Art. Nr.: 45860

Christiani HV-Trainer Schulungssystem E-Antriebe und HV-Systeme in Kraftfahrzeugen

57.500,00 € netto **

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 Information 209-093 zum/zur "Fachkundigen für Hochvolttechnik in Kraftfahrzeugen" qualifiziert werden. Alle hierfür geforderten Qualifizierungsstufen, lassen sich inhaltlich mit dem Christiani HV-Trainer abbilden.

Christiani HV-Trainer - Schulungssystem E-Antriebe und HV-Systeme in Kraftfahrzeugen

Das Schulungssystem 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 Batteriemanagementsystem (BMS), ein integriertes Ladegerät für die HV-Batterie, eine Steuereinheit mit Motormanagementsystem, alle erforderlichen Sicherheitskomponenten, Mennekes Ladeanschluss (Typ 2). Die Freischaltung des HV-Systems kann wahlweise über einen Service-Disconnect im 12 V-Kreis oder über einen Service-Disconnect im HV-Kreis (in der HV-Batterie) erfolgen. Zusätzlich dazu verfügt das Lehrsystem eine Rettungstrennstelle, um die Freischaltung eines verunfallten Fahrzeugs daszustellen. Die HV-Batterie, mit 96 Volt Nominalspannung, ist mit 32 LiFePO4 / 40Ah Zellen bestückt. Das BMS 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, fahrzeugelektrischen Antriebsstrang mit 1,6 kW Asynchron-Maschine, Steuerungseinheit mit Controller (E-Car-Box), DC/DC-Wandler, Sicherungen, Hochvolt-Hauptschütz und einer Steuerungssoftware mit mehrstufig einstellbarem Rekuperationsmodus zur Darstellung der Energierückgewinnung sowie einer hydraulischen Bremse zur Lastsimulation (Bergauffahrt).

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.

Batteriemanagementsystem (BMS)

Das Batteriemanagementsystem 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 BMS verfügt über ein Bluetooth-Modul zur Kommunikation zwischen dem BMS und einem Anzeigeinstrument wie Smartphone, Tablet oder einem Bluetooth fähigen Windows-PC. Mit diesem Modul können der Ladezustand der Batterie und verschiedene andere Parameter überwacht werden. Software für Windows und eine Android-App sind zum Downnload verfügbar.

Details

Durchführbare Arbeiten am HV-Funktionsmodell

  • Spannungsfreischaltung mit Service-Disconnect Hochvoltkreis
  • Spannungsfreischaltung mit Service-Disconnect Niedervoltkreis
  • Spannungsfreischaltung mit Rettungstrennstelle
  • 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

Fehlerschaltungen

Das Schulungssystem verfügt über eine integrierte Fehlerschaltung mit der sich jeweils 10 Fehler im Energieversorgungsmodul und 16 Fehler Antriebsmodul schalten lassen. Die Fehlerschaltung wird mit einer speziell dafür entwickelten Android-App über Bluetooth mit einem vorkonfigurierten 7-Zoll Tablet (im Lieferumfang enthalten) gesteuert.

  • 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
    11. Isolationsfehler HV+ Warnung
    12. Isolationsfehler HV+ Alarm
    13. Isolationsfehler HV- Warnung
    14. Isolationsfehler HV- Alarm
    15. Isolationsproblem HV+
    16. Isolationsproblem HV-
  • Fehlerschaltung im Batteriemodul

    1. Isolationswiderstand unterhalb der Warnschwelle
    2. Isolationswiderstand unterhalb der Alarmschwelle
    3. Interlock Service-Disconnect unterbrochen
    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
  • Weiter Fehler:
    • Sicherung F3 (DC/DC-Wandler) defekt
    • Sicherung F4 (Batterie+ Kl. 30) defekt
    • Sicherung F5 (Antriebsmodul-Not-Aus) defekt

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

Lieferumfang

  • Modulwagen Antriebs-Modul
  • Modulwagen Steuerungs- und Energieversorgungsmodul
  • Integrierte Fehlerschaltung mit 26 Fehlern
  • 7-Zoll Tablet (mit Android) für Batteriemanagement und Fehlerschaltung
  • Bedienungsanleitung
  • Ladekabel 1-phasig für 240 Volt 16 Ampere Netzanschluss
  • Messadapter 2mm/4mm
  • Vorhängeschloss zur Sicherung nach Spannungsfreischaltung
  • HV-Warnschilder
  • Curtis 1314 Programming Station zur Diagnose und Parametrisierung inkl. PC-Software (CD-ROM), USB-Interface und 4-PIN Molex und RJ11-Kabel