Power Hardware in the Loop (HIL)

Ein Beispiel: Durch die HIL-Prüfung können Prototypen wie Traktionswechselrichter in unterschiedlichen Batterie-, Lade- und Fehlersituationen evaluiert werden, ohne Versuche auf Dynamometerprüfständen oder direkt im Fahrzeug durchführen zu müssen. Mit HIL-Systemen können Produkte schneller und kostengünstiger entwickelt werden, da alle relevanten Antriebskomponenten nachgebildet und die Prüfobjekte variabel unter realen Bedingungen getestet werden.

Keyfacts Applikation

Bereich

HIL Simulation für Tests bei Produktentwicklung und Prototyping

Applikation

Emulation der Bedingungen innerhalb des Fahrzeugs und der Auswirkungen auf die Hochspannungskomponenten

Messparameter

0-10 V und 0-20 mA Normsignale für Steuerungsfunktionen

Hauptanforderungen

Die Isolation der Prüfmittel muss für die hohen nominellen und maximalen Systemspannungen ausgelegt sein

Da oft eine schnelle dynamische Steuerung erforderlich ist, muss die Signalübertragung ebenfalls schnell, also möglichst verzögerungsfrei, erfolgen

Um belastbare Testergebnisse zu erhalten, ist eine hohe Präzision erforderlich

Ein Test mit Emulation von Hochspannungskomponenten erfordert auch eine hohe Ausgangstrennung – anders als bei marktüblichen Produkten.

Prüfung von Hochspannungssystemen

Applikationsbeschreibung

Bei der Anwendung von Trennverstärkern in Hochspannungsumgebungen ist es allgemein üblich, die höchste Potentialtrennung eingangsseitig vorzusehen. Der Ausgang wird dann häufig an eine Steuerung mit niedrigen, erdbezogenen Spannungen angeschlossen. Bei der zunehmenden Zahl von Hardware-in-the-Loop (HIL)-Tests im Bereich der Elektromobilität befindet sich die Spannungsquelle heute indes oft an der Ausgangsseite der Konfiguration. Die Prüfsysteme generieren Signale, um im Fahrzeugsystem herrschende Bedingungen und so die Auswirkungen auf die Hochspannungskomponenten nachzubilden.

Anforderung der Applikation

Design und Leistung von HIL-Systemen hängen entscheidend von den Geräten ab, die für die Anforderungen an die Signalübertragung ausgelegt sein müssen und gleichzeitig alle Kanäle durch Potentialtrennung entkoppeln. Die Nachbildung von Komponenten in hochdynamischen Systemen erfordert eine entsprechend schnelle und präzise Signalübertragung.

Warum Knick?
Die Modelle P15000 und A26000 (für bipolare Messungen) von Knick können Signale aus einer emulierten Umgebung auf Erdpotential an Komponenten auf hohem elektrischem Potential sicher übertragen.
Entscheidendes Merkmal dieser Lösung ist die hohe Ausgangstrennung von 1000 V oder mehr. Geringe Abmessungen und Anreihbarkeit ermöglichen platzsparende Systeme. Das Gerät weist eine Einstellzeit T90 von 70 μs, eine Grenzfrequenz von 10 kHz sowie eine Übertragungsgenauigkeit von Ein- zu Ausgang mit einem Verstärkungsfehler von < 0,1 % des Messwerts auf.

Zugehörige Produkte

P15000 Normsignal-Trennverstärker | Eingang und Ausgang 0(4) ... 20 mA oder 0 ... 10 V | Isolation bis 1000 V

Produktnummer:

P15000

A26000 Universal-Trennverstärker | Eingang 0...±20 mA oder 0...±10 V | Strom- und Spannungsmessung

Produktnummer:

A26000

Zugehörige Industrien und Anwendungen

Batteriezyklierer

Während Batterietests werden die Lade- und Entladevorgänge (die Batteriezyklen) kontinuierlich in einer HIL-Konfiguration (Hardware in the Loop) simuliert, die den typischen Nutzungsprofilen während des Betriebs des Elektrofahrzeugs entspricht. Dabei wird eine Reihe von Parametern gemessen, darunter Kapazität, Batteriewirkungsgrad und Selbstentladung.

Elektrische Sicherheit in werksseitigen Prüfzellen

Die im Herstellungsprozess verwendeten Prüfzellen sind häufig durch Schutzumhausungen und Spannungsdetektoren geschützt.

DC-Spannungsmessung für Schnittstellen zwischen Fahrzeug und Ladestation

Für batterieelektrische Nutzfahrzeuge gibt es die Möglichkeit der Schnellladung über Pantografen. Hierfür ist ein Kontakt zwischen einer externen Infrastrukturanlage (mit beweglichem Pantografen) und fest installierten Ladestäben auf dem Fahrzeugdach erforderlich. Ein DC-Dachcontainer enthält Komponenten, die die Ladeverbindung und die entsprechende Spannung überprüfen sowie die Verbindung zu den anderen Bordsystemen herstellen.

Inline-Prüfung von Hochspannungsheizungen (HVH)

Die im Herstellungsprozess verwendeten Prüfzellen sind häufig durch Schutzumhausungen und Spannungsdetektoren geschützt.

Prüfung von Batterie Management Systemen (BMS)

Testsysteme erzeugen Steuerspannungen in einem Batteriemodell, um Temperaturbedingungen für die Batteriemanagementsysteme zu simulieren und das Temperaturmanagement des BMS zu bewerten.

E-Mobilität Broschüre

Überblick über messtechnische Anwendungen und Produktlösungen in der Elektromobilität

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