Entwicklung einer Ersatzlast zur Nachbildung des Fahrzeugs bei Emissionsmessungen an induktiven Ladesystemen

Abstract

Im Zuge der vorschreitenden Einführung von Elektro- und Hybridfahrzeugen kommt es durch den Einsatz von leistungselektronisch geregelten Antriebssystemen und Ladeinfrastrukturkomponenten zu enormen Herausforderungen im Bereich der EMV. Neben den aktuell bereits standardmäßig eingesetzten AC und DC Ladestationen im privaten und öffentlichen Bereich sind auch kontaktlose, induktive Ladesysteme in der Entwicklung. Mit diesen Ladesystemen ist es möglich über zwei gekoppelte Spulen die Ladeleistung zwischen Ladesäule und Fahrzeug zu übertragen. Da bei der Energie-übertragung zwischen den Spulen hohe Magnetfelder bei Frequenzen von 79 kHz bis 90 kHz generiert werden, ist eine messtechnische Überprüfung des Feldes in der Nähe des Fahrzeugs nötig. Zudem werden, da die Primärspule leistungselektronisch betrieben wird, neben den beispielsweise gewählten 85 kHz weitere breitbandige Störungen im Fahrzeug und der Umgebung generiert. Die EMV Absicherung dieser Systeme wird in der Normenreihe IEC 61980-1/-3 [1] behandelt. Diese verweist für die gestrahlten Emissionsmessungen auf die CISPR 11 [2]. Bei längeren Zuleitungen zwischen Leistungselektronik und Bodenspule, wird in der ETSI EN 303417 [3] auch eine Messung der Gleichtaktstörströme gefordert. Da neben den 85 kHz für die Energieübertragung auch die harmonischen auf die Fahrzeugseite übertragen werden, ist es hier von Interesse genaue Kenntnis über diese Störungen zu haben. Diese sollten auf der Fahrzeugseite im Idealfall die Hochvolt Grenzwerte nach CISPR 25 [4] einhalten. Bei den Testaufbau für die Vermessung von induktiven Ladestationen wird in dem aktuellen Entwurf der CISPR 11 CIS/B/710/CD [5] auf der Sekundärseite statt eines Fahrzeugs ein Metallplatte an der die Sekundärspule befestigt ist sowie eine resistive Last eingesetzt um einen Leistungsfluss während der Messung zu realisieren. Diese Last wird in der Standardisierung nicht weiter spezifiziert.