WO2014016173A2 - Mobiler prüfstandaufbau auf einer fahrbaren palettenkonstruktion zur durchführung einer emv-messung - Google Patents

Mobiler prüfstandaufbau auf einer fahrbaren palettenkonstruktion zur durchführung einer emv-messung Download PDF

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Andreas Freundorfer
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/001Measuring interference from external sources to, or emission from, the device under test, e.g. EMC, EMI, EMP or ESD testing

Definitions

  • the invention relates to a mobile test rig structure on a mobile pallet construction for performing an EMC measurement.
  • DE 100 49 192 A1 discloses a mobile test rig structure on a mobile pallet construction with which functional test and partial tool ranges can be controlled during the production sequence, in particular for internal combustion engines for motor vehicles.
  • Patent claim 1 solved.
  • the dependent claims are advantageous developments of the invention.
  • the inventive mobile test rig structure is on a first mobile pallet construction for performing an EMC measurement on a first at least one first drive motor having
  • the drive motor of the drive system test specimen is operable by a test bed drive system (in particular test bench motor with electronic control unit with further control elements and components).
  • the test bed drive system is integrated in the first pallet construction with a given EMC shielding.
  • the EMC shield is preferably designed such that the electromagnetic interference emission of the test bed drive system is below the measuring noise of the measuring technique used in the EMC measuring hall.
  • individual controls and components of the test bed drive system but also the entirety of the
  • Test stand drive system are shielded accordingly.
  • the first mobile pallet construction is preferably configured to be combined with a second mobile pallet construction in such a way that the first drive motor on the first mobile pallet construction with a second drive motor on the second pallet construction mechanically (eg via a transmission and / or via a drive shaft or in a hub motor also directly) can be coupled.
  • the second pallet construction no test bed drive system and the second drive motor can be driven by the first drive motor via the mechanical coupling or vice versa.
  • test bed drive system is preferably designed such that a single drive system test object or all mechanically coupled
  • Pallet construction is preferably an electric motor and a second
  • Drive motor of the drive system on the second pallet construction is preferably an internal combustion engine which can be coupled to the electric motor.
  • the pallet constructions can be modularly built or built on standard Euro 2000 type pallets with wheels.
  • the power supply of the test bed drive system may be a high voltage source or a high voltage memory (vehicle battery and / or supercap) associated with the drive system sample, which is also mountable on the first pallet structure outside of the EMC shield.
  • a high voltage source or a high voltage memory (vehicle battery and / or supercap) associated with the drive system sample, which is also mountable on the first pallet structure outside of the EMC shield.
  • the invention is based on the following considerations, findings and ideas:
  • EMC Electromagnetic Compatibility
  • test stand construction is therefore intended to enable EMC measurements on drive systems of a motor vehicle, wherein a drive system can also only be part of an overall drive system of a motor vehicle.
  • a drive system for example, an electric drive system consisting of a
  • Electric motor which can also be operated as a generator, be from a power electronics, a high-voltage and 12 V cabling as well as a high-voltage power supply.
  • the electric drive system may either alone represent an overall drive system or together with an internal combustion engine drive system form an overall drive system.
  • An internal combustion engine can be provided for example as a so-called range extender.
  • test rig is modular, preferably on
  • the internally already used pallet construction in particular for internal combustion engines should be usable and be coupled with a new first pallet construction as a second pallet construction.
  • the pallet constructions therefore preferably have the same dimensions at least on the side to be coupled.
  • the first pallet construction contains a
  • Test stand drive system for applying a load.
  • the test bed drive system is to be designed such that the EMC measurements and Reviews for different load scenarios, such. Nominal load,
  • FIG. 1 shows schematically a mobile test rig structure according to the invention consisting of two mobile pallet constructions for performing an EMC measurement.
  • the single FIGURE shows a first mobile pallet construction 1 for
  • the first drive motor 2 can be operated via a drive shaft 9 with a test stand drive system 3.
  • the test bed drive system 3 is integrated in the pallet construction 1 with an EMC shield 4.
  • the first mobile pallet construction 1 can be combined with a second mobile pallet construction 5 in such a way that the first drive motor 2 on the first mobile pallet construction 1 can be mechanically coupled to a second drive motor 6 of a second drive system test object on the second pallet construction 5.
  • spatially adjustable holding elements 10 for arbitrary
  • the second pallet construction 5 does not have a test bed drive system 3. Rather, the second drive motor 6 can be driven by the first drive motor 2 via the mechanical coupling 7 or the first drive motor 2 can be driven by the second drive motor 6 via the mechanical coupling 7.
  • the two mechanically coupled drive motors 2 and 6 are preferably operable with three different load scenarios (nominal load, maximum load, typical load, corresponding to a real operation).
  • the first drive motor 2 is an electric motor.
  • the second drive motor 6 is an internal combustion engine which is rotatably connected to the electric motor 2 via the coupling element 7 (transmission and / or shaft).
  • the overall drive system to be tested stops here, for example
  • Hybrid drive system consisting of an electric motor 2 and a range extender 6.
  • the pallet constructions 1 and 2 are adapted to each other (adaptive), in that the pallet constructions are constructed modularly by the same dimensions in height h and width b, have adjusting connecting elements 11 and adjustable holding elements 10, by which the drive shafts of the individual drive systems or drive motors 1 and 2 can be brought into a directly coupled position.
  • the power supply of the test rig drive system 3 can here be formed by a high-voltage memory 8 assigned to the first drive system test object, which can likewise be mounted on the first pallet construction 1 outside the EMC shield 4.

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Abstract

Der erfindungsgemäße mobile Prüfstandaufbau ist auf einer ersten fahrbaren Palettenkonstruktion zur Durchführung einer EMV-Messung an einem mindestens einen ersten Antriebsmotor aufweisenden ersten Antriebssystem-Prüfling (insbesondere Elektromotor/Generator mit Leistungselektronik, Verkabelung und Hochvoltspannungsversorgung) montiert. Der Antriebsmotor des Antriebssystem-Prüflings ist durch ein Prüfstandantriebssystem (insbesondere Prüfstandsmotor mit elektronischer Steuereinheit mit weiteren Steuerelementen und Komponenten) betreibbar. Das Prüfstandantnebssystem ist in der ersten Palettenkonstruktion mit einer vorgegebenen EMV-Abschirmung integriert.

Description

Mobiler Prüfstandaufbau auf einer fahrbaren Palettenkonstruktion zur Durchführung einer EMV-Messung
Die Erfindung betrifft einen mobilen Prüfstandaufbau auf einer fahrbaren Palettenkonstruktion zur Durchführung einer EMV-Messung.
Grundsätzlich ist beispielsweise aus der DE 100 49 192 A1 ein mobiler Prüfstandaufbau auf einer fahrbaren Palettenkonstruktion bekannt, mit dem während des Produktionsablaufes insbesondere bei Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge Funktionsprüf- und Einsteilumfänge steuerbar sind.
Den Entwicklern der Anmelderin ist es intern bekannt, einen mobilen
Prüfstandaufbau auf einer fahrbaren Palettenkonstruktion zur Durchführung einer EMV-Messung von Antriebsmotoren in Form von Brennkraftmaschinen im Leerlauf, also ohne Last, zu verwenden. Hierbei kann sich eine
Brennkraftmaschine selbst betreiben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen derartigen Prüfstandaufbau
insbesondere auch für die Prüfung von Antriebssystemen von beliebigen Hybridfahrzeugen (z. B. serieller Hybrid, paralleler Hybrid,
leistungsverzweigter Hybrid, Mild-Hybrid oder Voll-Hybrid) auszubauen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des
Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Der erfindungsgemäße mobile Prüfstandaufbau ist auf einer ersten fahrbaren Palettenkonstruktion zur Durchführung einer EMV-Messung an einem mindestens einen ersten Antriebsmotor aufweisenden ersten
Antriebssystem-Prüfling (insbesondere Elektromotor/Generator mit
Leistungselektronik, Verkabelung und Hochvoltspannungsversorgung) montiert. Der Antriebsmotor des Antriebssystem-Prüflings ist durch ein Prüfstandantriebssystem (insbesondere Prüfstandmotor mit elektronischer Steuereinheit mit weiteren Steuerelementen und Komponenten) betreibbar. Das Prüfstandantriebssystem ist in der ersten Palettenkonstruktion mit einer vorgegebenen EMV-Abschirmung integriert.
Dabei ist die EMV-Abschirmung vorzugsweise derart ausgelegt, dass die elektromagnetische Störaussendung des Prüfstandantriebssystems unterhalb des Messrauschens der in der EMV-Messhalle verwendeten Messtechnik liegt. Dazu können einzelne Steuerelemente und Komponenten des Prüfstandantriebssystems, aber auch die Gesamtheit des
Prüfstandantriebssystems entsprechend abgeschirmt werden.
Die erste fahrbare Palettenkonstruktion ist vorzugsweise mit einer zweiten fahrbaren Palettenkonstruktion in der Weise kombinierbar ausgestaltet, dass der erste Antriebsmotor auf der ersten fahrbaren Palettenkonstruktion mit einem zweiten Antriebsmotor auf der zweiten Palettenkonstruktion mechanisch (z. B. über ein Getriebe und/oder über eine Antriebswelle oder bei einem Radnabenmotor auch direkt) koppelbar ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die zweite Palettenkonstruktion kein Prüfstandantriebssystem auf und der zweite Antriebsmotor ist durch den ersten Antriebsmotor über die mechanische Kopplung antreibbar oder umgekehrt.
Das Prüfstandantriebssystem ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass ein einziger Antriebssystem-Prüfling oder alle mechanisch gekoppelten
Antriebssystem-Prüflinge mit unterschiedlichen Lastszenarien betreibbar sind.
Ein erster Antriebsmotor des Antriebssystems auf der ersten
Palettenkonstruktion ist bevorzugt ein Elektromotor und ein zweiter
Antriebsmotor des Antriebssystems auf der zweiten Palettenkonstruktion ist bevorzugt ein Verbrennungsmotor, der mit dem Elektromotor koppelbar ist.
Zur Vereinfachung können die Palettenkonstruktionen auf Standard-Paletten Typ Euro 2000 mit Rädern modular aufbaubar oder aufgebaut sein.
Die Stromversorgung des Prüfstandantriebssystem kann eine Hochvolt- Quelle oder ein dem Antriebssystem-Prüfling zugeordneter Hochvolt- Speicher (Fahrzeugbatterie und/oder Supercap) sein, der ebenfalls auf der ersten Palettenkonstruktion außerhalb der EMV-Abschirmung montierbar ist.
Der Erfindung liegen folgende Überlegungen, Erkenntnisse und Ideen zugrunde:
Im Rahmen der Entwicklung von Hybridantriebssystemen, die insbesondere mindestens einen Elektromotor (im ersten Antriebssystem) und einen
Verbrennungsmotor (im zweiten Antriebssystem) als Antriebsmotoren eines Kraftfahrzeuges vorsehen, entstehen gerade zur Absicherung der EMV (EMV=Elektromagnetische Verträglichkeit) erhöhte Aufwände aufgrund hoher Leistungsdichten und steiler Schaltflanken der elektromagnetisch störend wirkenden elektrischen Antriebskomponenten. Daher war für EMV- Systemmessungen - insbesondere aber nicht ausschließlich - am
elektrischen Antriebssystem eine geeignete Erweiterung eines mobilen Prüfstandaufbaus zu entwickeln. Der erfindungsgemäße Prüfstandsaufbau soll also EMV- essungen an Antriebssystemen eines Kraftfahrzeugs ermöglichen, wobei ein Antriebssystem auch nur ein Teil eines Gesamt- Antriebssystem eines Kraftfahrzeugs sein kann. Ein Antriebssystem kann beispielsweise ein elektrisches Antriebssystem bestehend aus einem
Elektromotor, der auch als Generator betrieben werden kann, aus einer Leistungselektronik, aus einer Hochvolt- und 12 V-Verkabelung sowie aus einer Hochvolt-Spannungsversorgung sein. Das elektrische Antriebssystem kann entweder allein ein Gesamt-Antriebssystem darstellen oder zusammen mit einem verbrennungsmotorischen Antriebssystem ein Gesamt- Antriebssystem bilden. Ein Verbrennungsmotor kann beispielsweise als sogenannter Range Extender vorgesehen sein.
Die Umrüstbarkeit einzelner Komponenten eines Antriebssystems bzw. mehrerer Antriebssysteme soll mit geringstmöglichem Aufwand geschaffen werden. Daher ist der Prüfstandsaufbau modular, vorzugsweise auf
Standard-Paletten Typ Euro 2000 mit Rädern realisiert. Die intern bereits benutzte Palettenkonstruktion insbesondere für Verbrennungsmotoren soll verwendbar sein und mit einer neuen ersten Palettenkonstruktion als zweite Palettenkonstruktion koppelbar sein. Die Palettenkonstruktionen weisen daher vorzugsweise zumindest an der zu koppelnden Seite gleiche Maße auf.
Zum Betrieb des Prüfstandes war eine geeignete Last für die Antriebsysteme vorzusehen; d.h. die erste Palettenkonstrukion enthält ein
Prüfstandantriebssystem zum Aufbringen einer Last. Vorzugsweise ist das Prüfstandantriebssystem derart auszulegen, dass die EMV-Messungen und Bewertungen für verschiedene Lastszenarien, wie z. B. Nennlast,
Maximallast und typischer Last, durchführbar sind
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen mobilen Prüfstandaufbau bestehend aus zwei fahrbaren Palettenkonstruktionen zur Durchführung einer EMV-Messung.
Die einzige Figur zeigt eine erste fahrbare Palettenkonstruktion 1 zur
Aufnahme eines ersten Antriebssystem-Prüflings mit einem ersten
Antriebsmotor 2. Der erste Antriebsmotor 2 ist über eine Antriebswelle 9 mit einem Prüfstandantriebssystem 3 betreibbar. Das Prüfstandantriebssystem 3 ist in der Palettenkonstruktion 1 mit einer EMV-Abschirmung 4 integriert.
Die erste fahrbare Palettenkonstruktion 1 ist mit einer zweiten fahrbaren Palettenkonstruktion 5 in der Weise kombinierbar ausgestaltet, dass der erste Antriebsmotor 2 auf der ersten fahrbaren Palettenkonstruktion 1 mit einem zweiten Antriebsmotor 6 eines zweiten Antriebssystem-Prüflings auf der zweiten Palettenkonstruktion 5 mechanisch koppelbar ist. Hierzu werden insbesondere räumlich verstellbare Halteelemente 10 zur beliebigen
Ausrichtung der Prüflinge bei vorgegebenen Maximal-Geometriedaten vorgesehen.
Die zweite Palettenkonstruktion 5 weist kein Prüfstandsantriebssystem 3 auf. Vielmehr ist der zweite Antriebsmotor 6 durch den ersten Antriebsmotor 2 über die mechanische Kopplung 7 antreibbar oder der erste Antriebsmotor 2 ist durch den zweiten Antriebsmotor 6 über die mechanische Kopplung 7 antreibbar.
Die beiden mechanisch gekoppelten Antriebsmotoren 2 und 6 sind mit vorzugsweise drei unterschiedlichen Lastszenarien (Nennlast, Maximallast, typischer Last, entsprechend einem Realbetrieb) betreibbar. Der erste Antriebsmotor 2 ist ein Elektromotor. Der zweite Antriebsmotor 6 ist ein Verbrennungsmotor, der mit dem Elektromotor 2 mechanisch über das Koppelelement 7 (Getriebe und/oder Welle) drehbar verbunden sind. Das zu prüfende Gesamt-Antriebssystem stellt hier beispielsweise ein
Hybridantriebssystem bestehend aus einem Elektromotor 2 und einem Range Extender 6 dar.
Die Palettenkonstruktionen 1 und 2 sind aneinander angepasst (adaptiv), indem die Palettenkonstruktionen modular durch gleiche Abmessungen in Höhe h und Breite b aufgebaut sind, justierende Verbindungselemente 11 sowie verstellbare Halteelemente 10 aufweisen, durch die die Antriebswellen der einzelnen Antriebssysteme bzw. Antriebsmotoren 1 und 2 in eine direkt koppelbare Position gebracht werden können.
Die Stromversorgung des Prüfstandantriebssystems 3 kann hier durch einen dem ersten Antriebssystem-Prüfling zugeordneten Hochvolt-Speicher 8 gebildet werden, der ebenfalls auf der ersten Palettenkonstruktion 1 außerhalb der EMV-Abschirmung 4 montierbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Mobiler Prüfstandaufbau auf einer ersten fahrbaren
Palettenkonstruktion (1) zur Durchführung einer EMV-Messung an einem einen ersten Antriebsmotor (2) aufweisenden ersten Antriebssystem-Prüfling, wobei der erste Antriebsmotor (2) durch ein Prüfstandantriebssystem (3) betreibbar ist und wobei das Prüfstandantriebssystem (3) in der Palettenkonstruktion (1) mit einer EMV-Abschirmung (4) integriert ist.
2. Mobiler Prüfstandaufbau nach Patentanspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass die erste fahrbare Palettenkonstruktion (1) mit einer zweiten fahrbaren Palettenkonstruktion (5) in der Weise kombinierbar ausgestaltet ist, dass der erste Antriebsmotor (2) auf der ersten fahrbaren Palettenkonstruktion (1 ) mit einem zweiten Antriebsmotor (6) eines zweiten Antriebssystem-Prüflings auf der zweiten Palettenkonstruktion (5) mechanisch koppelbar ist.
3. Mobiler Prüfstandaufbau nach einem der vorangegangenen
Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Palettenkonstruktion (5) kein Prüfstandantriebssystem (3) aufweist und dass der zweite Antriebsmotor (6) durch den ersten Antriebsmotor (2) über die mechanische Kopplung (7) antreibbar ist oder dass der erste Antriebsmotor (2) durch den zweiten Antriebsmotor (6) über die mechanische Kopplung (7) antreibbar ist.
4. Mobiler Prüfstandaufbau nach einem der vorangegangenen
Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüfstandantriebssystem (3) derart ausgestaltet ist, dass ein einziger Antriebsmotor (2) oder alle mechanisch gekoppelten Antriebsmotoren (2, 6) mit unterschiedlichen Lastszenarien betreibbar sind.
Mobiler Prüfstandaufbau nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste
Antriebsmotor (2) auf der ersten Palettenkonstruktion (1) ein Elektromotor ist und dass der zweite Antriebsmotor (6) auf der zweiten Palettenkonstruktion (5) ein Verbrennungsmotor ist, der mit dem Elektromotor (2) mechanisch koppelbar ist.
Mobiler Prüfstandaufbau nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Palettenkonstruktionen (1 , 5) adaptiv, insbesondere auf Standard- Paletten vom Typ Euro 2000 mit Rädern, und modular aufbaubar oder aufgebaut sind.
Mobiler Prüfstandaufbau nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die EMV- Abschirmung (4) derart ausgelegt ist, dass die elektromagnetische Störaussendung des Prüfstandantriebssystems (3) unterhalb des Messrauschens der in der EMV-Messhalle verwendeten
Messtechnik liegt.
Mobiler Prüfstandaufbau nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die
Stromversorgung des Prüfstandantriebssystems (3) eine Hochvolt- Quelle oder ein dem Antriebssystem-Prüfling zugeordneter Hochvolt-Speicher (8) ist, der ebenfalls auf der ersten
Palettenkonstruktion (1) außerhalb der EMV-Abschirmung (4) montierbar ist.
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