Auswirkungen des Impedanzverhaltens eines KFZ-Kraftstoffpumpensystems auf die Störaussendung in der Komponenten Stripline Messung nach DIN EN 55025

Abstract

Bei Anwendungen mit hohen Anforderungen an Lebensdauer und Effizienz werden Motoren häufig als bürstenlose DC Motoren (BLDC) ausgeführt. Das dreiphasige elektrische Drehfeld zur Ansteuerung der BLDC Motoren wird durch Leistungshalbleiter in B6 Brückenanordnung erzeugt. Um die Verlustleistung gering zu halten, werden neben geringen ohmschen Verlusten geringe Schaltverluste durch kurze Schaltzeiten erzielt. Die Integration von Steuergerät und Last in ein Gehäuse zur Reduzierung der elektromagnetischen Störungen wird in [1] beschrieben. Erhöhte Anforderungen an die Reduzierung der EMV-Störungen ergeben sich, wenn der Automobilhersteller einen konstruktiven Freiheitsgrad beibehält und das entsprechende Steuergerät nicht direkt am oder im Aktor platziert. Die elektromagnetischen Störungen im Fahrzeug breiten sich dann verstärkt über die Versorgungsleitungen und die Motorleitungen aus. Die Störaussendung einer Kraftstoffpumpe im Fahrzeug wird in [2] beschrieben. Um den hohen Anforderungen auch bei verwendeten Leitungslängen >1m gerecht zu werden, kommen häufig geschirmte Motorleitungen zum Einsatz. Der Einfluss der Schirmung auf Motorleitung und Batterieleitung wird in [3] behandelt. Die Einhaltung der elektromagnetischen Anforderungen des Gesamtsystems aus Steuergerät, Zuleitung und Aktor obliegt dem Steuergerätehersteller und stellt eine hohe Herausforderung dar. Im Frühstadium der Entwicklung bleibt oft nicht die Zeit, die Auswirkungen des Gesamtsystems auf die EMV ausreichend zu analysieren. Für die Ansteuerung des Motors wird eine Schaltfrequenz von 16kHz gewählt. Die BLDC Kraftstoffpumpe wird über sechs Stufen angesteuert, wobei immer zwei Gegentaktstufen stromführend sind. Die folgende Ausarbeitung gibt einen Überblick über die Bestimmung des Impedanzverhaltens eines Kraftstoffpumpensystems und die Auswirkungen auf die Störaussendung mittels Stripline Messung unter Berücksichtigung der DIN EN 55025 [4]. Die Entstehung und die Ausbreitung der Störungen sowie die Transferierung der Erkenntnisse auf das Fahrzeug werden diskutiert.