The future is electric
AVL Inverter TS ™
- Weltweit verlässliche und reproduzierbare Ergebnisse
- Vollumfängliche, begleitende Testmethodik-Entwicklung
- Flexibel, genau und schnell alle gängigen Motorkonzepte abbilden
- Fehlersituationen emulieren und das Inverterverhalten testen
The Inverter – Heart and Brain
Der Inverter ist ein intelligenter Minicomputer in elektrifizierten und elektrischen Fahrzeugen. Zusammen mit der Batterie und dem E-Motor bilden sie die Grundlage für das Fahrerlebnis. Bevor alle diese Komponenten zusammen getestet werden, sollte jede einzelne auf einem speziellen Testsystem entwickelt und validiert werden. Das Frontloading von Tests führt zu verkürzten Integrationstests und damit zu einer kürzeren Time-to-market.
Der Inverter steuert und überwacht alle Fahrbedingungen und die sicherheitskritischen Funktionen des Fahrzeugs. Die Leistungselektronik in Verbindung mit einer hohen Signalkomplexität erfordert eine geeignete Testmethodik und den Einsatz geeigneter Testsysteme.
Der AVL Inverter TS™ besteht im Wesentlichen aus einer E-Motor-Emulation und einem Batterie-Emulator – der echte E-Motor und die echte Batterie müssen also nicht zur Verfügung stehen.
Unser Testsystem bietet eine sichere Testumgebung, in der alle Inverterfunktionen getestet und optimiert werden können. Insbesondere das Nachbilden von Fehlern sind bei einem E-Motor-Testsystem mit rotierenden Teilen nicht möglich oder extrem gefährlich. Darüber hinaus kann die Testzeit im Vergleich zur Validierung des Inverters in einem realen Fahrzeugprototyp erheblich verkürzt werden.
Der Inverter ist das Herz und Gehirn des elektrischen Antriebstrangs.
Testsysteme für effiziente Entwicklung und Validierung:
Die Entwicklung und Qualifizierung von Invertern muss drei zentrale Aspekte berücksichtigen
SICHERHEIT & NORMEN
Leistungsfähigkeit
Zuverlässigkeit & Lebensdauer
Eine neue Generation der Testsysteme
Kundenorientierung und Pioniergeist sind der Schlüssel für unsere Technologieführerschaft, welche wir mit einer neuen Generation von Testsystemen ausgebaut haben.
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Inverter dediziert testen
Da die Intelligenz des elektrifizierten Antriebstrangs eines Fahrzeugs im Inverter steckt, stellt er die zentrale Schlüsselkomponente im Fahrzeug dar. Das Verhalten und Handling des Inverters beeinflusst das Fahrverhalten des Fahrzeugs. Das Fahrgefühl, welches im fahrenden Fahrzeug entsteht, bewirkt beim Nutzer die Begeisterung oder auch Ablehnung für das Fahrzeug. Unter anderem werden auch die Fahrmodi durch den Inverter gesteuert. Dazu gehört das Fahrverhalten im Ecomodus, Standardmodus oder auch im Sportmodus. Ergänzend hängt ein Großteil des Gesamtwirkungsgrades des Antriebstrangs vom Inverter ab bzw. wird vom Inverter maßgebend beeinflusst.
Der Inverter kann aufgrund seiner Intelligenz auf verschiedene E-Motoren und Batterien und auch deren Toleranzbereiche optimiert werden. Dies bedeutet, dass auch ein E-Motor mit maximal schlechten Eigenschaften, aber in der Fertigung für in Ordnung befunden, vom Inverter im Gesamtantriebstrang gehandelt werden kann. Nur wenn sich der Inverter darauf entsprechend einstellt, kann der Gesamtwirkungsgrad hoch bleiben. Gleichermaßen kann so das Zusammenspiel im Allgemeinen optimiert werden, sodass Wirkungsgrade im Gesamtantriebstrang von bis 98 % erreicht werden können.
Es ist uns wichtig, unseren KundInnen nicht nur Einzelteile zur Verfügung zu stellen, sondern ein hochmodernes, vollständiges Testsystem, das auf unserem jahrelangen Applikations-Know-How beruht und damit eine hocheffiziente Testmethodik und -durchführung ermöglicht.
Eine neue Generation AVL Inverter Testsysteme
Mit dem Inverter Testsystem können alle gängigen E-Motor-Konzepte realistisch nachgebildet werden. Dies erfolgt mit hoher Dynamik quasi-kontinuierlich in Echtzeit mit Hilfe einer äußerst performanten Leistungselektronik. In Kombination mit einem hochpräzisen Motormodell, welches alle 320 ns das Verhalten der emulierten Maschine berechnet, wird dabei die herausragende Genauigkeit unserer Emulatoren sichergestellt. Somit können reale, aussagekräftige und reproduzierbare Testergebnisse erzeugt werden.
Unsere Benefits
1
Weltweit verlässliche und reproduzierbare Ergebnisse
Dank des validierten und weltweit etablierten Prüfstandkonzepts des AVL Inverter TS, können die Testergebnisse weltweit verfügbar, nutzbar und reproduzierbar gemacht werden. Basierend auf dem Applikations-Know-How, dass wir als Technologieführer in der E-Motor Emulation erarbeitet haben, kann der Input über hochpräzise Motormodelle in der Software und performanter Leistungselektronik als Hardware realitätsgetreu als Output am Prüfling abgebildet werden. Nur so wird eine hohe Genauigkeit in der Emulation sichergestellt, welche die Ergebnisse real, wertvoll und reproduzierbar machen.
2
Vollumfängliche, begleitende Testmethodik-Entwicklung
Mit einem gut durchdachten Testkonzept und der idealen Nutzung des Inverter Testsystems lässt sich eine kostengünstige Inverter-Entwicklung umsetzen. Das AVL Inverter TS bietet ein durchdachtes Testsystemdesign sowie alle relevanten Funktionalitäten zur Entwicklung einer effizienten Inverter-Testmethodik.
Wir bieten kundenspezifische Inverter Testsysteme, die auf spezifische Kundenanwendungen sind – und wir können auch die Ramp-up-Phase unserer Kunden bei der Installation solcher Testsysteme begleiten und unterstützen.
3
Flexibel, genau und schnell alle gängigen Motorkonzepte abbilden
Wie können alle marktüblichen E-Motor Typen in einem Inverter Testsystem abgebildet werden? Dies ist eine grundsätzliche Frage, die beantwortet werden muss, da es mittlerweile viele verschiedene Motorkonzepte gibt, die mit einem einzigen Prüfstandskonzept behandelt werden müssen. Das Inverter Testsystem der AVL enthält validierte Motormodelle, die Motordaten als Parametereingaben verwenden: Um die Tests am Prüfling zu starten, werden nur wenige Motorwerte benötigt. Je besser jedoch die Datenbasis ist, desto höher ist die Emulationsgenauigkeit und desto größer ist der Mehrwert des virtuellen E-Motors.
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Fehlersituationen emulieren und das Inverterverhalten testen
Das Testen kritischer Fehlersituationen wie Kurzschlüsse und Kabelbrüche an den Hochspannungsanschlüssen eines Inverters ist gefährlich und teilweise nicht möglich. Nein, das ist falsch! Mit dem AVL Inverter TS und dem integrierten Failure Emulation Cabinet (FEC) ist dies einfach, sicher und reproduzierbar über eine Vielzahl von Situationen und Betriebspunkten möglich. Mögliche Fehler und die Reaktion des Wechselrichters darauf können wiederholt emuliert werden, um den Entwicklungsfortschritt zu überprüfen.
Beispiele für Fehler, die auf diese Weise emuliert werden können, sind Kabelbrüche, Motorphasenkurzschlüsse oder auch Kabel, die bei einem Verkehrsunfall abgerissen werden. Solche Situationen lassen sich mit mechanischen Prüfständen kaum ohne extreme Gefahr für Material und Personal nachstellen. Das AVL Inverter Testsystem bietet eine einfache, sichere und schnelle Möglichkeit, solche Situationen zu testen.
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Kleine Anschlussleistungen, große Wirkleistung
Bei der Betrachtung der beeindruckenden Leistungswerte von bis zu 1.000 kW Leistung, 2.400 ARMS Phasenstrom und 1.000 VDC Zwischenkreisspannung kann die Frage auftauchen, wie „grün“ und nachhaltig ein solcher Prüfstandsbetrieb sein kann. Das einzigartige Energieversorgungskonzept des AVL Inverter Testsystems ist so ausgelegt, dass nur zur Deckung von Verlusten Strom aus dem Netz bezogen wird, sodass kleine Anschlussleistungen ausreichen, um große Prüflingsleistungen zu liefern.
In Zahlen ausgedrückt bedeutet dies, dass die Netzanschlussleistung aufgrund des optimierten Energiekonzepts um den Faktor 5 gegenüber vergleichbaren Testlösungen reduziert wird.
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Zukunftssicherheit durch Abdeckung hoher Spannungslagen
Mit dem AVL Inverter TS können alle hohen Versorgungsspannungen eines elektrifizierten Antriebsstrangs bis zu 1000 VDC abgedeckt werden.
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