Entwicklung, Implementierung und Verifizierung eines Emulatorkonzepts als Gegenstelle zum Elektrofahrzeug für EMV Prüfungen bei DC Ladetopologien

Abstract

Im Rahmen der weltweiten Einführung von Fahrzeugen mit elektrischem Antriebsstrang, deren Antriebsbatterie am Energieversorgungsnetz geladen werden muss, ist eine geeignete Ladeinfrastruktur zu realisieren. Aktuell werden weltweit die unterschiedlichsten Ladekonzepte sowohl beim Energietransfer als auch bei der Kommunikation eingesetzt. In Kombination mit den unterschiedlichen Fahrzeugen ergeben sich im Falle des Ladevorgangs viele mögliche Kombinationen von Ladestationen und Fahrzeugen. Um die Akzeptanz der Fahrzeuge zu steigern, sollte die Interoperabilität der unterschiedlichen Systeme gegeben sein. Für einen erfolgreichen Ladevorgang ist neben der Hauptverbindung für den Energietransfer auch eine funktionierende Kommunikation essentiell. Da es aktuell allerdings immer wieder zu Problemen beim Ladevorgang kommt, ist es notwendig, alle am Ladevorgang beteiligten Komponenten vorab bzgl. ihrer Interoperabilität unter verschiedensten Gesichtspunktenn zu überprüfen. Die Motivation ist daher eine Hardware-Testumgebung zu schaffen, die es ermöglicht die am Ladevorgang beteiligten Komponenten sowohl bzgl. ihrer Funktion als auch bzgl. der gültigen EMV-Anforderungen zu untersuchen. Hauptziel des zu Grunde liegenden Förderprojektes ist es, durch Kommunikationsemulatoren in Kombination mit einer leistungsfähigen regelbaren Energiequelle eine Testumgebung zu schaffen die es erlaubt, die am Ladevorgang beteiligten Komponenten durch entsprechende Tests vorab auf Eignung sowie Kompatibilität hinsichtlich eines erfolgreichen Ladevorgangs zu untersuchen. Dabei sollen sowohl die Themenfelder Funktionalität bzw. funktionale Sicherheit als auch elektromagnetische Verträglichkeit behandelt werden. Zentraler Bestandteil ist hierbei die Ladekommunikation, da diese direkt für einen funktionierenden Ladevorgang verantwortlich ist. Da der Emulator selbst die Peripherie in der Testumgebung darstellt darf dieser zur korrekten Beurteilung des EMV-Verhaltens des Prüflings selbst keinerlei Beitrag zum EMV-Verhalten beitragen. Dies bedeutet, dass eine EMV-optimierte Emulation der Gegenstelle im Anwendungsfall EMV-Prüfung der Topologie Fahrzeug im Ladevorgang von Nöten ist.