Betrieb von E-Achsen in Komponenten-Absorber-Kammern

Martin Heinisch, Markus Kratzer, BMW Motoren GmbH

Abstract

Ein Fahrzeug ist ein Betriebsmittel, welches im Sinne seines Verwendungszweckes zu jedem Zeitpunkt an jedem Ort unter Einfluss aller möglichen Umwelteinflüsse stehen und darüber hinaus in den unterschiedlichsten Betriebspunkten betrieben werden kann. Zusätzlich zu dieser Mannigfaltigkeit äußerer Rahmenbedingungen stellt die große Anzahl elektrischer, interagierender Komponenten in einem Fahrzeug eine besondere Herausforderung in der Entwicklung hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit dar. Um den gesetzlichen Anforderungen für die elektromagnetische Verträglichkeit gerecht zu werden, werden im ersten Schritt Komponentenanforderungen internationaler Normen als Entwicklungsziel herangezogen und in der Regel durch zusätzliche, Hersteller-interne Normen mit partiell strengeren Anforderungen ergänzt.

Im zweiten Schritt werden alle Komponenten vom einfachen, passiven Sensor bis hin zu hochkomplexen Systemen wie z.B. E-Achsen, Speicher und Onboard-Charger mit Hoch- und Niedervolt-Komponenten und Leistungen vom Mikro- bis in den Megawatt-Bereich nach diesen Standards entwickelt und getestet. Mangels Verfügbarkeit müssen trotz der großen Unterschiede der Komponenten die gleichen Normen und Standards herangezogen werden.

Eine besondere Herausforderung stellen E-Achsen dar, welche in der Regel E-Maschine, Leistungselektronik, Getriebe und zusätzliche Komponenten wie z.B. Ölpumpen in einer gesamten Komponente umfassen. E-Achsen haben zwei Abtriebswellen, sind Niedervolt- als auch Hochvoltkomponente zugleich, können im Schub und unter Last aber auch sowohl in Fahrt als auch beim Laden vertrimmt betrieben werden. Trotz der hohen Anzahl von E-Antrieben unterschiedlichster, weltweiter Hersteller ist heute noch keine EMV-Norm für E-Achsen verfügbar, welche Messaufbauten für diese festlegt, sowie Betriebsart und -punkt abhängige Grenzwerte beinhaltet.

Dieser Sachverhalt führt zu einer Vielfalt unterschiedlichster Messaufbauten bei Hallenbetreibern, was einerseits zu divergierenden Messergebnissen für ein und dieselbe Komponente führen kann jedoch anderseits aus den Normen nur die standardisierten Grenzwertsätze als Entwicklungsziel herangezogen werden können. In diesem Beitrag werden am Beispiel von E-Achsen aktuell übliche Messaufbauten im Detail erläutert und erklärt um eine Basis für potenzielle Inputs für Normungsanpassungen und -Erweiterungen zur generieren.