Hochvolt Integrations-Prüfstand: Optimiert für BEV Entwicklung

Autoren

M. Ivarson, Dr. P. Ebner, Dr. R. Luz, Dipl.-Ing. (FH) M. Walcher, AVL List GmbH, Graz

Jahr

2020

Druckinfo

Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12, Nr. 813

Zusammenfassung

Die Entwicklung zukünftiger elektrifizierter Antriebssysteme von batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) und Plugin-Hybride (PHEV) erfordert eine erhebliche Anpassung des Entwicklungsprozesses und der Entwicklungsumgebung. Das Testen konventioneller, rein motorischer Antriebssysteme war grundlegend für die Entwicklung konventioneller Fahrzeuge. Die Anforderungen an Fahrzeuge mit elektrifiziertem Antriebsstrang – mit erweiterten Kundenfunktionen – erfordern jedoch eine veränderte Herangehensweise. Eine erhebliche Herausforderung ist die Sicherstellung der Funktion aller HV-Komponenten & Steuergeräte im Zuge der Integration im Fahrzeug.
In dieser Arbeit wird ein Integrationsansatz speziell für batterieelektrische Fahrzeuge auf einem neuartigen Prüfstand für HV-Systeme vorgestellt. Dieses neue System ist prinzipiell auch mit allen anderen Arten von elektrifizierten Antriebssträngen kompatibel.
Die Herausforderungen werden durch signifikante Veränderungen der Komplexität von Fahrzeugen mit elektrifiziertem Antriebsstrang erhöht bzw. verschoben. Bei Elektrofahrzeugen werden die traditionellen Funktionen (z. B. Fahren) einfacher aber die Abhängigkeit des Antriebsstrangs von der Umgebung & Umwelt (z. B. Laden, angeschlossene Antriebsstrangfunktionen, ...) komplexer. Es gibt auch signifikante Änderungen in einigen bereits existierenden Funktionen (z. B. Einschalten).
Diese Aspekte geben zum Anlass, die konventionellen Entwicklungsmethoden und die damit verbundenen Umgebungen zu überprüfen und anzupassen. Eine neue Testumgebung ist unter anderem der Antriebsstrang-Prüfstand, auf dem der komplette Antriebsstrang und alle zugehörigen Steuergeräte mit Radlastmaschinen an Stelle der angetriebenen Rädern getestet werden kann, bevor ein Prototyp-Fahrzeug zur Verfügung steht. Die Erfahrungen in unterschiedlichen Projekten haben gezeigt, dass diese spezielle Umgebung mit dem Fokus auf die Möglichkeit, dynamische Radmomente aufzubringen, nicht für die BEV-Entwicklung optimiert ist. Daher wurde ein neues Konzept entwickelt.
Das neue HV-Integration Prüfstandskonzept nutzt den hohen Anteil an Tests, die keinen Fahrbetrieb für die Verifikation benötigen (d. h. wo kein Drehmoment aufgebracht werden muss) und benötigt damit mehr Restbus- und Umgebungssimulation. Das Konzept ist für Integrationstests optimiert, wobei die Kosten, die Komplexität und die Anforderungen für den Aufbau des Prüfstandes im Vergleich zum konventionelleren Antriebsstrangprüfstand deutlich reduziert sind.