Eintritt in den Markt für elektrische Kältemittelverdichter
Ein namhafter Tier 1 Zulieferer aus dem süddeutschen Raum ist vor einigen Jahren in den Markt für elektrische Kältemittelverdichter (eKMV) eingestiegen und wollte daher in kürzester Zeit ein komplett neues Prüffeld für eKMV aufbauen. Gerade für Zulieferer welche neu in den Markt der eKMV einsteigen, besteht ein hoher Bedarf an zuverlässiger, präziser und flexibel einsetzbarer Prüftechnik. IPETRONIK stand bei der Definition der individuellen Bedarfe an die Prüftechnik, der Planung sowie dem Aufbau als leistungsstarker Partner zur Seite und half auch 2 Jahre später bei einer Erweiterung des Prüfzentrums.
Die Herausforderung
Ein zuverlässiges und effizientes Thermomanagement ist in batteriebetriebenen Fahrzeugen von zentraler Bedeutung. Zum Thermomanagementsystem gehören sowohl das Kühlmittel- und Wärmeträgersystem als auch das „Kälte erzeugende" Aggregat: der Kältemittelkreislauf. Das Herz dieses Kreislaufs ist dabei der Kältemittelverdichter. Während er in Fahrzeugen mit klassischem Verbrennungsmotor noch riemengetrieben (mKMV) war, ist er heutzutage in Hybridfahrzeugen und E-Fahrzeugen elektrisch angetrieben (eKMV).
Da das Thermomanagementsystem nicht nur wichtig für die Energieeffizienz und den Komfort, sondern auch für die Sicherheit ist, sind insbesondere für den Kältemittelverdichter die Anforderungen an Leistung und Belastbarkeit äußerst hoch. Daher stellen die OEMs hohe Validierungsanforderungen an die Zulieferer von eKMV zur Absicherung der Entwicklung.
Anforderungen
- Große Massenstromspanne von 30 kg/h bis 800 kg/h
- An Dauerlaufprüfständen mehrere Prüflinge in einer Klimaprüfkammer
- Einfache Prüfstands-Anpassung auf variierende Prüfanforderungen im Validierungszyklus
- Geführte Messung mit Eingabe-Maske bei Teststart, Erkennung von Beharrungszuständen und Testreportgenerierung
- Temperaturmessung an eKMV-Leistungselektronik mit HV-Thermoelement-Messtechnik
- Messung NVH-relevanter Größen wie Vibration des Prüflings und Druckpulsation im Hoch- und Niederdruck
- Messung des Stromverbrauchs der Anlage über integrierte Messtechnik
Unsere Lösung
Innerhalb eines halben Jahres stand der erste Prüfstand. Weiterhin wurden drei zusätzliche Belastungseinheiten für Dauerlaufprüfungen geliefert sowie ein Prüfplatz für NVH-Messungen mit Messtechnik und einer thermodynamischen Belastungseinheit ausgestattet. Das Prüffeld wurde dann in weiteren sechs Monaten erweitert, sodass am Ende insgesamt fünf IPEcomp-Funktionsprüfstände, fünf IPEcomp-Dauerlaufprüfstände sowie zwanzig Prüfplätze für Dauerlaufprüfungen (HTOE und PTCE) mit kompakten IPEload-Belastungseinheiten in einem großen Prüfzentrum vereint waren.
Einige Jahre später wurde das Prüfzentrum um elf weitere IPEcomp-Prüfstände erweitert. Gestiegene Anforderungen an Leistung und Performance machten es notwendig Prüfstände mit erweitertem Funktionsumfang und erweiterten Betriebsbereichen zu beschaffen. Die neuen Prüfstände können nun einen mehr als doppelt so großen Massenstrombereich abdecken und sind bestens dafür geeignet den Verdichter in Hinblick auf Wärmepumpenanwendungen zu testen. Durch die besondere "Nassfahrfunktion" ist es möglich dem Prüfling auch definiert flüssiges Kältemittel in der Saugleitung zuzuführen.
Die Vorteile
- Modulares Design
- Verschiedene Belastungseinheiten für Funktions- oder Dauerlaufprüfungen
- Variable Spannungslagen möglich
- Flexible Einbindung von Kommunikationsdateien über CAN und LIN mit der eigenen Software IPEmotion
- Einfache Programmierung von Testabläufen
- Vollautomatisierte Durchführung der Tests
- Erstellen von Testreports auf Knopfdruck in IPEmotion
Der IPEcomp: Validierungsprüfstand für eKMV und mKMV
Das modulare Konzept bietet dem Kunden den Vorteil sein Prüffeld flexibel an die aktuelle Entwicklungsphase und die damit einhergehenden Anforderungen anpassen zu können. Ein IPEcomp besteht aus einer Temperaturkammer sowie einer rollbaren Belastungseinheit, die ausgetauscht werden kann. Zu Beginn der Entwicklung können so mehr Prüfstände zur Funktionsabsicherung und Leistungsmessung an neuen Baumustern bereitgestellt werden. In späteren Entwicklungsphasen, wenn mehr Dauerlaufprüfungen anstehen, können Prüfstände mit der passenden Belastungseinheit schnell und flexibel zu für Dauerlaufprüfungen optimierten Prüfständen umkonfiguriert werden.
Da jeder Prüfstand mit mehreren Gleichstromversorgungen ausgestattet ist, können an jedem Prüfplatz Prüflinge mit verschiedenen Versorgungsspannungen von 48 V DC, 400 V DC, 800 V DC etc. betrieben werden. Prinzipiell sind hier Spannungen bis zu 1500 V DC möglich.
