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Elektrische Teilentladung in Hochvolt-Fahrzeugantrieben aufspüren

25. März 2024 – FEV hat mit PD-HVX („Partial Discharge-High Voltage X“) die weltweit erste Lösung zur Früherkennung und Prävention von Teilentladung in Hochvolt-Fahrzeugantrieben (Electric Drive Unit, EDU) entwickelt. Teilentladung (TE) kann in modernen EDUs Beschädigungen der Isolation verursachen, die im ungünstigsten Fall einen Totalschaden des Fahrzeugs zur Folge haben. FEVs PD-HVX nutzt etablierte Messsysteme mit speziell entwickelten Sensoren, die in EDUs zur qualitativen Messerfassung eingesetzt werden. So können Kunden bereits während des Entwicklungsprozesses Teilentladung identifizieren und entsprechende Gegenmaßnahmen ergreifen.

Teilentladung ist ein lokal auftretender elektrischer Überschlag, der bei Spannungen von mehr als 600 Volt entstehen kann. Ursächlich dafür sind kleinste Defekte oder Inhomogenitäten im Isolationsmaterial oder Verschmutzungen von Oberflächen. Sofern sie innerhalb einer EDU unentdeckt bleibt und wiederholt auftritt, führt TE zu einer fortschreitenden Schädigung der Isolierung und zu einem vorzeitigen Stillstand des Fahrzeugs.

PD-HVX misst mit Hilfe elektromagnetischer Frequenzanalyse, einer der präzisesten und verlässlichsten Messmethoden im Anwendungsbereich elektrischer Antriebe, die elektromagnetischen Felder rund um die zu analysierende Antriebseinheit. Aus den Messergebnissen leitet die innovative Lösung anschließend ab, ob während des Betriebs innerhalb der EDU Teilentladungen entstehen.

„Im Bereich der elektrischen Anlagentechnik und Hochspannungs-Übertragungsnetze ist TE bereits seit langem bekannt, entsprechende Tests sind dort gängige Praxis“, sagt Dr. Michael Stapelbroek, Vice President Electric Powertrain bei FEV. „Im Automobilsektor rückt das Phänomen hingegen erst mit der zunehmenden Verbreitung der 800-Volt-Batterien in den Fokus. Durch unsere langjährige Kompetenz bei der Entwicklung von EDUs können wir unseren Kunden mit PD-HVX bereits heute eine Lösung zum Thema TE anbieten.“

Diese Lösung besteht aus einem ganzheitlichen Servicepaket für Fahrzeughersteller und Zulieferer. Die für den EDU-Betrieb optimierte Messtechnik filtert die antriebsrelevanten Störsignale heraus und erlaubt somit signifikant bessere Messergebnisse der TE. Der Kunde erhält die in den Tests gewonnenen Daten anschließend zur Auswertung und weiteren Interpretation.

FEV verfügt über langjährige Erfahrung bei der Leistungs-, Antriebs- und Steuerungselektronik sowie verschiedenen Bereichen der Sensorik im Fahrzeugbau. Auf Wunsch kann diese Expertise bei der Datenauswertung und der Optimierung des Systems vom Kunden zusätzlich in Anspruch genommen werden.

„Durch die frühzeitige Erkennung von Teilentladung in der EDU können während des Entwicklungsprozesses mögliche Ursachen einer Isolationsschädigung bei der Elektronik beseitigt werden. Zeitliche Verzögerungen durch vorzeitige Fahrzeugausfälle und Zusatzkosten werden dadurch bei der Entwicklung vermieden“, fasst Stapelbroek die Vorteile der Lösung zusammen.

www.fev.com/

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