Entwicklung eines EMV-Mess- und Prüfverfahren für Hochvoltelektroniksysteme von Elektrofahrzeugen

Begrenzte Vorräte fossiler Energieträger und der voranschreitende Klimawandel zwingen zum Umdenken, wie zukünftig die Mobilität unserer Gesellschaft umweltfreundlich und ressourcenschonend realisiert werden kann. Die Bundesregierung hat daher im August 2009 den Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität verabschiedet, um nachhaltig die zukünftige Mobilität unserer Gesellschaft zu realisieren.

Innerhalb des Entwicklungsschwerpunktes Fahrzeugtechnik ist der Aspekt der Sicherstellung der Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) von großer Bedeutung. Auf Grund von schnellen Schaltvorgängen erzeugen die neuen elektronischen Hochvoltkomponenten des Traktionssystems wie leistungselektronische Umrichter und DC-DC-Wandler Störungen, die in dieser Intensität bisher im Kraftfahrzeug nicht auftraten. Diese Störsignale beeinflussen gegebenenfalls die fehlerfreie Funktion anderer Elektroniksysteme im Fahrzeug.

Das Ziel des Projektes ist es, Prüf- und Messverfahren zur Bewertung der EMV-Eigenschaften von Hochvoltkomponenten des elektrischen Traktionssystems von Serienfahrzeugen auf Schaltkreis-, System- und Fahrzeugebene zu entwickeln. Durch die Arbeitsgemeinschaft mit Unternehmen und einer Universität soll die Verbundfähigkeit der Hochschule im Bereich der anwendungsorientierten Forschung gestärkt werden. Der Forschungsverbund ist durch die Beteiligung der Partner interdisziplinär.

Die EMV-Anforderungen des Gesamtsystems im Fahrzeug können nur erfüllt werden, wenn man die Hochvolt-spezifischen Anforderungen vorerst auf Komponenten- bzw. Systemebene detailliert untersucht und die EMV-Eigenschaften auf diesen Ebenen gezielt entwickelt. Diese Eigenschaften müssen bei der Integration in das Gesamtfahrzeug erhalten bleiben. Dies hat für Hochvolthalbleiter und Hochvoltkomponenten zur Konsequenz, dass Mess- und Prüfverfahren, Messaufbauten zur Nachbildung der Fahrzeugumgebung und gegebenenfalls Messgeräte neu spezifiziert werden müssen. Außerdem sind EMV-relevante Betriebszustände des Antriebssystems zu ermitteln, für die die zu definierenden Anforderungen gelten. Die Untersuchungen in diesem Projekt sollen dafür eine fundierte Grundlage bieten. Die Projektziele sollen direkt in die Entwicklungsarbeit der gewerblichen Partner einfließen.

Es sollen EMV-Messverfahren für Hochvolthalbleiter-Module erarbeitet werden, die reproduzierbare Störaussendungsmessungen erlauben. EMV-Messverfahren für Hochvoltkomponenten sollen auf Basis von bisherigen Verfahren und neuen Ansätzen bestimmt werden. Es werden die EMV-Eigenschaften des Hochvoltsystems von Elektrofahrzeugen ermittelt. Abschließend sollen Richtlinien für EMV-Messverfahren für das Hochvoltsystem für Kraftfahrzeuge auf Halbleiter, Komponenten- und Fahrzeugebene gefunden werden.