E-CAR-TECH ENTWICKELT FÜR CHRISTIANI

HOCHVOLT SCHULUNGSSYSTEM

 

 

 

 

Mit großem Interesse wurde auf der Automechanika 2016 die Präsentation des gemeinsam mit dem Lehrmittelhersteller Dr. Paul Christiani GmbH entwickelten Hochvolt-, Schulungs- und Trainings-Systems verfolgt. Viele Besucher ließen sich am Messestand das System ausführlich erklären und waren von den praxisorientierten, funktionsfähigen Elektrofahrzeug Modulen sehr beeindruckt.
Durch die offene Bauweise konnten die Zusammenhänge in der elektromobilen Fahrzeugtechnik einzigartig deutlich veranschaulicht werden. Das System überzeugte nicht nur durch die Möglichkeit, über ein iPad eine Vielzahl von Fehlermöglichkeiten aufzuschalten und messtechnisch zu erfassen, sondern auch durch seine offen Schnittstellen die einen tiefen Einblick in das Batterie-Management und die Motorsteuerung zulassen.

 

 

 

 

Wir möchten uns herzlich bei allen Besuchern für die interessanten Gespräche und die vielen Anregungen bedanken.

 

 
 
 
          
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Moderne elektrische Antriebstechnik in Kraftfahrzeugen erfordert eine zusätzliche Qualifizierung des Werkstattpersonals. Aber auch diejenigen, die in der Herstellung und Entwicklung solcher Systeme mit HV-Technik in Berührung kommen, müssen nach der DGUV 200-005 zur „Fachkraft für Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen“ qualifiziert werden. Alle darin geforderten Qualifizierungsstufen lassen sich inhaltlich mit dem neuen Christiani HV-Trainer abbilden. Das Funktionsmodell E-Antriebe und HV-Systeme in Kraftfahrzeugen besteht aus einem Antriebsmodul und einem Steuerungs- und Energieversorgungsmodul. Das HV-System arbeitet mit einer Betriebsspannung von 96 Volt.
 
 
 
 
 
 
 
 
Aufgebaut ist eine komplette Energieversorgungseinheit mit elektronischem Batteriemanagement (BMS), ein integriertes Ladegerät für die HV-Batterie, eine Steuereinheit mit Motormanagement-System, alle erforderlichen Sicherheitskomponenten, Mennekes Ladeanschluss und Service-Disconnect in extra robuster Ausführung. Die HV-Batterie besteht aus 32 LiFePO4 Zellen mit 70 Ah. Das Batteriemanagement verfügt über eine Bluetooth-Schnittstelle. Über eine dazugehörige App (Android) kann der Zustand (Spannung, Temperatur, Ladezustand) jeder einzelnen Batteriezelle dargestellt werden.
 
 
 
 
 
 
 
 
Das Antriebsmodul besteht aus einem kompletten Hinterachs-Antriebsstrang mit Getriebe, 15 kW Asynchron-Maschine, Steuerungsbox mit Controller, DC-DC-Wandler, Sicherungen, Schütze und Steuerungssoftware, Nebenantrieb mit Geschwindigkeitssteuerung zur Darstellung der Rekuperation und einer hydraulischen Bremse zur Lastsimulation (Bergauffahrt).
 
 
 
 
 
 
E-Car-Box:
 
Die E-Car-Box ist das Herzstück des Antriebs. In ihr sind alle wichtigen Komponenten zur Ansteuerung des Motors platzsparend, sicher und EMV-konform eingebaut und nach höchsten Sicherheitsstandards verkabelt. Sie enthält neben dem luftgekühlten Curtis-Controller zur Ansteuerung des Motors auch den Hauptschütz, einen DC-DC-Wandler sowie alle erforderlichen Hoch- und Niederspannungssicherungen.
 
 
 
 
 
 
 
 
Batterie Management System (BMS):
 
Das Batterie-Management-System dient zur Überwachung der im HV-Trainer verbauten Lithium-Eisenphosphat-Batteriezellen und deren Schutz vor Über- und Unterspannung während des Ladevorgangs und während der Fahrt. Dabei kommuniziert die zentrale Steuereinheit via CAN-Schnittstelle mit dem angeschlossenen Ladegerät und dem Motorcontroller. Das Batteriemanagement verfügt über ein Bluetooth-Modul zur Kommunikation zwischen dem BMS und einem Anzeigeinstrument wie Smartphone, Tablet oder einem Bluetooth fähigen Windows-PC. Es sind Apps für Windows Mobile und Android zum Download verfügbar. Mit diesem Modul kann der Ladezustand der Batterien und verschiedene andere Parameter überwacht werden.
 
 
 
 
 
 
 
Fehlerschalter zur Simulation von Fehlern:
 
Das Funktionsmodell verfügt über eine integrierte Fehlerschaltung, mit der sich jeweils 10 Fehler im Energieversorgungsmodul und Antriebsmodul schalten lassen. Die Fehlerschaltung wird mit einer speziell dafür entwickelten App (Android) über Bluetooth mit einem Tablet oder Smartphone gesteuert.
 
Durchführbare Arbeiten am HV-Funktionsmodell:
 
Spannungsfreischaltung mit Service-Disconnect
Spannungsfreiheit feststellen
Gegen Wiedereinschalten sichern
Messen der Zwischenkreis-Kondensator Lade- und Entladekurve
Defekte Batteriezellen messtechnisch lokalisieren
Connector zwischen den Zellen auf Übergangswiderstand prüfen
Funktionsprüfung der Schütze
Prüfen der Sicherheitslinie (Interlockkreis)
Prüfung des Isolationswächters
Lastsimulation (Bergauffahrt) sichtbar und messbar darstellen
Rekuperation sichtbar und messbar darstellen
Programmierung des HV-Controllers mit Handprogrammer oder PC-Interface
 
Messmöglichkeiten:
 
Phasenspannung und Phasensignal (U, V, W) zum E-Motor
12 V Bordnetzspannung
HV-Batteriespannung
Potenzialausgleichsmessung
Isolationswiderstandsmessung
Isolationswächtersignal (PWM-Signal)
Inverter-Zwischenkreisspannung
CP-Signal an der Ladesteckdose (Kommunikation mit Ladestation)
Sicherheitslinie (Interlockkreis und Interlock-Signal-Spannung)
Eingang DC/DC-Wandler (Plus und Minus)
Ausgang DC/DC-Wandler (Plus und Minus)
Temperatur und Spannung einer einzelnen Batteriezelle (über BMS)
Strom-Sensor-Signal
E-Motor Drehzahl- und Temperatur-Sensor-Signal
 
 
 
 
Ladestation „Mobiler Wallbox-Koffer“:
 
 
Sie ist speziell entwickelt als Ladestation für den Schulungsbetrieb und zu Demonstrationszwecken, einsatzbereit für den Innen- und den geschützten Außenbereich.
Das System ist unterteilt in eine FI-Einheit und eine Einheit zur Ladesteuerung. Die jeweiligen Betriebsinformationen jeder Einheit werden auf einem separaten Anzeigeinstrument angezeigt. Die FI-Einheit überwacht die AC- und DC-Fehlerströme sowie die Spannung der einzelnen Phasen und zeigt diese im Display an.
Die Einheit der Ladesteuerung kommuniziert mit dem Fahrzeug auf Basis des Mennekes Typ 2, Mode 3 Standards. Sie steuert die Ver- und Entriegelung des Ladesteckers und den Ladestrom.
 
 
 
 
Im Display werden hierzu angezeigt:
 
Art des verwendeten Ladekabels
Aktueller Ladestrom
Aktueller Kommunikationsstatus zwischen Ladestation und Kfz

 
Hauptmerkmale:
 
Sicher:
 
Integrierter Fehlerstromschutzschalter (FI) Typ B
Automatische Entriegelung bei Stromausfall
Begrenzung des Ladestroms
 
Einfach/Unkompliziert:
 
Plug and Play
Intuitive Bedienung
Leichter Transport im robusten Alu-Koffer
Stauraum für Netz- und Ladekabel im Koffer
 
Flexibel/Effektiv:
 
Eigenstromnutzung (PV, BHKW, etc.)
Schnellladung bis 22 kW
1-phasiges und 3-phasiges Laden
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bilder: Christiani GmbH