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Funktionsmodell E-Antriebe und HV-Systeme 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.

Funktionsmodell E-Antriebe und HV-Systeme in Kraftfahrzeugen

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, Balancing rate während des Ladevorgangs) jeder einzelnen Batteriezelle dargestellt werden.

Antriebsmodul

Das Antriebsmodul besteht aus einem kompletten Hinterachs-Antriebsstrang mit Getriebe vom Smart 450, 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:

Fehlerschaltung im Antriebsmodul:

1. Zwischenkreis-Kondensator Restenergie-Entladung funktioniert nicht

2. Zwischenkreis-Kondensator Restenergie-Entladung zu langsam

3. Spule Hauptschütz im Antriebsmodul unterbrochen

4. HV-Hauptschütz im Antriebsmodul defekt

5. HV-Hauptschütz im Antriebsmodul verklebt/verschweißt

6. DC/DC-Wandler schaltet nicht ein

7. Motor-Temperatur-Sensor defekt

8. Motor-Encoder-Phasenleitung unterbrochen

9. CAN-Bus gestört

10. Motorphase (W) unterbrochen

Fehlerschaltung im Batteriemodul:

1. Isolationswiderstand unterhalb der Warnschwelle

2. Isolationswiderstand unterhalb der Alarmschwelle

3. Interlock Service-Disconnect überbrückt

4. Übertemperatur einer Batteriezelle

5. Unterbrechung DC-Leitung des Ladegerätes

6. HV+ Batterieschütz schließt nicht

7. HV+ Batterieschütz verklebt/verschweißt

8. Ladekommunikation unterbrochen

9. AUX Modul Versorgung HV+ Leitung unterbrochen

10. Zellmodul-Kommunikation unterbrochen

Weitere Fehler:

• Sicherung F4 (Batterie+ Kl. 30) defekt

• Sicherung F3 (DC/DC-Wandler) defekt

• Sicherung F5 (Antriebsmodul-Not-Aus) defekt

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
  • Austausch von Batteriemodulen
  • Connector zwischen den Zellen auf Übergangswiderstand prüfen
  • Funktionsprüfung der Schütze
  • Prüfen der Sicherheitslinie (Interlockkreis)
  • Prüfung des Isolationswächters
  • Prüfung von Motor-Encoder und Motortemperaturgeber
  • 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 Diagnose 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 
 
 Ladestation „Mobiler Wallbox-Koffer“   13429  Ladestation „Mobiler Wallbox-Koffer“    5.750,00 EUR    6.842,50 EUR 
 

 
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