Um Elektromotoren in Hybrid- und Elektrofahrzeugen mit Leistung zu versorgen, werden batteriegespeiste HV-Bordnetze eingesetzt. Ein Teil der Leistung geht jedoch in Form von Wärme verloren. Zur Lokalisierung dieser Verlustquellen wird eine geeignete Temperaturmesstechnik benötigt, die zugleich eine für den Anwender sichere Handhabung gewährleistet.

Die fossilen Ressourcen werden immer knapper, gleichzeitig steigt das Umweltbewusstsein der Gesellschaft. Folglich nimmt die Bedeutung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen als Alternative zu konventionellen Verbrennern zu. Die Hochvolt (HV)-Bordnetze in diesen Fahrzeugen beziehen ihre Energie aus Hochvolt-Batterien, was bedeutet, dass die Energie nur begrenzt zur Verfügung steht. Ein Teil geht dabei in Form von Wärme verloren. Entwickler arbeiten daher intensiv daran, diese Verlustquellen zu lokalisieren. Die hier verwendeten Messgeräte und Sensoren müssen so ausgelegt sein, dass sie den hohen Spannungen in HV-Bordnetzen standhalten und eine sichere Handhabung gewährleisten. Der Einsatz ungeeigneter Messtechnik im HV-Bereich ist für den Anwender lebensgefährlich und kann im Schadensfall strafrechtliche Konsequenzen nach sich ziehen.

Hohe Sicherheitsanforderungen

Der Aspekt Sicherheit spielt bei der Entwicklung von Messtechnik für den HV-Bereich daher eine zentrale Rolle. Für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte ist die ­Sicherheitsnorm EN 61010 maßgeblich. Diese Norm fordert unter anderem, dass sowohl die einzelnen Bauelemente als auch der gesamte Aufbau eines Messgerätes für die ­angegebene Arbeitsspannung ausgelegt und spezifiziert sein müssen. Die minimalen Luft- und Kriechstrecken sind dabei ebenso vorgeschrieben wie die einzusetzenden Materialien, das Isolationskonzept und der Lieferumfang. Bei einer Typprüfung wird das Gerät begutachtet und alle Parameter und Vorgaben geprüft. Zudem sind in der Sicherheitsnorm die Vorgaben für eine Stückprüfung zum Test der Isolation definiert.

Messsystem: Messmodulodul und Thermoleitung

Die Unternehmen CSM und SAB Bröckskes haben sich zusammen getan und ein spezielles Temperatur-Messsystem für den mobilen und stationären Einsatz entwickelt. Dieses erfüllt die Anforderung der Sicherheitsnorm. Bei einem akkreditieren Prüflabor hat es die entsprechende Typprüfung für Messmodul und Sensor erfolgreich bestanden. Das Messsystem selbst besteht aus einem von CSM entwickelten HV-Thermo-Scan MiniModul (HV THMM 4) und der von SAB Bröckskes konzipierten HV-Thermoleitung. Aufgrund des kompakten, äußerst robusten und nach IP67 klassifizierten Aluminiumgehäuses sowie des großen Betriebstemperaturbereichs (-40 °C bis +100 °C) kann das Messmodul in unmittelbarer Nähe zur Messstelle eingesetzt werden. Dadurch werden lange, potenziell spannungsführende Messkabel vermieden.

Jeder Sensor und jedes Messmodul werden vor Auslieferung einer Stückprüfung unterzogen und entsprechende Prüfprotokolle ausgestellt. So wird die Sicherheit der Anwender vom Sensor bis zur Datenerfassung gewährleistet.