gesponsertMigration von 800-V-Architekturen in 400-V-Testsysteme 800-V-Elektrofahrzeuge sind ohne HiL-Simulation kaum denkbar

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In der EV-branche gibt es einen wachsenden Trend hin zu 800 V Architekturen. In diesem Whitepaper werden die Gründe für den Wandel, Herausforderungen und die Rolle der HIL-Simulation erörtert.

In der sich rasch entwickelnden Elektrofahrzeugbranche gibt es einen wachsenden Trend hin zu 800V-Architekturen. In diesem Whitepaper werden die Gründe für diesen Wandel, die damit verbundenen Herausforderungen und die wichtige Rolle erörtert, die die HIL-Simulation beim Übergang von 400 V auf 800 V spielen kann.

Die meisten Elektrofahrzeuge (EVs) verwenden derzeit eine 400-V-Stromversorgungsarchitektur. Um höhere Reichweiten und kürzere Ladezeiten zu gewährleisten, geht der Trend in Richtung 800 V. Doch 800-V-Komponenten, müssen entsprechend ausgelegt und langlebiger sein, als das bei 400 V der Fall wäre.

400V-Architekturen können nicht einfach wiederverwendet werden. Verbesserungen im Bereich der Zuverlässigkeit und Sicherheit sind hier notwendig.

Sofern höhere Spannungen zulässig sind, können die meisten Testgeräte, welche für 400V-EV-Systeme eingesetzt werden, für 800 V wiederverwendet werden. Wenn die Geräte auf einem Standard wie PXI oder LXI basieren, besteht bei Bedarf ein einfacher Migrationspfad. Das bedeutet, dass Design- und Testingenieure, ohne oder mit nur geringer Investition die vorhandenen Geräte von 400 V auf 800 V umstellen können.

Was kann ich lernen?

In diesem Whitepaper erfahren Ingenieure:

• Warum 800-V-EV-Architekturen eine erhöhte Komplexität in Batteriemanagementsystemen (BMS) bedeuten und langlebigere Komponenten erfordern.

• Vorteile einer 800-V-Architektur in Bezug auf elektrische Effizienz, Reichweite und Ladezeiten.

• Wie HIL-Simulation Vorteile bei der frühzeitigen Problemerkennung, Designverbesserungen und Kosteneinsparungen bietet.

• Warum das Schalten von Hochspannung, RTD-Simulation und Fehlersimulationbei der EV-Entwicklung relevant sind.

Erstellen einer HIL-Testplattform

Soll eine HIL-Testplattform von Grund auf neu aufgebaut werden, sind die Kosten (sowohl finanziell als auch zeitlich) in der Automobilindustrie tendenziell unerschwinglich. Die Verwendung einer Industriestandardplattform wird daher dringend empfohlen. Dabei sind zwei Hauptstandards zu berücksichtigen, nämlich PXI und LXI, welche auf den Industriestandards PCI bzw. Ethernet basieren.

Beide werden von einer großen Anzahl globaler Anbieter mit vielen verfügbaren kommerziellen Standardprodukten (COTS) unterstützt und bieten nahtloses, anbieterunabhängiges Plug-and-Play. Ein großer Vorteil besteht darin, dass die Langlebigkeit der Produkte gewährleistet ist und die Anbieter über Prozesse zum Obsoleszenz Management verfügen.

Zusammenfassung

Die Umstellung von 400-V- auf 800-V-Architekturen bietet viele Vorteile. Darunter höhere Leistung und schnelleres Laden. Die Verwendung einer höheren Spannung ermöglicht zwar kompaktere Komponenten und dünnere Leitungen – beides führt zu Gewichtseinsparungen –, doch es besteht Bedarf an höherer Haltbarkeit und Sicherheit. Außerdem wächst zunehmend die Anforderung, dass EV-Architekturen Redundanz bieten müssen, um Ausfälle zu vermeiden und die Sicherheit und Zuverlässigkeit zu verbessern. Beides trägt erheblich zum Ruf des Herstellers bei.

Simulation ist der sicherste Weg, um die Architektur, Systeme und Kernkomponenten eines Elektrofahrzeugs zu entwickeln, zu untersuchen und gründlich zu überprüfen. So kann beispielsweise die Funktionalität eines BMS überprüft werden, ohne dass physische Batteriemodule verwendet werden. Fehlersimulationen, wie das Simulieren von Kurzschlüssen, sind viel sicherer. Darüber hinaus lassen sich Testbedingungen und -ergebnisse problemlos für die Rückverfolgbarkeit aufzeichnen.

Die Verwendung von PXI- und LXI-basierten Testequipment ist eine logische Wahl für Hersteller, die derzeit Produkte für eine 400-V-Architektur entwickeln und den Wechsel zu einer 800 V in Erwägung ziehen, da es einen einfachen Migrationspfad gibt. Beispielsweise können Chassis und Controller (im Fall von PXI) sowie Module mit einer Nennspannung von 1kV einfach wiederverwendet werden, wodurch die Anfangsinvestition nicht erneut getätigt werden muss.

Auf diese Weise können wichtige Systemkomponenten wie Akkupack, Motoren, Wechselrichter und BMS optimiert werden. Die Gesamtleistung des Systems kann ermittelt werden, ohne ein Prototypenfahrzeug auf die Straße zu bringen. Da HIL automatisiert werden kann, sind Tests unbeaufsichtigt möglich. Dies beschleunigt die Systementwicklung erheblich. HIL-Tests sind zudem sehr gut wiederholbar.

Das Whitepaper steht hier zum Download zur Verfügung

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