DE102017201806A1

DE102017201806A1 - Modulare EMV-Prüfstandsanordnung

Info

Publication number: DE102017201806A1
Application number: DE102017201806.2A
Authority: DE
Inventors: Dirk Schäfer; Sergey Kochetov
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2018-08-09
Also published as: CN108398603A; CN108398603B

Abstract

Es wird eine Prüfstandsanordnung zur Durchführung einer elektromagnetischen Verträglichkeits-Messung (EMV-Messung) an einem zu prüfenden Antriebssystem bereitgestellt, wobei die Prüfstandsanordnung ein zur Aufnahme von elektronischen Systemkomponenten des Antriebssystems ausgebildetes Plattform-Modul und eine Anzahl von Antriebs-Modulen umfasst, wobei ein jeweiliges Antriebs-Modul der Anzahl von Antriebs-Modulen jeweils einen Elektromotor des Antriebssystems aufweist, und wobei das Plattform-Modul und das jeweilige Antriebs-Modul separat voneinander ausgebildet sind, und wobei das jeweilige Antriebs-Modul jeweils ein dem Plattform-Modul zugewandtes erstes Ende umfasst, und das Plattform-Modul jeweils ein dem jeweiligen Antriebs-Modul zugewandtes zweites Ende und jeweils ein von dem jeweiligen Antriebs-Modul abgewandtes und dem jeweiligen zweiten Ende entgegengesetzt angeordnetes drittes Ende umfasst. Außerdem ist ein erster Abstand zwischen dem jeweiligen ersten Ende des jeweiligen Antriebs-Moduls und dem jeweiligen dritten Ende des Plattform-Moduls kleiner als ein zweiter Abstand zwischen dem jeweiligen zweiten Ende und dem jeweiligen dritten Ende des Plattform-Moduls.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfstandsanordnung zur Durchführung einer EMV-Messung an einem zu prüfenden Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Für eine Absicherung des Entwicklungsprozesses eines Kraftfahrzeuges werden dessen elektrische und/oder elektronische Komponenten oder Systeme elektromagnetischen Verträglichkeits-Messungen (sogenannten EMV-Messungen) unterzogen, um möglichst frühzeitig eine Aussage zu einer Homologationsfähigkeit des späteren Gesamtfahrzeuges zu erzielen. Hierzu werden die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten und Systeme üblicherweise auf tischartigen Prüfständen hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Konformität nach den Vorgaben allgemeiner Standards, wie beispielsweise dem Standard CISPR25, überprüft. Diese Norm legt grundlegend die Geometrie des Testaufbaus fest.
Die EMV-Messungen für die Antriebssysteme werden meist entweder statisch in einem Tischaufbau, dem sogenannten „Bench“, ohne drehende Maschinen, oder aber dynamisch auf Prüfständen durchgeführt.
Das hierzu erforderliche Rüsten der Tischaufbauten beziehungsweise der Prüfstände nimmt in beiden Fällen erhebliche Zeit in Anspruch. Im Falle einer dynamischen Durchführung auf dem Prüfstand gilt dies insbesondere für das Richten und Wuchten der Abtriebswellen (im Folgenden auch als Motorwellen bezeichnet) der zu messenden Motoren. Üblicherweise ist jeweils ein entstörter Prüfstand mit einer zugehörigen Konfiguration des zu messenden Antriebssystems, dem sogenannten „Setup“, fest verbunden und steht daher - ohne umfangreiche Umbaumaßnahmen - nicht für andere Messungen zur Verfügung.
Aus der DE 100 49 192 A1 ist beispielsweise ein mobiler Prüfstandsaufbau auf einer fahrbaren Palettenkonstruktion bekannt, mit dem während des Produktionsablaufes insbesondere bei Brennkraftmaschinen Funktionsprüf- und Einstellumfänge steuerbar sind.
Des Weiteren ist in der DE 10 2012 212 886 A1 ein mobiler Prüfstandsaufbau zur Durchführung einer EMV-Messung von Antriebsmotoren beschrieben.
Darüber hinaus sind modular aufgebaute Prüfstandsanordnungen bekannt, die üblicherweise ein separates Tischelement zur Aufnahme der zu messenden elektrischen und elektronischen Systemkomponenten des Antriebssystems sowie ein ebenfalls separat hiervon ausgebildetes Antriebsmodul umfassen, welches zum Beispiel den zu messenden Elektromotor trägt. Zur Messung des gesamten Antriebssystems werden das Tischelement und das Antriebsmodul räumlich zusammengeführt und die Systemkomponenten mit dem Elektromotor elektrisch leitend verbunden.
Hierbei besteht jedoch der Nachteil, dass der modulare Aufbau zwar eine gute Vorbereitung der zu messenden Systemkomponenten mit reduzierten Rüstzeiten ermöglicht, in der Regel jedoch einen aufgrund der Modularität deutlich erhöhten Raumbedarf aufweist. Dies wirkt sich nicht nur in den vergleichsweise eng bemessenen Messkabinen negativ aus, sondern erschwert eine möglichst optimale Anpassung des zu messenden Antriebssystems an die in dem zugehörigen Fahrzeug vorgesehene Konfiguration. Dies liegt insbesondere in den elektrischen Verbindungen begründet, die erheblich länger ausgebildet sein müssen, um die durch die Modularität erhöhten räumlichen Distanzen zwischen den Modulen zu überbrücken. Es kann daher für die EMV-Messungen nicht auf einen Kabelstrang zurückgegriffen werden, welcher der tatsächlichen Fahrzeugkonfiguration entspricht. Stattdessen erschwert die resultierende, unterschiedliche Messkonfiguration eine möglichst optimale Korrelation des Messaufbaus mit dem darzustellenden Fahrzeug.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Prüfstandsanordnung bereitzustellen, die einerseits eine Reduzierung der Rüstzeiten ermöglicht und zusätzlich auf einfache Art und Weise an eine zu simulierende Fahrzeugkonfiguration anpassbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Prüfstandsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Patentansprüchen.
Demnach wird eine Prüfstandsanordnung zur Durchführung einer elektromagnetischen Verträglichkeits-Messung (kurz: EMV-Messung) an einem zu prüfenden Antriebssystem bereitgestellt, wobei die Prüfstandsanordnung

- ein zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Systemkomponenten des Antriebssystems ausgebildetes Plattform-Modul und
- eine Anzahl von Antriebs-Modulen umfasst.

Ein jeweiliges Antriebs-Modul der Anzahl von Antriebs-Modulen weist jeweils einen Elektromotor des Antriebssystems auf. Außerdem sind das Plattform-Modul und das jeweilige Antriebs-Modul separat voneinander ausgebildet.
Des Weiteren umfasst das jeweilige Antriebs-Modul jeweils ein dem Plattform-Modul zugewandtes erstes Ende, und das Plattform-Modul jeweils ein dem jeweiligen Antriebs-Modul zugewandtes zweites Ende und jeweils ein von dem jeweiligen Antriebs-Modul abgewandtes und dem jeweiligen zweiten Ende entgegengesetzt angeordnetes drittes Ende. Zusätzlich ist ein erster Abstand zwischen dem jeweiligen ersten Ende des jeweiligen Antriebs-Moduls und dem jeweiligen dritten Ende des Plattform-Moduls kleiner als ein zweiter Abstand zwischen dem jeweiligen zweiten Ende und dem jeweiligen dritten Ende des Plattform-Moduls.
Grundsätzlich können mit Hilfe derartiger Prüfstände beispielsweise gesamte Antriebssysteme einschließlich elektrischer und/oder elektronischer Systemkomponenten und Antriebsmotoren (insbesondere Elektromotoren) in verschiedenen Betriebspunkten einer EMV-Messung unterzogen werden. Ebenso werden die Prüfstände üblicherweise auch für die Prüfung von Antriebssystemen von beliebigen Hybridfahrzeugen (zum Beispiel serieller Hybrid, paralleler Hybrid, leistungsverzweigter Hybrid, Mild-Hybrid oder Vollhybrid) eingesetzt. Es versteht sich, dass ebenso auch entsprechende Messungen an anderen elektrischen und/oder elektronischen Komponenten und Systemen mit diesen Prüfständen möglich sind.
Die bereitgestellte Prüfstandsanordnung ist also modular zusammengesetzt und umfasst zumindest das Plattform-Modul und eines oder mehrere der Antriebs-Module. Jedes dieser Module, ob Plattform-Modul oder Antriebs-Modul, ist separat von dem oder den anderen Modulen ausgebildet, so dass erst durch ein Zusammenführen der gewünschten Module die betriebsbereite Prüfstandsanordnung gebildet wird. Aufgrund des modularen Aufbaus bietet sich die Möglichkeit, nicht nur das eine Antriebs-Modul mit dem Plattform-Modul zu verbinden, sondern mehrere Antriebs-Module vorzusehen. Auf diese Weise kann eine komplexe Prüfstandsanordnung beziehungsweise ein komplexes Antriebssystem zur Messung besonders einfach konfiguriert werden.
Aufgrund der Modularität ist es außerdem möglich, eine besonders zeitintensive Vorbereitung der zu messenden elektrischen und/oder elektronischen Systemkomponenten ausschließlich auf dem Plattform-Modul und somit unabhängig von dem mindestens einen Antriebs-Modul durchzuführen. Erst nach Abschluss dieser Vorbereitungen, wird es erforderlich die gewünschte Anzahl von Antriebs-Modulen hinzugefügt und mit dem Plattform-Modul zu verbinden. Dies bietet den Vorteil, dass die Antriebs-Module in der Zwischenzeit der umfangreichen Vorbereitung anderweitig verfügbar und einsetzbar sind. Auch kann die Vorbereitung des Plattform-Moduls räumlich getrennt von den Antriebs-Modulen, also beispielsweise außerhalb einer Messkammer erfolgen, was insbesondere bei zeitintensiven, komplexen Antriebssystemen von Vorteil ist. Zudem ist es möglich auf verschiedenen Plattform-Modulen bereits verschiedene Antriebssysteme für verschiedene Fahrzeugtypen unabhängig von einem Rüsten und Richten der Antriebs-Module vorzubereiten und diese außerdem nach den Messungen leicht für eine spätere Messanalyse einzulagern.
Mit Hilfe der beschriebenen Prüfstandsanordnung lassen sich also Rüstzeiten für die gesamte Anordnung derart entzerren, dass eine Belegung der Antriebs-Module minimiert werden kann. Entsprechend können die Antriebs-Module beispielsweise (sofern gewünscht) in der Messkammer verbleiben, so dass bei Bedarf lediglich das Plattform-Modul transportiert werden muss, wodurch sich zudem ein Transport und eine Handhabung der gesamten Prüfstandsanordnung erheblich vereinfacht.
Wie beschrieben, sind das Plattform-Modul und das eine oder die mehreren Antriebs-Module im zusammengeführten Zustand zur Durchführung der Messungen derart angeordnet, dass das Plattform-Modul und das jeweilige Antriebs-Modul räumlich ineinander greifen beziehungsweise einander überlappen. Dies bewirkt, dass in diesem zusammengeführten Zustand das erste Ende des Antriebs-Moduls näher an dem entfernten dritten Ende des Plattform-Moduls positioniert ist (erster Abstand) als das dem Antriebs-Modul zugewandte zweite Ende des Plattform-Moduls (zweiter Abstand). Entsprechend ergibt sich, dass der erste Abstand kleiner als der zweite Abstand dimensioniert ist.
Dank des modularen Aufbaus kann die Anzahl von Antriebs-Modulen ein einzelnes Antriebs-Modul oder mehrere Antriebs-Module umfassen. Vorzugsweise sind die Antriebs-Module gleich ausgebildet, ebenso ist es jedoch möglich, dass diese sich voneinander unterscheiden.
In jedem Fall sind jedoch die Definitionen des ersten Endes auf das jeweilige Antriebs-Modul bezogen. Gleiches gilt für die zweiten und dritten Enden des Plattform-Moduls, deren Definition stets nur für das jeweils zu betrachtende Antriebs-Modul gilt. Veranschaulicht an einem Bespiel bedeutet dies, dass ein bestimmtes Ende des Plattform-Moduls bezogen auf ein erstes Antriebs-Modul als zweites Ende definiert ist, wenn es diesem ersten Antriebs-Modul zugewandt ist. Ist dieses Ende gleichzeitig von einem zweiten Antriebs-Modul abgewandt angeordnet, so ist dieses Ende in Bezug auf das zweite Antriebs-Modul als drittes Ende zu verstehen. Die Definition des jeweiligen Endes hängt also von dem zu betrachtenden Antriebs-Modul ab und ist daher stets in Bezug auf dieses Antriebs-Modul zu verstehen, um dessen spezifische Anordnung bezüglich des Plattform-Moduls zu beschreiben.
Gemäß einer Ausführungsform kann das jeweilige zweite Ende des Plattform-Moduls mittelbar oder unmittelbar mit einer Auflagefläche des jeweiligen Antriebs-Moduls verbunden sein. Dies bedeutet zum Beispiel, dass das Plattform-Modul auf dem Antriebs-Modul aufliegt beziehungsweise auf diesem abgestützt ist, wobei das Antriebs-Modul hierzu eine entsprechend ausgebildete Auflagefläche aufweist. Das Plattform-Modul kann direkt mit einer eigenen Oberfläche auf dieser Auflagefläche aufliegen und so eine unmittelbare Verbindung herstellen. Ebenso kann diese Anordnung umgekehrt ausgebildet sein, so dass das Antriebs-Modul mit der Auflagefläche im Bereich des zweiten Endes des Plattform-Moduls abgestützt ist beziehungsweise auf diesem aufliegt.
In jedem Fall kann diese unmittelbare Verbindung optional elektrisch leitend ausgebildet sein. Alternativ ist es möglich, ein oder mehrere Zwischenelemente zwischen das Plattform-Modul und die Auflagefläche des betreffenden Antriebs-Moduls anzuordnen und auf diese Weise die mittelbare Verbindung zwischen beiden Modulen herzustellen. Zum Beispiel können je nach Bedarf elektrisch isolierend wirkende Zwischenelemente oder alternativ elektrisch leitende Zwischenelemente vorgesehen werden, um entweder eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den beiden Modulen zu verhindern oder diese gezielt bereitzustellen.
In jedem Fall wird durch die Verbindung des zweiten Endes des Plattform-Moduls mit der Auflagefläche des Antriebs-Moduls eine gegenseitige Überlappung beider Module geschaffen. Dies bedeutet, dass das dem Antriebs-Modul zugewandte Ende des Plattform-Moduls (also das zweite Ende) mit dem dem Plattform-Modul zugewandten Ende des Antriebs-Moduls (also das erste Ende) überlappend ausgebildet ist. Demzufolge ist der erste Abstand des ersten Endes des Antriebs-Moduls zu dem dritten Ende des Plattform-Moduls (also das von dem Antriebs-Modul abgewandte Ende des Plattform-Moduls) kleiner als der zweite Abstand, der zwischen dem zweiten Ende und dem dritten Ende des Plattform-Moduls definiert ist.
Alternativ oder zusätzlich zu der überlappenden Anordnung kann das Plattform-Modul im Bereich des jeweiligen zweiten Endes eine Aussparung umfassen, die zur zumindest teilweisen Aufnahme des jeweiligen Antriebs-Moduls ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die Aussparung in dem Plattform-Modul derart ausgebildet ist, dass das jeweilige Antriebs-Modul in diese Aussparung ganz oder zumindest teilweise eingesetzt werden kann. Das zweite Ende bleibt trotz der Aussparung erhalten, indem das Plattform-Modul die Aussparung derart zumindest abschnittsweise umrandet beziehungsweise begrenzt, dass das jeweilige Antriebs-Modul mit seinem ersten Ende in der Aussparung angeordnet werden kann. Dies hat zur Folge, dass das erste Ende näher an dem von diesem Antriebs-Modul abgewandten (dritten) Ende des Plattform-Moduls angeordnet ist, als das zweite Ende des Plattform-Moduls. Entsprechend ist der erste Abstand in Bezug auf dieses Antriebs-Modul kleiner als der zweite Abstand.
Mit Hilfe dieser Ausgestaltung und der dadurch in dem zweiten Ende des Plattform-Moduls vorgesehenen Aussparung kann erreicht werden, dass das Plattform-Modul die Aussparung und damit das in der Aussparung zumindest teilweise angeordnete Antriebs-Modul entsprechend zumindest teilweise umgreift.
So können beispielsweise elektrische und/oder elektronische Systemkomponenten zumindest teilweise in einem Oberflächenbereich auf dem Plattform-Modul angeordnet sein, der zwischen dem jeweiligen zweiten Ende des Plattform-Moduls und dem ersten Ende des jeweiligen Antriebs-Moduls angeordnet ist. Mit anderen Worten beschrieben, bietet diese Ausgestaltung die Möglichkeit die Systemkomponenten im Bereich des zweiten Endes um die Ausnehmung herum anzuordnen, also zwischen dem zweiten Ende des Plattform-Moduls und dem ersten Ende des Antriebs-Moduls. Auf diese Weise können die Systemkomponenten mit einem möglichst kleinen Abstand zu dem zugehörigen Antriebs-Modul und dessen Elektromotor bereitgestellt werden. Dies ermöglicht verbindende Kabelstränge möglichst kurz auszugestalten beziehungsweise an die gewünschte Kabelstranglänge anpassen zu können, ohne besonders große Abstände aufgrund von geometrischen Zwängen berücksichtigen zu müssen.
Wie bereits voranstehend beschrieben, können das Plattform-Modul und das jeweilige Antriebs-Modul elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Dies ermöglicht einen Potentialausgleich zwischen den einzelnen Modulen bereitzustellen, sofern dies gewünscht ist.
Des Weiteren kann das jeweilige Antriebs-Modul jeweils ein integriertes Prüfstandsantriebssystem zum Betreiben des jeweiligen Elektromotors umfassen, wobei das Prüfstandsantriebssystem eine EMV-Abschirmung aufweist.
Mit Hilfe des Prüfstandsantriebssystems lässt sich der Elektromotor des zu messenden Antriebs-Moduls durch einen externen Antrieb in Drehung versetzen. Hierzu umfasst das Prüfstandantriebssystem insbesondere einen zusätzlichen Prüfstandmotor mit elektronischer Steuereinheit mit weiteren Steuerelementen und Komponenten. In jedem Fall ist die EMV-Abschirmung vorzugsweise derart ausgelegt, dass die elektromagnetische Störaussendung des Prüfstandantriebssystems unterhalb des Messrauschens der in der zur EMV-Messung eingesetzten Messtechnik liegt. Dazu können einzelne Steuerelemente und Komponenten des Prüfstandantriebssystems, aber auch die Gesamtheit des Prüfstandantriebssystems, entsprechend abgeschirmt sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können zwei der Antriebs-Module ein erstes Paar von Antriebs-Modulen bilden und auf einander entgegengesetzten Seiten des Plattform-Moduls angeordnet sein. Dies bedeutet, dass ein erstes Antriebs-Modul auf einer ersten Seite des Plattform-Moduls und das zweite Antriebs-Modul auf einer der ersten Seite entgegengesetzt angeordneten zweiten Seite des Plattform-Moduls angeordnet sind. Es lassen sich auf diese Weise komplexere Antriebssysteme abbilden und somit möglichst realitätsnah testen.
Zum Beispiel ist es möglich, dass zwei Elektromotoren des ersten Paares mit ihren (von den Motorwellen definierten) Rotationsachsen zueinander parallel, vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zueinander, angeordnet sind. Dadurch kann eine möglichst fahrzeugähnliche Anordnung erzielt werden, bei der die zwei Elektromotoren einer gemeinsamen Fahrzeugachse zugeordnet und dementsprechend ihre Motorwellen in Verlängerung zueinander, also koaxial zueinander, angeordnet sind.
Entsprechend ist es möglich, weitere Fahrzeugachsen durch ein oder mehrere weitere Paare von Antriebs-Modulen abzubilden.
So können zum Beispiel zwei weitere Antriebs-Module ein zweites Paar Antriebs-Module bilden, wobei (von den Motorwellen definierte) Rotationsachsen von Elektromotoren des zweiten Paares parallel oder rechtwinklig zu den Rotationsachsen der Elektromotoren des ersten Paares ausgerichtet sind. Im erstgenannten Fall wird eine weitere Fahrzeugachse simuliert, die parallel zu der ersten Fahrzeugachse angeordnet ist. Auf diese Weise kann ein Fahrzeug mit zwei angetriebenen Fahrzeugachsen, also (im Falle eines vierrädrigen Fahrzeugs) mit einem Allradantrieb, mit möglichst großer Korrelation der Messanordnung zu dem tatsächlichen Fahrzeug bereitgestellt werden.
Dagegen bietet sich eine rechtwinklige Anordnung an, um alternative, komplexe Messanordnungen auf möglichst kleinem Raum zu ermöglichen. Der geringe Raumbedarf und die sich hieraus ergebenden kurzen Distanzen aller Bauteile zueinander ermöglicht, auch in diesem Fall möglichst kurze Kabelstränge zu verwenden. Eine Längenanpassung kann somit ausschließlich im Hinblick auf eine möglichst optimale Korrelation mit der zu messenden Prüfanordnung erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform können das Plattform-Modul und/oder das jeweilige Antriebs-Modul jeweils höhenverstellbar ausgestaltet sein. Aufgrund der Höhenverstellung kann einerseits ein Abstand zu dem die Prüfstandanordnung tragenden Boden, also der Bodenabstand, wunschgemäß eingestellt beziehungsweise auf einfache Art und Weise variiert werden. So lassen sich elektrische Eigenschaften, die sich aus den geometrischen Randbedingungen ergeben, verändern und individuell an die Randbedingungen des zu simulierenden Fahrzeugs annähern. Mit Hilfe der Höhenverstellbarkeit wird es möglich, eine hohe Korrelation zwischen der Prüfanordnung des zu messenden Prüflings und dem späteren Gesamtfahrzeug zu erreichen. Außerdem kann eine hierzu vorgesehene Höhenverstellvorrichtung mechanisch, elektrisch, pneumatisch und/oder hydraulisch betätigbar sein. Entsprechend ist es möglich, dass die Höhenverstellvorrichtung entsprechende Betätigungselemente und Kinematiken aufweist.
Andererseits kann die Höhenverstellung des Plattform-Moduls und/oder des jeweiligen Antriebs-Moduls zur einfachen und sicheren Verbindung der beiden Module eingesetzt werden. So kann - wie bereits voranstehend dargestellt - beispielsweise das jeweilige Antriebs-Modul teilweise oder komplett unter das Plattform-Modul geschoben und anschließend das Plattform-Modul abgesenkt und/oder das jeweilige Antriebs-Modul angehoben werden, um elektrisch und/oder mechanisch miteinander verbunden zu werden.
Alternativ kann eine umgekehrte Vorgehensweise zur Verbindung der beiden Module genutzt werden, wonach das jeweilige Antriebs-Modul über das Plattform-Modul geschoben und anschließend das jeweilige Antriebs-Modul abgesenkt und/oder das Plattform-Modul angehoben werden kann, um die elektrische und/oder mechanische Verbindung zu erzielen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Plattform-Modul tischförmig ausgestaltet. Dies bedeutet, dass das Plattform-Modul im Wesentlichen eine Platte, die Plattform, bereitstellt, auf der die elektrischen und/oder elektronischen Systemkomponenten des Antriebssystems angeordnet werden können. Die Platte kann auf einem Unterbau, wie zum Beispiel einem Sockel oder auf Beinen, positioniert sein.
Zum Beispiel kann das Plattform-Modul einen klappbaren oder entfernbaren Unterbau aufweisen, insbesondere einklappbare oder entfernbare Beine oder einen entfernbaren Sockel.
Optional können das Plattform-Modul und/oder das jeweilige Antriebs-Modul jeweils fahrbar ausgebildet sein. Hierzu umfassen die einzelnen Module beispielsweise Räder, die ein einfaches Bewegen der einzelnen Module oder der gesamten Prüfstandsanordnung erlauben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Prüfstandsanordnung in schematischer Darstellung,
2 eine Draufsicht auf die Prüfstandsanordnung gemäß 1,
3 eine Draufsicht auf eine Prüfstandsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
4 eine Draufsicht auf eine Prüfstandsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform, und
5 eine Draufsicht auf eine Prüfstandsanordnung gemäß einer vierten Ausführungsform.

1 zeigt in einer Seitenansicht und in lediglich schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer Prüfstandsanordnung 10, die zur Durchführung einer EMV-Messung an einem zu prüfenden Antriebssystem 11 ausgestaltet ist. 2 zeigt eine zugehörige schematische Draufsicht auf diese Prüfstandsanordnung 10.
Die Prüfstandsanordnung 10 umfasst ein Plattform-Modul 12 zur Aufnahme von elektrischen und/oder elektronischen Systemkomponenten 11a, 11b, 11c des Antriebssystems 11. Außerdem umfasst die Prüfstandsanordnung 10 zwei Antriebs-Module 13a,13b, wobei jedes der beiden Antriebs-Module 13a,13b einen Elektromotor 11d trägt, der Teil des zu prüfenden Antriebssystems 11 ist. Zusätzlich sind das Plattform-Modul 12 und die beiden Antriebs-Module 13a, 13b jeweils separat voneinander ausgebildet und lösbar miteinander verbunden (Antriebs-Modul 13a) beziehungsweise verbindbar (Antriebs-Modul 13b) ausgebildet.
Die auf diese Weise bereitgestellte Prüfstandsanordnung 10 ist besonders raumsparend ausgebildet, indem das Plattform-Modul 12 und die Antriebs-Module 13a, 13b räumlich ineinander verschiebbar sind beziehungsweise sich miteinander überlappen.
So umfasst das erste Antriebs-Modul 13a ein dem Plattform-Modul 12 zugewandtes erstes Ende 13a.1 und das Plattform-Modul 12 jeweils ein dem ersten Antriebs-Modul 13a zugewandtes zweites Ende 12.a2 und ein von dem ersten Antriebs-Modul 13a abgewandtes und dem zweiten Ende 12.a2 entgegengesetzt angeordnetes drittes Ende 12.a3. Ein erster Abstand a1 zwischen dem ersten Ende 13a.1 des ersten Antriebs-Moduls 13a und dem dritten Ende 12.a3 des Plattform-Moduls 12 ist kleiner als ein zweiter Abstand a2 zwischen dem zweiten Ende 12.a2 und dem dritten Ende 12.a3 des Plattform-Moduls 12.
Mit Bezug auf das zweite Antriebs-Modul 13b ergibt sich eine analoge, jedoch umgekehrte Betrachtung der jeweiligen Enden des Plattform-Moduls 12. So weist das zweite Antriebs-Modul 13b ein dem Plattform-Modul 12 zugewandtes erstes Ende 13b.1 auf. Das Plattform-Modul 12 umfasst das dem zweiten Antriebs-Modul 13b zugewandte zweite Ende 12.b2, welches jedoch mit Bezug auf das erste Antriebs-Modul 13a das abgewandte dritte Ende 12.a3 darstellt und aufgrund der umgekehrten Anordnung bezüglich des zweiten Antriebs-Moduls 13b somit gleichzeitig das zugwandte zweite Ende 12.b2 bildet. Das Plattform-Modul 12 umfasst außerdem das von dem zweiten Antriebs-Modul 13b abgewandte und dem zweiten Ende 12.b2 entgegengesetzt angeordnete dritte Ende 12.b3.
Mit anderen Worten dargestellt, beschreiben das dritte Ende 12.a3 und das zweite Ende 12.b2 ein- und dasselbe Ende des Plattform-Moduls 12, werden jedoch aufgrund verschiedener Bezüge zu den jeweiligen Antriebs-Modulen, also dem ersten Antriebs-Modul 13a und dem zweiten Antriebs-Modul 13b, unterschiedlich bezeichnet.
Gemäß der Darstellung der 1 und 2 wird das zweite Antriebs-Modul 13b ebenfalls mit dem Plattform-Modul 12 zusammengeführt, um beide Module derart zueinander anzuordnen, dass in einem zusammengeführten Zustand (im Wesentlichen identisch zu dem in 3 dargestellten Zustand) ein erster Abstand b1 zwischen dem ersten Ende 13b.1 des zweiten Antriebs-Moduls 13b und dem dritten Ende 12.b3 des Plattform-Moduls 12 kleiner ist als ein zweiter Abstand b2 zwischen dem zweiten Ende 12.b2 und dem dritten Ende 12.b3 des Plattform-Moduls 12.
Des Weiteren umfasst das Plattform-Modul 12 im Bereich des jeweiligen zweiten Endes 12.a2, 12.b2 eine jeweilige Aussparung 14, die zur teilweisen Aufnahme des jeweiligen Antriebs-Moduls 13a, 13b, ausgebildet ist. Diese Anordnung der Aussparungen 14 ermöglicht es, die Antriebs-Module 13a, 13b möglichst nahe an die auf dem Plattform-Modul 12 angeordneten Systemkomponenten 11a,11,b,11c heranzuführen, so dass die Längen der verbindenden Kabelstränge nicht durch diese Distanzen unerwünscht verlängert werden müssen, sondern in ihrer Länge möglichst optimal auf ein zu messendes Fahrzeug abgestimmt werden können.
Mit Hilfe der jeweiligen Aussparung ist das Plattform-Modul 12 abschnittsweise umgreifend um den jeweiligen Elektromotor 11d positioniert. Dies bietet die Möglichkeit elektrische und/oder elektronische Systemkomponenten 11a, 11b, 11c zumindest teilweise in einem Oberflächenbereich C auf dem Plattform-Modul 12 anzuordnen, der im zusammengeführten Zustand zwischen dem jeweiligen zweiten Ende 12.a2, 12.b2 des Plattform-Moduls 12 und dem jeweiligen ersten Ende 13a.1, 13b.1 des jeweiligen Antriebs-Moduls 13a, 13b angeordnet ist.
Wie insbesondere aus 1 und 2 ersichtlich, ist das zweite Ende 12.a2 des Plattform-Moduls 12 unmittelbar mit einer Auflagefläche 16a des ersten Antriebs-Moduls 13a verbunden. Auch das zweite Antriebs-Modul 13b weist eine entsprechende Auflagefläche 16b auf, die in einem zusammengeführten Zustand zum Verbinden mit dem zugehörigen zweiten Ende 12.b2 des Plattform-Moduls 12 vorgesehen ist. In jedem Fall kann die Verbindung unmittelbar durch Ablegen einer Unterseite des Plattform-Moduls 12 auf die beiden Auflageflächen 16a, 16b erfolgen. Optional kann die Verbindung des Plattform-Moduls 12 und des jeweiligen Antriebs-Modul 13a,13b bei Bedarf elektrisch leitend ausgebildet sein, um einen gegenseitigen Potentialausgleich zu schaffen.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist das Plattform-Modul 12 tischförmig ausgestaltet. Dies bedeutet, dass das Plattform-Modul 12 mittels einer Tischplatte eine Plattform zur Aufnahme der elektrischen und/oder elektronischen Systemkomponenten 11a,11b,11c bildet. Zusätzlich weist das Plattform-Modul 12 einen klappbaren Unterbau in Form von einklappbaren oder entfernbaren Beinen 12a auf. Alternativ kann das Plattform-Modul 12 aber auch einen entfernbaren Sockel aufweisen (nicht dargestellt). Mit Hilfe der einklappbaren Beine 12a kann das Plattform-Modul 12 auf den beiden Antriebs-Modulen 13a,13b abgelegt werden, um die Verbindung zwischen den einzelnen Modulen 12,13a,13b herzustellen. Alternativ kann das Plattform-Modul 12 und/oder das jeweilige Antriebs-Modul 13a, 13b jeweils höhenverstellbar ausgestaltet sein, so dass entweder das Plattform-Modul 12 auf die beiden Antriebs-Module 13a, 13b abgesenkt oder aber die Antriebs-Module 13a,13b in ihrer Höhe angehoben werden, um mit dem Plattform-Modul 12, insbesondere der Plattform, verbunden zu werden.
Des Weiteren sind sowohl das Plattform-Modul 12 als auch das jeweilige Antriebs-Modul 13a,13b jeweils fahrbar ausgebildet.
Jedes der beiden Antriebs-Module 13a,13b weist jeweils ein integriertes Prüfstandsantriebssystem 15 zum Betreiben des jeweiligen zugeordneten Elektromotors 11d auf, wobei das Prüfstandsantriebssystem 15 eine EMV-Abschirmung umfasst.
Die zwei Antriebs-Module 13a,13b bilden gemäß der dargestellten Anordnung ein erstes Paar von Antriebs-Modulen13a,13b, die auf einander entgegengesetzten Seiten des Plattform-Moduls 12 angeordnet sind. Zusätzlich sind die zwei Elektromotoren 11d des ersten Paares mit ihren von den Motorwellen definierten Rotationsachsen W1 nicht nur zueinander parallel sondern im Wesentlichen koaxial zueinander angeordnet. Dadurch ist es möglich eine Anordnung ähnlich einer gemeinsamen Fahrzeugachse nachzubilden, um eine möglichst gute Korrelation mit einer entsprechenden realen Fahrzeugkonfiguration zu erzielen.
3 zeigt eine ebenfalls schematische Draufsicht auf eine Prüfstandsanordnung 30 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Diese umfasst ebenfalls das Plattform-Modul 12 mit den elektronischen Systemkomponenten 11a, 11b, 11c des Antriebssystems 11 sowie die zwei Antriebs-Module 13a,13b. Die Prüfstandsanordnung 30 stimmt im Wesentlichen mit der zu 1 und 2 dargelegten ersten Ausführungsform der Prüfstandsanordnung 10 überein, so dass auf die dort gegebene Beschreibung der Komponenten verwiesen wird. Grundsätzlich kann mit dieser Prüfstandsanordnung 30 ähnlich einer Fahrzeugachse, wie auch mit der Prüfstandsanordnung 10 gemäß 1 und 2, ein Frontantrieb oder Heckantrieb eines Fahrzeuges simuliert werden, bei der jeweils ein Elektromotor 11d pro Fahrzeugrad zu dessen Antrieb vorgesehen ist. Im Unterschied zu 1 und 2 ist eine abweichende Anordnung der elektrischen und/oder elektronischen Systemkomponenten gewählt. Jedoch sind ansonsten alle Aussagen zu der ersten Ausführungsform aus 1 und 2 auch für die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 3 gültig, gleiches gilt auch umgekehrt.
Auch die in 4 in einer schematischen Draufsicht dargestellte Prüfstandsanordnung 40 gemäß einer dritten Ausführungsform, stimmt im Wesentlichen mit der zu 1 und 2 beschriebenen Prüfstandsanordnung 10 gemäß der ersten Ausführungsform überein, so dass auf die dort gegebene Beschreibung der einzelnen Komponenten verwiesen wird.
Im Unterschied zu den vorhergehend dargestellten Ausführungsformen weist die Prüfstandsanordnung 40 in dieser dritten Ausführungsform zusätzlich zu den beiden Antriebs-Modulen 13a,13b zwei weitere Antriebs-Module 43a,43b (im Folgenden als drittes Antriebs-Modul 43a beziehungsweise viertes Antriebs-Modul 43b bezeichnet) auf, die ein zweites Paar Antriebs-Module bilden. Hierbei sind die von den Motorwellen definierten Rotationsachsen W2 der zugehörigen Elektromotoren 41 d des zweiten Paares der Antriebs-Module 43a,43b ebenfalls koaxial zueinander sowie zusätzlich parallel zu den Rotationsachsen W1 der Elektromotoren 11d des ersten Paares der Antriebs-Module 13a,13b ausgerichtet.
Auch für diese beiden zusätzlichen Antriebs-Module 43a,43b gilt, dass das jeweilige Antriebs-Modul 43a,43b jeweils ein dem Plattform-Modul 42 zugewandtes erstes Ende 43a.1, 43b.1 umfasst.
Bezüglich des dritten Antriebs-Moduls 43a weist das Plattform-Modul 42 ein dem dritten Antriebs-Modul 43a zugewandtes zweites Ende 42.a2 und ein von dem dritten Antriebs-Modul 43a abgewandtes und dem zweiten Ende 42.a2 entgegengesetzt angeordnetes drittes Ende 42.a3 auf. Dementsprechend ist ein erster Abstand a3 zwischen dem ersten Ende 43a.1 des dritten Antriebs-Moduls 43a und dem dritten Ende 42.a3 des Plattform-Moduls 42 kleiner ist als ein zweiter Abstand a4 zwischen dem zweiten Ende 42.a2 und dem dritten Ende 42.a3 des Plattform-Moduls 42.
In umgekehrter Weise weist das Plattform-Modul 42 bezogen auf das vierte Antriebs-Modul 43b ein dem vierten Antriebs-Modul 43b zugewandtes zweites Ende 42.b2 und ein von dem vierten Antriebs-Modul 43b abgewandtes und dem zweiten Ende 42.b2 entgegengesetzt angeordnetes drittes Ende 42.b3 auf. Dementsprechend ist ein erster Abstand b3 zwischen dem ersten Ende 43b.1 des vierten Antriebs-Moduls 43b und dem dritten Ende 42.b3 des Plattform-Moduls 42 kleiner als ein zweiter Abstand b4 zwischen dem zweiten Ende 42.b2 und dem dritten Ende 42.b3 des Plattform-Moduls 42.
Mit anderen Worten beschreiben das dritte Ende 42.a3 und das zweite Ende 42.b2 dasselbe Ende des Plattform-Moduls 42, jedoch wird dieses aufgrund verschiedener Bezüge zu den jeweiligen Antriebs-Modulen, also dem dritten Antriebs-Modul 43a beziehungsweise dem vierten Antriebs-Modul 43b, unterschiedlich bezeichnet. Gleiches gilt für das andere Ende des Plattform-Moduls 42, welches bezüglich des dritten Antriebs-Moduls 43a als zweites Ende 42.a2 oder bezüglich des vierten Antriebs-Moduls 43b als drittes Ende 42.b3 zu betrachten ist.
Diese Ausführungsform gemäß 4 ermöglicht zum Beispiel eine Simulation eines zweiachsigen Fahrzeuges mit einem Allradantrieb, bei dem jeweils ein Elektromotor 11d,41d pro Fahrzeugrad zu dessen Antrieb vorgesehen ist.
Die in 5 in einer Draufsicht ebenfalls schematisch dargestellte Prüfstandsanordnung 50 gemäß einer vierten Ausführungsform, stimmt im Wesentlichen mit der zu 1 und 2 dargelegten ersten Ausführungsform der Prüfstandsanordnung 10 überein, so dass auf die dort gegebene Beschreibung der einzelnen Komponenten verwiesen wird. Im Unterschied zu den anderen vorhergehend dargestellten Ausführungsformen weist die Prüfstandsanordnung 50 in dieser vierten Ausführungsform zwei zusätzliche Antriebs-Module 53a,53b auf, die ein zweites Paar Antriebs-Module bilden, wobei die von den Motorwellen der zugehörigen Elektromotoren 51d definierten Rotationsachsen W3 des zweiten Paares ebenfalls koaxial zueinander jedoch rechtwinklig zu den Rotationsachsen W1 der Elektromotoren 11d des ersten Paares 13a, 13b ausgerichtet sind.
Diese Darstellung ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Selbstverständlich sind ebenso andere Anordnungen der Antriebs-Module 53a,53b bezüglich des Plattform-Moduls 12 möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10049192 A1 [0005]
DE 102012212886 A1 [0006]

Claims

Prüfstandsanordnung (10,30,40,50) zur Durchführung einer elektromagnetischen Verträglichkeits-Messung (EMV)-Messung an einem zu prüfenden Antriebssystem (11), wobei die Prüfstandsanordnung (10,30,40,50) - ein zur Aufnahme von elektronischen Systemkomponenten (11a,11b,11c) des Antriebssystems (11) ausgebildetes Plattform-Modul (12, 42) und - eine Anzahl von Antriebs-Modulen (13a,13b,43a,43b,53a,53b) umfasst, wobei ein jeweiliges Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) der Anzahl von Antriebs-Modulen (13a,13b,43a,43b,53a,53b) jeweils einen Elektromotor (11d,41d,51d) des Antriebssystems (11) aufweist, und wobei das Plattform-Modul (12,42) und das jeweilige Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) separat voneinander ausgebildet sind, und wobei das jeweilige Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) jeweils ein dem Plattform-Modul (12,42) zugewandtes erstes Ende (13a.1, 13b.1, 43a.1, 43b.1) umfasst, und das Plattform-Modul (12,42) jeweils ein dem jeweiligen Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) zugewandtes zweites Ende (12.a2, 12.b2, 42.a2, 42.b2) und jeweils ein von dem jeweiligen Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) abgewandtes und dem jeweiligen zweiten Ende (12.a2, 12.b2, 42.a2, 42.b2) entgegengesetzt angeordnetes drittes Ende (12.a3, 12.b3, 42.a3, 42.b3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abstand (a1,b1,a3,b3) zwischen dem jeweiligen ersten Ende (13a.1, 13b.1, 43a.1, 43b.1) des jeweiligen Antriebs-Moduls (13a,13b,43a,43b,53a,53b) und dem jeweiligen dritten Ende (12.a3, 12.b3, 42.a3, 42.b3) des Plattform-Moduls (12,42) kleiner ist als ein zweiter Abstand (a2, b2, a4, b4) zwischen dem jeweiligen zweiten Ende (12.a2, 12.b2, 42.a2, 42.b2) und dem jeweiligen dritten Ende (12.a3, 12.b3, 42.a3, 42.b3) des Plattform-Moduls (12,42).
Prüfstandsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Antriebs-Modulen (13a,13b,43a,43b,53a,53b) ein einzelnes Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) oder mehrere Antriebs-Module (13a,13b,43a,43b,53a,53b) umfasst.
Prüfstandsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige zweite Ende (12.a2, 12.b2, 42.a2, 42.b2) des Plattform-Moduls (12,42) mittelbar oder unmittelbar mit einer Auflagefläche (16a,16b) des jeweiligen Antriebs-Moduls (13a,13b,43a,43b, 53a,53b) verbunden ist.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattform-Modul (12,42) im Bereich des jeweiligen zweiten Endes (12.a2, 12.b2, 42.a2, 42.b2) eine Aussparung (14) umfasst, die zur zumindest teilweisen Aufnahme des jeweiligen Antriebs-Module (13a,13b,43a,43b,53a,53b) ausgebildet ist.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische und/oder elektronische Systemkomponenten (11a,11b,11c) zumindest teilweise in einem Oberflächenbereich (C) auf dem Plattform-Modul (12,42) angeordnet sind, der zwischen dem jeweiligen zweiten Ende (12.a2, 12.b2, 42.a2, 42.b2) des Plattform-Moduls (12,42) und dem ersten Ende (13a.1, 13b.1, 43a.1, 43b.1) des jeweiligen Antriebs-Moduls (13a,13b,43a, 43b,53a,53b) angeordnet ist.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattform-Modul (12,42) und das jeweilige Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) jeweils ein integriertes Prüfstandsantriebssystem (15) zum Betreiben des jeweiligen Elektromotors (11d,41d,51d) umfasst, wobei das Prüfstandsantriebssystem (15) eine EMV-Abschirmung aufweist.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei der Antriebs-Module (13a,13b,43a,43b,53a,53b) ein erstes Paar von Antriebs-Modulen bilden und auf einander entgegengesetzten Seiten des Plattform-Moduls (12,42) angeordnet sind.
Prüfstandsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Elektromotoren (11d,41d,51d) des ersten Paares mit ihren Rotationsachsen (W1,W2,W3) zueinander parallel, vorzugsweise im Wesentlichen koaxial zueinander, angeordnet sind.
Prüfstandsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei weitere Antriebs-Module (13a,13b,43a,43b,53a,53b) ein zweites Paar Antriebs-Module bilden, wobei Rotationsachsen (W1,W2,W3) von Elektromotoren (11d,41d,51d) des zweiten Paares parallel oder rechtwinklig zu den Rotationsachsen (W1,W2,W3) der Elektromotoren (11d,41d,51d) des ersten Paares ausgerichtet sind.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattform-Modul (12) und/oder das jeweilige Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) jeweils höhenverstellbar ausgestaltet sind.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattform-Modul (12,42) tischförmig ausgestaltet ist.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattform-Modul (12,42) einen klappbaren oder entfernbaren Unterbau aufweist, insbesondere einklappbare oder entfernbare Beine (12a) oder einen entfernbaren Sockel.
Prüfstandsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Plattform-Modul (12,42) und/oder das jeweilige Antriebs-Modul (13a,13b,43a,43b,53a,53b) jeweils fahrbar ausgebildet sind.