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Schulungsstand/Funktionsmodell
Elektrische Antriebe in Kraftfahrzeugen

Art.Nr.: 96843Stückpreis: in EUR
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Beschreibung:

Moderne elektrische Antriebstechnik in Kraftfahrzeugen erfordert eine zusätzliche Qualifizierung des Werkstattpersonals. Aber auch diejenigen, die in der Herstellung und Entwicklung solcher Systeme mit HV-Technik in Berührung kommen, müssen nach der DGUV 200-005 zur „Fachkraft für Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen“ qualifiziert werden. Alle darin geforderten Qualifizierungsstufen, lassen sich inhaltlich mit dem neuen Christiani HV-Trainer abbilden.

Das Funktionsmodell E-Antriebe und HV-Systeme in Kraftfahrzeugen besteht aus einem Antriebsmodul und einem Energieversorgungs- und Steuerungsmodul.
Das HV-System arbeitet mit einer Betriebsspannung von 96 Volt. Aufgebaut ist eine komplette Energieversorgungseinheit mit elektronischem Batteriemanagement (BMS), ein integriertes Ladegerät für die HV-Batterie, eine Steuereinheit mit Motormanagement-System, alle erforderlichen Sicherheitskomponenten, Mennekes Ladeanschluss und Service-Disconnect in extra robuster Ausführung. Die HV-Batterie besteht aus 32 LiFePO4 Zellen mit 40 Ah. Das Batteriemanagement verfügt über eine Bluetooth-Schnittstelle.

Über eine dazugehörige App (Android) kann der Zustand (Spannung, Temperatur, Balancingrate während des Ladevorgangs) jeder einzelnen Batteriezelle dargestellt werden. Das Antriebsmodul besteht aus einem kompletten Hinterachs-Antriebsstrang mit Getriebe, 15 kW Asynchron-Maschine, Steuerungseinheit mit Controller (E-Car-Box), DC/DC-Wandler, Sicherungen, Schütze und Steuerungssoftware und einer hydraulischen Bremse zur Lastsimulation (Bergauffahrt).

 

Details:

E-Car-Box:

Die E-Car-Box ist das Herzstück des Antriebs. In ihr sind alle wichtigen Komponenten zur Ansteuerung des Motors platzsparend, sicher und EMV-konform eingebaut und nach höchsten Sicherheitsstandards verkabelt. Sie enthält neben dem luftgekühlten Curtis-Controller zur Ansteuerung des Motors auch den Hauptschütz, einen DC-DC-Wandler sowie alle erforderlichen Hoch- und Niederspannungssicherungen.

Batterie Management System (BMS):

Das Batterie-Management-System dient zur Überwachung der im HV-Trainer verbauten Lithium-Eisenphosphat-Batteriezellen und deren Schutz vor Über- und Unterspannung während des Ladevorgangs und während der Fahrt. Dabei kommuniziert die zentrale Steuereinheit via CAN-Schnittstelle mit dem angeschlossenen Ladegerät und dem Motorcontroller. Das Batteriemanagement verfügt über ein Bluetooth-Modul zur Kommunikation zwischen dem BMS und einem Anzeigeinstrument wie Smartphone, Tablet oder einem Bluetooth fähigen Windows-PC. Es sind Apps für Windows Mobile und Android zum Download verfügbar. Mit diesem Modul kann der Ladezustand der Batterien und verschiedene andere Parameter überwacht werden.

Fehlerschaltung:

Fehlerschalter zur Simulation von Fehlern:

Das Funktionsmodell verfügt über eine integrierte Fehlerschaltung, mit der sich jeweils 10 Fehler im Energieversorgungsmodul und Antriebsmodul schalten lassen. Die Fehlerschaltung wird mit einer speziell dafür entwickelten App (Android) über Bluetooth mit einem Tablet oder Smartphone gesteuert.

Fehlerschaltung im Antriebsmodul:

  1. Eine Phasenleitung zum Motor unterbrochen
  2. Restenergie-Entladung Zwischenkreis-Kondensator defekt
  3. Hauptschütz Spule unterbrochen
  4. Hauptschütz schließt nicht
  5. Hauptschütz öffnet nicht (Kontakte „verklebt“)
  6. DC/DC-Wandler schaltet nicht ein
  7. Motor-Temperatursensor: Misst falschen, zu hohen Wert
  8. Motor-Encoder: Eine Phasenleitung unterbrechen
  9. Precharge-Relais Spule unterbrochen
  10. Fehler in der Hochvolt-Kontakt und Gehäuseüberwachung (Interlock)

Fehlerschaltung im Batteriemodul:

  1. Isolationsfehler 1 im HV-IT-Netz (Warnschwelle)
  2. Isolationsfehler 2 im HV-IT-Netz (Systemabschaltung)
  3. Disconnect Interlock-Kontakte überbrücken
  4. Überhitzung eines Batterie-Zellmoduls
  5. Eine DC Ladeleitung unterbrechen: Kein Ladestrom
  6. Batterie-Schütz schließt nicht
  7. Batterie-Schütz öffnet nicht
  8. Ladedose verriegelt nicht: Keine Kommunikation mit Ladesäule
  9. Übergangswiderstand zwischen 2 Akku-Zellen
  10. Zellmodul-Kommunikation unterbrochen: BMS-Fehler

Weitere Fehler:

  • Sicherung F4 (Batterie+ Kl. 30) defekt
  • Sicherung F3 (DC/DC-Wandler) defekt
  • Sicherung F5 (Antriebsmodul-Not-Aus) defekt

Technische Änderungen vorbehalten.

Arbeitsmöglichkeiten:

Durchführbare Arbeiten am HV-Funktionsmodell:

  • Spannungsfreischaltung mit Service-Disconnect
  • Spannungsfreiheit feststellen
  • Gegen Wiedereinschalten sichern
  • Messen der Zwischenkreis-Kondensator Lade- und Entladekurve
  • Defekte Batteriezellen messtechnisch lokalisieren
  • Connector zwischen den Zellen auf Übergangswiderstand prüfen
  • Funktionsprüfung der Schütze
  • Prüfen der Sicherheitslinie (Interlockkreis)
  • Prüfung des Isolationswächters
  • Lastsimulation (Bergauffahrt) sichtbar und messbar darstellen
  • Programmierung des HV-Controllers mit Handprogrammer oder PC-Interface

Messmöglichkeiten:

  • Phasenspannung und Phasensignal (U, V, W) zum E-Motor
  • 12 V Bordnetzspannung
  • HV-Batteriespannung
  • Potenzialausgleichsmessung
  • Isolationswiderstandsmessung
  • Isolationswächtersignal (PWM-Signal)
  • Inverter-Zwischenkreisspannung
  • CP-Signal an der Ladesteckdose (Kommunikation mit Ladestation)
  • Sicherheitslinie (Interlockkreis und Interlock-Signal-Spannung)
  • Eingang DC/DC-Wandler (Plus und Minus)
  • Ausgang DC/DC-Wandler (Plus und Minus)
  • Temperatur und Spannung einer einzelnen Batteriezelle (über BMS)
  • Strom-Sensor-Signal
  • E-Motor Drehzahl- und Temperatur-Sensor-Signal
Lernziele:
  • Beachtung der Unfallverhütungsvorschriften
  • Vermeidung von Gefahren im Umgang mit elektrischem Strom und Gefahrstoffen
  • Auswahl geeigneter und sicherer Prüf- und Messgeräte
  • Umgang und Einsatz von Sicherheitsausrüstung
  • Anwenden von herstellerspezifischen Prüfroutinen
  • Freischalten von Hochvoltkomponenten, gegen Wiedereinschalten sichern, Spannungsfreiheit herstellen
  • Erkennen von Gefahren, die von elektrischen Speichern (Kondensator, Hochvoltbatterien) ausgehen
  • Erkennen der allgemeinen Gesetzmäßigkeiten der Elektrotechnik
  • Erstellen von System- und Blockschaltbildern
  • Identifizieren von elektrischen Größen in Ihrer Wirkung auf den menschlichen Organismus
  • Fehlersuche und Interpretation der Eigendiagnose betroffener Systeme
  • Analysieren der Funktion und das Zusammenwirken der Bauelemente unter Berücksichtigung des Informationsaustausches zwischen beteiligten Steuergeräten
  • Systemzusammenhänge erkennen mit Hilfe von Stromlauf- und Funktionsplänen
  • Analysieren von zeitabhängigen Größen und Auswerten von Signalbildern
  • Anwendung von Kenntnissen über die Gesetzmäßigkeiten der Spannungserzeugung (Induktion), der Gleichrichtung (Ein- und Mehrweggleichrichtung), des elektromotorischen Prinzips und der Speicherung elektrischer Energie
  • Beurteilen von Gefährdungen bei Messungen unter Spannung, Ableitung von Schutzmaßnahmen und Prüfen der Wirksamkeit der elektronischen Schutzmaßnahmen des Hochvoltsystems
  • Durchführung von Messungen unter Spannung (Isolations-, Potentialausgleichs- und Spannungsfallmessung, Batteriezellenspannungen, Temperaturbestimmung)
  • Funktionsprüfung an Hochvoltsystemen (Ansteuersignale des Elektromotors im Fahrbetrieb)
  • Beurteilung von Messwerten und Signalen auf Plausibilität und Erstellung von Prüfprotokollen
  • Planen der Diagnose und Instandsetzung des Hochvoltsystems und dessen Komponenten
Lernfelder:
  • Grundstufe: Lernfeld 3, 6
  • Fachstufe: Lernfeld 13S
geeignet für:
  • Kraftfahrzeugmechatroniker/-in
  • Kraftfahrzeugmechatroniker/-in mit Schwerpunkt System- und Hochvolttechnik
Zubehör:
  Best.-Nr.  Bezeichnung Netto-Preis Brutto-Preis Kaufen
 Curtis 1313 Handprogrammer   96844  Curtis 1313 Handprogrammer    470,00 EUR    559,30 EUR 
 
 Curtis 1314 Programming Station   96845  Curtis 1314 Programming Station    470,00 EUR    559,30 EUR 
 

 
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