Messtechnische Detektion von Schirminhomogenitäten und Aperturen an Hochvoltleitungen in Elektro- und Hybridfahrzeugen mittels der normativen Speisedraht- und Triaxialverfahren im praktischen Vergleich

Abstract

Elektrofahrzeuge gewinnen vor dem Hintergrund der schwindenden Erdölreserven und den damit verbundenen steigenden Primärenergiepreisen zunehmend an Bedeutung [Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU): Leitstudie 2008. Weiterentwicklung der "Ausbaustrategie Erneuerbare Energien" vor dem Hintergrund der aktuellen Klimaschutzziele Deutschlands und Europas, Berlin, Oktober 2008]. Neben dem Fahrkomfort stellen sich auch hohe Funktionalitätsanforderungen an Multimediasysteme (z.B. Navigationssysteme, Fahrerassistenzsysteme, Audio- und Videoanwendungen). Alle Systeme müssen im Fahrzeug nebeneinander und miteinander einwandfrei funktionieren. Die Hochvoltebene (Antriebsstrang, Ladekreis) ist im Fahrzeug als geschirmtes System ausgeführt. Hierdurch wird ein IT Netz realisiert, welches die Funktion eines Berührschutzes übernimmt. Des Weiteren findet die Schirmung Verwendung um ein Hochfrequenzübersprechen eventueller Störungen im HV System in die 12 V-Niedervoltebene zu minimieren. Produktionsbedingte Schirmdefekte (Löcher in Leitungsschirmen, schlecht geschirmte Leitungen) reduzieren die Schirmwirkung und können somit den Fahrkomfort erheblich reduzieren bzw. auch die Fahrsicherheit beeinträchtigen (z.B. gestörte Sensorik von Fahrerassistenzsystemen oder Busleitungen) [Hans A. Wolfsperger: Elektromagnetische Schirmung, Springer Verlag Berlin Heidelberg, 2008]. Neben produktionsbedingten Schirminhomogenitäten können auch durch den alltäglichen Fahrzeugbetrieb Schirmdefekte durch Umwelteinflüsse entstehen [Günter Vogel: Umweltsimulation für Produkte, Zuverlässigkeit steigern, Qualität sichern, Würzburg, Vogel Verlag 1999]. (Reibung der Leitungen an Kanten hervorgerufen durch Vibrationen). Fahrzeug- und Steckverbinderhersteller stellen im Allgemeinen einen störungsfreien Betrieb von Antriebssystemen und Niedervoltkomponenten durch vordefinierte Schirmkonzepte sicher. Im Rahmen dieser Messreihe wird ein vertikales Triaxialverfahren und Speisedrahtverfahren bezüglich der Detektion von Schirminhomogenitäten und künstlich erzeugten Aperturen verglichen und bewertet. Nach ersten Erkenntnissen sind Aperturen und herstellungsbedingte Inhomogenitäten im Kabelaufbau mit dem Paralleldrahtverfahren einfacher zu detektieren.