1-2018

Qualitätssicherung/Messtechnik
Steuerungskomponenten für 48-V-Mild-Hybridantrieb vollständig inline testen
Leistungselektronik mit hohen Strömen
zuverlässig prüfen
Bild 1: Die neue, kompakt-hybride Antriebsvariante setzt sowohl beim Preis/Leistungs-Verhältnis als auch
bei der Schadstoffeinsparung Maßstäbe (Quelle: Engmatec)
AutorInnen:
Dipl.-Des. Sabine Vormbaum
Marketing Manager bei
Engmatec
Dipl.-Chem. Andreas Zeiff
Redaktionsbüro Stutensee
Engmatec GmbH
www.engmatec.de
Als Alternative zu umweltbelastenden
Verbrennungsmotoren werden
heute gerne Hybridfahrzeuge angeführt.
Sie bilden einen Kompromiss
zwischen umweltfreundlichen, aber
in der Reichweite beschränkten rein
akkubetriebenen Elektro-Autos und
den herkömmlichen Verbrennungsmotoren.
Jedoch sind bestehende
Hybridkonzepte vergleichsweise
aufwändig konstruiert und damit
teuer. Einen neuen Weg geht das
48-V-Mild-Hybridsystem, bei dem
der Anlasser durch einen leistungsfähigeren
E-Motor ersetzt wird. Das
vergleichsweise preiswerte Konzept
lässt sich einfach in bestehende
Antriebskonzepte integrieren,
muss aber in branchenüblichen
Millionenstückzahlen sicher geprüft
werden. Eine durchdachte Prüftechnik
sichert dabei eine hundertprozentige
Qualitätskontrolle der eingesetzten
Leis tungselektronik trotz
Strömen von bis über 350 A.
Neue Fahrzeugkonzepte und
zugehörige Komponenten ziehen
eine ganze Reihe von peripheren
Neuerungen mit sich. Viele Komponenten
im Fahrzeug müssen schon
beim Zulieferer auf Qualität und
Sicherheit geprüft werden. Um die
neuen Module für die Steuerungsund
Leistungselektronik des Mild-
Hybridsystems zuverlässig testen zu
können, entwickelte der Test- und
Prüfexperte Engmatec eine ausgeklügelte
Testeinheit. Bei der Entwicklung
der Prüfvorrichtung waren kreative
Lösungen gefragt, da sowohl
elektronisch wie auch mechanisch
in vielen Bereichen Test-Neuland
zu betreten war.
Prinzip Mild-Hybrid-Antrieb
In der Theorie hören sich alle
Konzepte zum Elektroauto sehr
schlüssig an. Sie sparen CO 2 und
Schadstoffe ein, laufen leise und –
sind sehr teuer. Gerade die Kosten
sind aber der Hauptfaktor, ob eine
Technik sich schnell und massenhaft
durchsetzen kann. Der Kosten-
Nutzen-Effekt war auch für führende
Kfz-Zulieferer und Hersteller der
Anlass, eine preiswerte Übergangslösung
zu entwickeln. Heraus kam
eine kompakte hybride Antriebsvariante
(Bild 1), die sowohl beim
Preis-/Leistungsverhältnis als auch
bei der Schadstoffeinsparung Maßstäbe
setzt.
Statt komplizierter mechanischelektronischer
Einbindung elektrischer
Antriebskomponenten in
den Antriebsstrang setzen Automobilhersteller
auf Bewährtes: Lediglich
der herkömmliche Anlasser
wird durch einen kompakten, aber
leistungsstarken E-Motor ersetzt.
Dieser gibt im Betrieb bis zu 6 kW
und bis zu 60 Nm als Unterstützung
über eine Zahnriemenuntersetzung
an die Schwungscheibe
des Verbrennungsmotors ab. Das
entlastet den Verbrennungsmotor
beim Anfahren und Beschleunigen
und reduziert so den in dieser
Phase besonders hohen Kraftstoffverbrauch
bzw. Schadstoffausstoß.
Den Verbrennungsmotor kann der
Startergenerator in nur 0,2 s anwerfen,
so sind kurze Motorstops beim
Halten möglich.
Seine Energie bezieht der Motor
aus einem zusätzlichen 48-V-Akku.
Dieser wird im Generatorbetrieb
vom Elektromotor aufgeladen. Beim
Bremsen, im sogenannten Rekuperationsmodus,
können dabei kurzzeitig
bis zu 15 kW Bremsleistung
in den Akku eingespeist werden.
Beim Anfahren steht diese Energie
dann wieder zum Beschleunigen
zur Verfügung. Mit dieser Lösung
lassen sich je nach Fahrstil leicht
bis zu zweistelligen Prozentzahlen
Bild 2: Hohe Querschnitte für hohe Ströme (Quelle: shutterstock)
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