybridautos wie dieser induktiv ladbare Volvo C30
Verlangen neue Testlösungen: Elektro- und Hybridautos wie dieser induktiv ladbare Volvo C30 (Bild: Volvo)

Entwickler von Hybrid- und Elektrofahrzeugen stehen vor dem Problem, dass völlig neue Testlösungen nötig sind. Wir verraten Ihnen, welche Unterstützung geeignete Entwicklungspartner in solchen Fällen bieten.

Die Kfz-Entwicklung hat immer mehr mit Elektroantrieben zu tun. Bevor neue Systeme jedoch auf die Straße gehen, werden sie intensiv im Labor getestet. Dabei wird versucht, möglichst die realen Bedingungen nachzubilden und alle Komponenten höchster Belastung auszusetzen.

Höhere Spannungen und Leistungen sind gefragt

Auf der Suche nach geeigneten Entwicklungspartnern stößt man recht bald auf Schulz-Electronic. Das Unternehmen kennt sich aus mit höheren Spannungen und Leistungen jenseits von 20 kW. Die Baden-Badener stellten sich rechtzeitig auf das Thema „e-mobility“ ein. Da geht es um Stromspeichersysteme, e-Tankstellen und Vehicle-to-Grid.

Im gut sortierten Gerätepool der Stromversorgungsspezialisten finden wir beispielsweise 2Q-DC-Quellen im Leistungsbereich von 20 kVA mit Ausgangsspannungen von einigen hundert Volt, elektronische Lasten, bidirektionale AC-Quellen und auch Batteriesimulations-Software. Hier findet die Automobilindustrie passende Lösungen für ihre neuen Anwendungen. Zu den Kunden gehören namhafte OEMs aus Europa, aber auch die Zulieferer, die in der aktuellen Entwicklungsbewegung ein wichtiges Wörtchen mitreden.

Wie sich Batterien simulieren lassen

Oft geht es darum, Batterien zu simulieren. Dann wird entweder Strom in die Testanordnung eingespeist oder rückgespeiste Energie wieder aufgenommen. Die herkömmliche Lösung besteht aus einer oder mehreren DC-Quellen, die so parametriert werden, dass sie das Batterieverhalten nachbilden und aus elektronischen Lasten, die rückgespeiste Leistung wieder aufnehmen. Wenn man sich aber klar macht, dass bei einem 24-stündigen Testbetrieb je nach Testobjekt so viel rückgespeiste elektrische Energie anfallen kann, wie ein Zwei-Personen-Haushalt in einem ganzen Jahr verbraucht, wird deutlich, wie verantwortungslos es wäre, diese Energiemenge einfach in die Luft zu „blasen“. Eine elegante Lösung bieten daher Lasten mit Rückspeisung ins Stromnetz, denn sie geben die Bremsenergie wieder dorthin, wo sie herkam. Ein Wechselrichter wandelt dazu die anfallende Gleichspannungsenergie wieder in netzkonforme Wechselspannung und koppelt sie synchronisiert ein.

Kompakte Geräte im 4-Quadrantenbetrieb

Die Krönung sind kompakte Geräte, die im 4-Quadrantenbetrieb laufen und schnell vom speisenden in den rückspeisenden Betrieb umschalten. Die TC.GSS-Geräte des Schweizer Herstellers Regatron zeigen hier vorbildliches Verhalten und schaffen bei der Rückspeisung Wirkungsgrade von 91%. Da geht nahezu nichts verloren! Die Energie wird sozusagen nur vorübergehend dem Netz entnommen, für Testzwecke in Gleichspannung gewandelt und als rückgespeiste Bremsenergie wieder dem Netz zurückgegeben. Regatron umschreibt diese Philosophie als GSS: „Grid-tie Source Sink“. Der Automobilentwicklungsdienstleister Rücker aus Wiesbaden hat bei Schulz-Electronic solche Regatron-Kraftwerke mit 4 x 96 kW, 500 V, 240 A und 2 x 64 kW, 500 V, 160 A geordert. Insgesamt stehen den Rücker-Technikern damit mehr als 500 kW zur Verfügung.

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Flexibel dank modularen Gerätekonzeptes

Die Netzanpassung durch Sinus-Wechselrichter und PFC-Funktion ist sehr eng, Störungen des Mess-Equipments sind daher nahezu ausgeschlossen. Das modulare Gerätekonzept erlaubt Parallel-, Serial- und auch Mixed-Mode-Systemkonfigurationen. Die Geräte können innerhalb der Systemgrenzen mit Leistungen von 20 bis 224 kW und Nennspannungen von 400 bis 1200 VDC jederzeit neu konfiguriert werden. Die galvanische Isolation zwischen Netz und DC-Kreis mit einer Prüfspannung von 4500 V sorgt für die nötige Sicherheit. Zusätzlich zum CV/CC-Betrieb stehen auch ‚Constant Power‘ sowie ein digital programmierbarer Ri-Betrieb zur Verfügung. Der echten Dynamik des Fahrbetriebes eines Fahrzeuges wird die hohe Regeldynamik in beiden Quadranten, mit den sehr schnellen Nulldurchgängen, gerecht.

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