- Juli 15, 2024
In der schnelllebigen Welt der Kfz-Leistungselektronik ist die Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Leistung eines EV-Wechselrichters einer der wichtigsten Aspekte eines Elektrofahrzeugs (EV).
Die Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) spielt in diesem Prozess eine entscheidende Rolle. Sie stellt sicher, dass ein Wechselrichter in einer zunehmend vernetzten und elektrifizierten Fahrzeuglandschaft einwandfrei funktioniert, ohne von anderen elektrischen Fahrzeugsystemen beeinträchtigt zu werden. Durch die frühzeitige Fokussierung auf EMV-Design und -Tests stellt Punch Powertrain sicher, dass Kundenfahrzeuge die geforderten gesetzlichen Standards erfüllen, optimale Leistung erbringen und die Sicherheit zu erschwinglichen Kosten aufrechterhalten.
Was ist EMV und warum ist die Prüfung von Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge so wichtig?
Heutige Elektrofahrzeugsysteme basieren auf einer wachsenden Anzahl elektronischer Komponenten, was das Risiko elektromagnetischer Störungen (EMI) erhöht.
Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bezieht sich auf die Fähigkeit elektronischer Geräte und Systeme, in ihrer elektromagnetischen Umgebung keine Probleme zu verursachen oder zu erfahren. Durch die Prüfung der EMV zu einem frühen Zeitpunkt im Entwicklungsprozess des Wechselrichters wird sichergestellt, dass der Wechselrichter die Umgebung nicht stört (z. B. andere Motorsteuergeräte, Radios usw.) und dass er gegen EMI immun ist, die von anderer Elektronik im Fahrzeug oder von externen Quellen erzeugt wird.
Jede elektronische Komponente in einem Elektrofahrzeug (EV) erzeugt zwei Arten von elektromagnetischen Störungen (EMI). Die erste Art sind gestrahlte Emissionen, d. h. elektromagnetische Signale, die durch den Raum ausgestrahlt werden. Die zweite Art sind leitungsgebundene Emissionen, d. h. Signale, die über Strom- und Signalleitungen übertragen werden. Das Verständnis der Quellen, Eigenschaften und Ausbreitung dieser Emissionen ist eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung wirksamer EMV-Filter, die Störungen entgegenwirken sollen. Durch die Durchführung gründlicher EMV-Tests zu einem frühen Zeitpunkt in der Entwicklung seines EV-Wechselrichters stellt Punch Powertrain sicher, dass dieser nicht nur die weltweiten EMV-Normen erfüllt, sondern auch auf die spezifischen Kundenanforderungen abgestimmt und optimiert ist.
Zeit- und Kostenersparnis durch interne Tests
“Der Schlüssel zu einem minimalen Zeit- und Kostenaufwand bei der Entwicklung eines erstklassigen Wechselrichters für Elektrofahrzeuge ist ein optimales Design des Wechselrichters sowie eine frühzeitige EMV-Filterung und -Prüfung”, so Benoit Briane, Global Function Leader E-Drive. Er fügte hinzu: “Wir verfügen über umfangreiche Erfahrungen bei der Entwicklung von Wechselrichtern für Elektrofahrzeuge, die nur minimale elektromagnetische Störungen erzeugen. Wir haben auch Erfahrung in der Entwicklung von Leistungselektronik und EMV-Filtern, um den optimalen Kompromiss zwischen EMV-Quellenreduzierung und Filterung zu erreichen. Mit unseren internen Kapazitäten für Simulation und A-Muster-Tests können wir unsere Wechselrichter- und EMV-Filter-Designs in einem sehr frühen Projektstadium verifizieren.”
In einem typischen Szenario entfällt mehr als ein Drittel des Gewichts eines EV-Wechselrichters auf einen EMV-Filter, je nach dem vom Kunden angestrebten Emissionsniveau. Die Kosten, die Größe und das Gewicht eines EV-Wechselrichters können mit einem optimal abgestimmten EMV-Filter drastisch reduziert werden. Unser EV-Wechselrichterdesign zielt darauf ab, die EMV-Emissionen zu reduzieren, wodurch der EMV-Filter größtenteils entlastet wird. Mit fortschrittlicher Mechatronik-Integration und optimiertem EMV-Filterdesign haben wir einen der fortschrittlichsten, kompaktesten und leistungsstärksten 800-V-EV-Wechselrichter entwickelt.
Der zweite wichtige Beitrag zur Reduzierung der Projektzeit und -kosten ist die frühzeitige EMV-Prüfung. Punch Powertrain hat eigene Fähigkeiten zur Simulation der Leistung von EMV-Filtern innerhalb der Wechselrichterumgebung entwickelt. Dies ermöglicht eine Vorabvalidierung des Entwurfs an einem virtuellen Muster zu einem frühen Zeitpunkt des Projekts, wodurch die Anfangskosten gesenkt werden. Dieser Ansatz bietet auch eine größere Robustheit und verkürzt die Validierungszeit von physischen Mustern. Durch die Vermeidung größerer Designänderungen in späteren Phasen des Entwicklungszyklus verhindert dieser Ansatz Verzögerungen, senkt die Kosten und erhält das Vertrauen des Kunden.
Die Ergebnisse der Simulation und der physischen Tests werden korreliert, um die Simulationsleistung und -genauigkeit weiter zu verbessern und die Erfahrungen für nächste Projekte zu nutzen. Der gesamte Prozess und die Vorgehensweise stellen sicher, dass das endgültige Muster des EV-Wechselrichters sowohl die spezifischen EMV-Anforderungen des Kunden als auch die allgemeinen EMV-Normen (CISPR25, …) und die Kundenanforderungen an die Leistung und Qualität des Wechselrichters innerhalb eines engen Projektzeitplans erfüllt.
Schnelllebige Aktualisierungen
Auf die Frage, welche Schritte Punch Powertrain unternimmt, um seine EMV-Prüfungen weiter zu verbessern, antwortete Benoit Briane: “Mit der Einführung neuer elektronischer Systeme, Funktionen und Kommunikationstechnologien in Elektrofahrzeugen werden die EMV-Normen und -Vorschriften regelmäßig aktualisiert, um den sich entwickelnden Herausforderungen gerecht zu werden. Punch Powertrain verfolgt diese Entwicklungen aufmerksam, und wir erweitern und verbessern kontinuierlich unsere EMV-Prüfeinrichtungen, um der Zeit immer einen Schritt voraus zu sein.”
