20. - 22.02.2018
Düsseldorf
EMV 2018
Internationale Fachmesse und Kongress für Elektromagnetische Verträglichkeit

 
 
 

Session 6b

EMV beim Laden von Elektrofahrzeugen

Termin

Donnerstag, 22.02.2018, 11:00 - 12:30 Uhr

Chairperson

Prof. Dr. Holger Hirsch

Beschreibung

11:00 Entwicklung, Implementierung und Verifizierung eines Emulatorkonzepts als Gegenstelle zum Elektrofahrzeug für EMV Prüfungen bei DC Ladetopologien
Dipl.-Ing. Marc Maarleveld, EMC TEST NRW GmbH, Dortmund, Deutschland
Im Rahmen der weltweiten Einführung von Fahrzeugen mit elektrischem Antriebsstrang, deren Antriebsbatterie am Energieversorgungsnetz geladen werden muss, ist eine geeignete Ladeinfrastruktur zu realisieren. Durch die Kombination mit den unterschiedlichsten Fahrzeugen ergeben sich im Falle des Ladevorgangs viele mögliche Kombinationen von Ladestationen und Fahrzeugen. Da es aktuell allerdings immer wieder zu Problemen beim Ladevorgang kommt, ist es notwendig, alle am Ladevorgang beteiligten Komponenten vorab bzgl. ihrer Interoperabilität unter verschiedensten Gesichtspunktenn zu überprüfen. Die Motivation ist daher eine Hardware-Testumgebung zu schaffen, die es ermöglicht die am Ladevorgang beteiligten Komponenten sowohl bzgl. ihrer Funktion als auch bzgl. der gültigen EMV-Anforderungen zu untersuchen. Hauptziel des zu Grunde liegenden Förderprojektes ist es, durch Kommunikationsemulatoren in Kombination mit einer leistungsfähigen regelbaren Energiequelle eine Power-HiL Testumgebung zu schaffen die es erlaubt, die am Ladevorgang beteiligten Komponenten durch entsprechende Tests vorab auf Eignung sowie Kompatibilität hinsichtlich eines erfolgreichen Ladevorgangs zu untersuchen. Dabei sollen sowohl die Themenfelder Funktionalität bzw. funktionale Sicherheit als auch elektromagnetische Verträglichkeit behandelt werden. Da der Emulator selbst die Peripherie in der Testumgebung darstellt, darf dieser zur korrekten Beurteilung des EMV-Verhaltens des Prüflings selbst keinerlei Beitrag zum EMV-Verhalten beitragen. Dies bedeutet, dass eine EMV-optimierte Emulation der Gegenstelle im Anwendungsfall EMV-Prüfung der Topologie Fahrzeug im Ladevorgang von Nöten ist.
11:30 Vergleichende Bewertung verschiedener normativer Störemissionsmessungen an einem Elektrofahrzeug
Dr.-Ing. Moawia Al-Hamid, Otto-von-Guericke-Universität, Magdeburg, Deutschland
Bei Elektrofahrzeugen treten hochfrequente Störemissionen nicht nur während des Fahrbetriebs auf, sondern auch während des Ladebetriebs, die betrachtet werden müssen. Die Hauptquelle der Störungen im Hochvoltbordnetz sind die steilen Taktflanken aufgrund der schnell schaltenden Leistungshalbleiter des Bordwechselrichters. Der Beitrag beinhaltet Untersuchungen zu Emissionen eines Elektrofahrzeugs während des Lade- und Fahrbetriebs unter dem Gesichtspunkt der Prüfmethode. Für die standardisierte Prüfung der Störfeldstärke nach EN 55012 werden nur jeweils Fahrer- und Beifahrerseite betrachtet, bei 3 m Antennenhöhe, horizontal und vertikal. Für größere Testobjekte sieht die EN 55011 dagegen zusätzliche Drehwinkel und Antennenhöhen vor (z.B. 30° und 30 cm Schrittweite). Dadurch wird aber auch der Störpegel höher; beim untersuchten Fahrzeug um ca. 20 dB. In vielen Messhallen besteht die Notwendigkeit, die Messachse zu ändern, wenn nach EN 55012 gemessen werden muss. Dafür ist aber die Messumgebung meist nicht kalibriert (NSA-Kriterium). Untersuchungsergebnisse sind im Beitrag enthalten. Weiterhin wurde die Funkstörspannung im Ladebetrieb vergleichend nach Kfz- und Industrienorm gemessen. Der Abstand des Ladekabels zur Erde ist bei der Kfz-Norm geringer; damit ist die Störamplitude fast im gesamten Spektrum höher. Andere, nicht normative Konfigurationen, wurden ebenfalls getestet und werden gezeigt.
12:00 Störfestigkeitsanalyse der Power Line Communication für das konduktive Laden von Elektrofahrzeugen
M.Eng. Thomas Opp, Forschungs- und Transferzentrum e.V. an der Westsächsischen Hochschule Zwickau, Zwickau, Deutschland
Für das konduktive DC-Laden von Elektrofahrzeugen ist eine Power Line Communication (PLC) erforderlich, für die bisher keine normativen Grenzwerte bezüglich der Störfestigkeit existieren. In diesem Beitrag wird die Störfestigkeit von PLC untersucht und Grenzwerte werden ermittelt. Für die Einordnung dieser Grenzwerte in die bestehende Normenlage für die stromführenden Leitungen der Ladeschnittstelle ist eine Kenntnis über das Maß des Übersprechens der durch die Leistungselektronik hervorgerufenen Störungen auf das PLC-Signal erforderlich. Dafür wurden typische Ladeleitungen bezüglich ihrer S-Parameter untersucht. Mit Kenntnis dieser Parameter konnten für die stromführenden Leitungen der Ladeschnittstelle generische Störer definiert werden, welche übergekoppelt auf die CP-Leitung den zuvor ermittelten Grenzwerten für PLC entsprechen. Des Weiteren wurden auch die maximal zulässigen Störpegel nach IEC 61851-21-2 getestet, welche je nach Auswahl der Ladeleitung zu einem Totalausfall der Power Line Communication führen können. Die Einhaltung aller relevanten Normen ist damit keine Garantie für eine fehlerfreie Funktion der PLC.

Referenten

Dr.-Ing. Moawia Al-Hamid
Otto-von-Guericke-Universität, Magdeburg, Deutschland
Moawia Al-Hamid hat an der Universität Hannover den Abschluss Dipl.-Ing. im Jahr 1999 erhalten. Anschließend hat er an der Universität Hannover bei Prof. Garbe in der Zeit 1999-2002 promoviert. Seit 2003 arbeitet er als Dozent und Leiter der EMV-Labore am Institut für Medizintechnik der Universität Magdeburg.
Herr Marc Maarleveld
Dipl.-Ing. Marc Maarleveld
EMC TEST NRW GmbH, Dortmund, Deutschland
Dipl.-Ing. Marc Maarleveld studierte Elektrotechnik auf Diplom an der TU Dortmund. Von Januar 2011 bis September 2013 war er wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl Energietransport und -speicherung, Universität Duisburg-Essen. Seit Oktober 2013 ist er angestellt bei der Firma EMC Test NRW GmbH in Dortmund. Hier arbeitete er zuerst als Projektleiter Elektromobilität, Forschung und Entwicklung. Seit Juli 2015 hat die die Funktion des Teamleiters Forschung und Entwicklung, Elektromobilität inne. Seit Juni 2016 ist er darüber hinaus Teamleiter der Abteilung Projekt Management. Nebenher verfolgt er sein bereits zu Zeiten an der Universität Duisburg-Essen begonnenes Promotionsvorhaben zum Thema "EMV im Ladevorgang".
M.Eng. Thomas Opp
Forschungs- und Transferzentrum e.V. an der Westsächsischen Hochschule Zwickau, Zwickau, Deutschland
Thomas Opp studierte bis 2009 Informationstechnik im Diplomstudiengang an der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) und arbeitete dort anschließend als Laboringenieur für Digital- und Mikroprozessortechnik. Seit 2013 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forschungsgruppe EMV des Forschungs- und Transferzentrums e. V. an der WHZ und seit 2017 Teamleiter für Hard- und Softwareentwicklung. In den Jahren 2014 bis 2017 absolvierte er berufsbegleitend ein Masterstudium Elektromobilität an der Technischen Hochschule Ingolstadt.


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