Zuverlässige Hochvolt-Messtechnik ist eine elementare Voraussetzung für die Etablierung der Elektromobilität im Alltag. Mit langjährigem Know-how leistet SAB Bröckskes einen wichtigen Beitrag zu Effizienz und Sicherheit der erforderlichen Systeme.

Um die ehrgeizigen Ziele der Mobilitätswende zu erreichen, wird in den nächsten Jahren der Anteil an Elektrofahrzeugen am gesamten Fahrzeugaufkommen in Deutschland stark zunehmen müssen. Prognosen sehen einen sprunghaften Anstieg von aktuell knapp vier Prozent des Pkw-Bestands auf fast 25 Prozent im Jahr 2030 voraus. Massiv gefordert, um diese und zukünftige Ziele zu erreichen, sind sowohl Automobilhersteller und deren Zulieferer – vor allem hinsichtlich der Stromspeichertechnologie – als auch die verantwortlichen Stellen im Hinblick auf die erforderliche Infrastruktur. Auch auf dem Gebiet der Messtechnik, die alle genannten Bereiche begleitet und unterstützt, sind zuverlässige Hilfsmittel auf Basis vorhandener Technologien und die Entwicklung neuer Technologien essentiell. 

SAB Bröckskes gehört seit mehr als 75 Jahren zu den weltweit führenden Kabelherstellern und hat sich durch die Entwicklung und Optimierung von Hochvolt-Leitungen auch im Bereich der Elektromobilität einen Namen gemacht. Zudem nutzt SAB das langjährig entwickelte Know-how auch auf dem Gebiet der Hochvolt-Messtechnik und bietet zahlreiche Messlösungen – sowohl als Standard-Hilfsmittel wie auch individuell konzipierte Lösungen für spezifische technische Anforderungen.

HV-Messsystem für den mobilen und stationären Einsatz 

„Die Entwicklungszyklen in der Elektromobilität werden immer kürzer“, so Sabine Bröckskes-Wetten, Geschäftsführerin bei SAB Bröckskes. „Das ist nur dann möglich, wenn bei der Entwicklung neuer Produkte und Technologien mit zuverlässigen Messwerten gearbeitet werden kann. Gerade im anspruchsvollen Hochvolt-Bereich stehen wir mit unseren Messlösungen für diese erforderliche Präzision, Zuverlässigkeit und Anwenderfreundlichkeit.“

Bei der Entwicklung neuer und der Realisierung individueller Messlösungen im Hochvolt-Bereich für die Elektromobilität setzt SAB Bröckskes auf kompetente und erfahrene Partner. Gemeinsam mit dem Unternehmen CSM aus Filderstadt hat SAB ein HV-Messsystem entwickelt, das speziell auf die Anforderungen im mobilen und stationären Einsatz für Aufgaben in der E-Mobilität zugeschnitten ist. CSM liefert die HV-Messmodule für die Temperaturmessung sowie für analoge Messsignale in HV-Umgebungen. Dabei setzen die Partner neben Zuverlässigkeit auf geprüfte Sicherheit auf Basis der Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte – die DIN EN 61010. Mit Hilfe eines mehrstufigen Sicherheitskonzepts können so sichere Messketten aus speziellen Sensorleitungen und HV-Messmodulen zwischen Sensor und Datenerfassung realisiert werden.  

Umweltschutz als globales Ziel 

Das Portfolio von SAB Bröckskes im Bereich der HV-Messung umfasst ein breites Portfolio in den Bereichen HV-Temperaturmesstechnik, HV-Analogmesstechnik, HV-Spannungsmessung sowie hochflexible Hochvolt-Leitungen, HV-Prüfadapter, HV-Verkabelung sowie Adaptierungen für HV-Prüfstandsanwendungen. Neben diesem Angebot positioniert sich SAB Bröckskes zudem mit einem umfassenden Service. Dazu zählt auch, dass Produkte aus dem laufenden Angebot auch ab drei bis fünf Stück geliefert werden können. Hierbei profitieren Kunden zudem von Lieferzeiten von in der Regel zwei Wochen für maßgeschneiderte HV-Sensoren.

„Gemeinsam mit unserem Partner CSM möchten wir Entwickler und Hersteller in der Elektromobilität dabei unterstützen, den Fortschritt voranzutreiben und auf Basis der E-Mobilität nicht nur wirtschaftlich erfolgreich zu arbeiten, sondern globale Ziele im Umweltschutz zu erreichen“, betont Sabine Bröckskes-Wetten.

Passende und flexible Kabellösungen für alle Anforderungen im Bereich E-Mobility

Gemeinsam mit dem Unternehmen CSM aus Filderstadt haben Sie ein HV-Messsystem entwickelt. Inwieweit ist dieses System auf die Anforderungen in der E-Mobilität zugeschnitten?

Marcus Flohberg: Das SAB- und CSM-HV-Messsystem wurde speziell für hochvoltsichere Messungen in der Elektromobilität entwickelt – sowohl für Messungen im Fahrzeug als auch auf Prüfständen. Es besteht aus einem mehrstufigen Sicherheitskonzept, unseren speziellen HV-Sensorleitungen und den robusten HV-Messmodulen von CSM. Heutige Elektrofahrzeuge besitzen meist ein ausgedehntes Hochvolt-Bordnetz über das gesamte Fahrzeug mit einer Spannung von beispielsweise 800 V und einer Vielzahl von HV-Komponenten und HV-Aggregaten. Für Prüfungen und Tests müssen heute nahezu alle physikalischen Parameter auch Hochvoltsicher gemessen werden. Darum führt SAB inzwischen die entsprechenden HV-Sensorleitungen und Hochvolt-Kabel und CSM bietet dazu ein komplettes Portfolio an speziellen HV-Messmodulen an.

Seit über zehn Jahren stellt SAB Bröckskes Hochvolt-Leitungen sowie Hochvolt-Messtechnik für die E-Mobilität her. Inwieweit haben sich die Anforderungen in den vergangenen Jahren verändert und wie werden sie sich in den kommenden Jahren noch verändern?

Marcus Flohberg: Die Prüfungen, Tests und Messungen sind komplexer geworden, weil immer mehr Komfort-Aggregate beispielsweise in Premiumfahrzeugen und SUVs eingebaut werden. Oft besitzen diese Fahrzeuge meist auch mehrere leistungsstarke Elektromotoren. Zudem werden batterieelektrische LKWs, Busse, Transporter und Vans für unterschiedliche Einsatzfelder entwickelt. Zusätzlich kommen jetzt für den Langstreckentransport LKWs mit Brennstoffzellenantrieb hinzu, das macht die Tests noch umfangreicher. Auf der Messtechnikseite hat CSM für Strom-, Spannungs- und Leistungsmessungen ein Portfolio von Breakout-Modulen entwickelt, um in den Hochvolt-Leitungen direkt Strom, Spannung und Leistung messen zu können. Wir bieten dazu besonders flexible Hochvoltkabel an, um zum Beispiel in den beengten Bauräumen den Einbau zu vereinfachen. Die Kombination aus beidem, präzisen Messmodulen und den für alle Einsatzumgebungen angepassten Hochvoltsensorleitungen, liefert dem Kunden eine ideale Lösung für seine messtechnischen Herausforderungen im HV-Umfeld.  Das Messsystem wurde von CSM und seinem Partner Vector Informatik auf das CSM Vector E-Mobility-Messsystem erweitert, das alle wichtigen Leistungsanalysen, synchron Steuergräte-, Busanalysen sowie Datenloggging und Datenmanagement beinhaltet.

Durch ein mehrstufiges Sicherheitskonzept können sichere Messketten aus Sensorleitungen und HV-Messmodulen zwischen Sensor und Datenerfassung realisieren werden. Wie dürfen wir uns dieses Konzept vorstellen? 

Marcus Flohberg: Der HV-Eingangsbereich der CSM-Messmodule, der mit Hochvoltspannung in Kontakt kommen kann, ist vom NV-Datenerfassungsbereich des Moduls (Kommunikationsbereich für CAN, Ethercat oder XCP) über eine Isolationsbarriere innerhalb des Gehäuses getrennt. Über diese Isolationsbarriere werden die Messdaten und die für den Betrieb des HV-Messbereichs erforderliche Leistung gesichert übertragen. Alle unsere Sensorleitungen, wie zum Beispiel unsere 4-Kanal-HV-Thermoleitung, besitzen eine mehrfache Isolierung zum Schutz gegen elektrischen Schlag. Eine blaue Zwischenisolierung zeigt beim Sichtbarwerden eine Kabelverletzung an. Dann muss das Kabel umgehend ersetzt werden. Der speziell entwickelte HV-Stecker des Sensorkabels wird über einen Knickschutz am Messmodul in die HV-Modulbuchse eingesteckt. HV-Stecker und -Buchse sind berührsicher. Dieses HV-System aus Sensorkabel, Stecker, Buchse und Messmodul gewährleistet den Einsatz von nicht­-isolierten Sensoren bis 1.000 V DC Arbeitsspannung. Jeder einzelne HV-Sensor oder jede einzelne HV-Anschlussleitung wird nach Fertigstellung einer Hochvoltprüfung unterzogen und dem Kunden dies via HV-Zeugnis zur Dokumentation zur Verfügung gestellt. Zudem empfiehlt CSM regelmäßig, mindestens einmal jährlich oder bei Überschreiten der Spannungsbelastbarkeit der HV-Module und wenn Zweifel bestehen, einen HV-Isolationstest durchzuführen. Trotz der Robustheit der Module können Beschädigungen durch hohe Temperaturen oder hohe mechanische Belastung auftreten. CSM hat einen HV-Isolationstestplatz entwickelt und bietet diese Dienstleistung allen Kunden an oder kann als System für die Eigennutzung erworben werden. Letzteres ist für Kunden hilfreich, die in ihren Messabteilungen eine Vielzahl an HV-Modulen im ständigen Einsatz haben.

Welche Messlösungen für den Bereich E-Mobility hat SAB Bröckskes im Portfolio? Wo liegen deren USPs? 

Marcus Flohberg: Als einer der weltweit führenden Kabelhersteller haben wir die Möglichkeit, für alle Anforderungen, die sich aus den Herausforderungen im E-Mobility Bereich ergeben, eine passende und flexible Kabellösung zu konstruieren. Für Messgrößen wie Temperatur, Spannung, Beschleunigung, DMS usw. haben wir entsprechende Messkabellösungen im Portfolio. Auch für die Verkabelungen in Prüfständen oder Laboren, in denen Schaltschränke oder Batterietestsysteme angeschlossen werden müssen, haben wir entsprechend hochflexible Einzeladern in geschirmter und ungeschirmter Ausführung im Programm. Mit Blick auf zukünftige Anforderungen decken beide Typen (B107 & B 110 C) bereits Spannungen bis 1,8/3 kV ab und sind in ihren gesamttechnischen Eigenschaften im Moment unschlagbar. Neben der Kabelfertigung bieten wir ebenfalls fertige Verbindungslösungen durch unsere angeschlossene Messtechnik&Konfektion-Werksabteilung an. Dadurch erhält der Kunde alles aus einer Hand, was vor allem im Projektgeschäft viel Zeit einsparen kann.

Eignen sich Ihre Lösungen und Systeme auch für E-Fahrzeuge aus dem Agrar- und Baumaschinenbereich?

Marcus Flohberg: Das HV-Messsystem eignet sich in gleicher Anwendungsweise auch für Messanwendungen bei elektrifizierten Forst-, Agrar- und Baufahrzeugen und Maschinen. Entsprechend auch für die Vielzahl unterschiedlicher Kommunalfahrzeugen bei denen ebenfalls die Elektrifizierung voranschreitet.

Die Interviewfragen hat Marcus Flohberg, Produkt Manager bei SAB Bröckskes, in Zusammenarbeit mit CSM beantwortet.