Testen am Elektrofahrzeug

Mit Power-Systemen testen am E-Auto

Nachdem das Elektrofahrzeug im Kfz-Bereich lange Zeit eher ein Exot war und bestenfalls als Hybridfahrzeug im Markt in Erscheinung getreten ist, wurde es seit der verstärkten Wahrnehmung der Klimakrise zum Zukunftsmodell. In vielerlei Hinsicht erfordert das Elektroauto ein Umdenken. Benötigt man beispielsweise bisher beim Auto ein paar Minuten zum Auffüllen des Tanks, dauert das Laden beim E-Auto aktuell unter Umständen noch zwischen einer halben und mehreren Stunden je nach Ladestation (zumal das sogenannte langsame "Schnarchladen" für eine längere Akkulebensdauer sogar vielfach empfohlen wird).

Auch beim Fahrzeug mit Verbrennungsmotor spielt die Elektronik eine große Rolle, beim Elektrofahrzeug ist sie jedoch natürlich das zentrale Thema schlechthin. So erfordern auch die Teststrategien beim E-Auto zum Teil andere Ansätze als beim "Verbrenner". Denn die Elektronik ist hier nicht nur im Wesentlichen überwachend und steuernd tätig, sondern in allen Bereichen von der kompletten Energieversorgung über den Antrieb bis hin zur Steuerung essenziell. Und sogar die eigentlich periphere Ladestation muss mit in den Test einbezogen werden. Für einen großen Anteil dieser Tests spielen daher Stromversorgung, Stromverbrauch und Energieeffizienz eine wichtige Rolle. Dementsprechend sind die im Test eingesetzten Systeme zu einem großen Teil spezialisierte Stromversorgungen. Spezialisiert bedeutet, sie liefern nicht nur einfach eine Leistung, sondern sie simulieren dabei Batterien/Akkus oder Ladestationen, sie arbeiten auch als Lasten und Testen das Laden und Entladen von Batterien/Akkus etc.

Im Bild unten sind verschiedene Bereiche am E-Auto dargestellt, die unter anderem mit Power-Produkten des Herstellers ITECH getestet werden können.

1. Wie erwähnt umfasst das Testen auch Ladestationen und portable Ladegeräte. Diese müssen zum einen selbst getestet werden: Das Testgerät arbeitet hier also als gesteuerte Last und simuliert das zu ladende Fahrzeug bzw. seine Batterien. Und die Ladestationen/Ladegeräte müssen simuliert werden, so dass eine Stromversorgung sie im Test zum Laden der Batterien im E-Auto ersetzt.
   
   
2. Zwei Arten von Batterien/Akkus versorgen im E-Fahrzeug zwei Fahrzeugbereiche: Die Leistungsbatterien speisen den Antrieb/Motor, kleinere Batterien (12/24 V) versorgen kleinere Verbraucher wie Fensterheber oder Lüfter und Bordelektronik. Beide müssen sowohl selbst getestet werden (Simulation der Verbraucher als elektronische Last) als auch für den Test der anderen Komponenten simuliert werden.
   
   
3. Für alle Komponenten des Fahrzeugs, die mit Strom versorgt werden, liefern die Netzgeräte im Test Leistung und simulieren damit die Batterien/Akkus.
   
   
4. Regeneratives Bremsen erzeugt Strom, der zum Laden des Akkus verwendet wird. Der Motor wird dabei sozusagen zum Generator. Für den Test dieses Vorgangs werden ebenfalls bidirektionale DC-Versorgungen eingesetzt.
   
   
5. Ein weiterer Aspekt beim Test ist das BOBC (bi-directional on-board Charging). Bidirektionales Laden erlaubt es vereinfacht dargestellt, die Batterie eines Autos nicht nur zu laden, sondern auch Energie aus der Batterie zu entnehmen und in das Netz zurück zu speisen (vehicel-to-grid), um momentane Spikes im Verbrauch auszugleichen. Die Batterie des E-Autos wird also sozusagen als "temporäre Energiereserve" oder Speicher genutzt. Energie steht somit im Optimalfall da zur Verfügung, wo sie gerade gebraucht wird. Zu prüfen sind somit zwei Betriebsarten: der Lade- und der Entlade-Modus.

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