// Elektrifizierte Antriebe
Alternative Antriebe – aktuellen und künftigen Herausforderungen gewachsen
Die ersten Erprobungen alternativer Antriebe starteten wir schon im Jahr 2003. Zunächst mit E‑Maschinen inklusive Leistungselektronik und anschließend mit Hochvolt-Batterien. Im Zuge der Entwicklung in den letzten Jahren hat sich unser Erprobungs-Portfolio enorm erweitert: vom kompletten HV-Verbund (Stromnetz über Ladesäule), über Onboard-Lader, HV-Batterien, Inverter, E‑Maschinen, Getriebe, Differentiale, Wellen und Untersuchungen des Ölhaushaltes.
Um den rasanten Entwicklungen immer ein Stück voraus zu sein, optimieren wir unsere technische Prüfstands-Ausstattung und die Messtechnik permanent. Wir investieren viel Geld in die interne und externe Fortbildung unserer Mitarbeiter. Denn nur mit hochqualifizierten Ingenieuren und Mitarbeitern können wir neue, äußerst komplexe Prüfbedingungen realisieren. Unser Ziel ist, jederzeit das komplette Spektrum alternativer Antriebskonzepte abbilden zu können – von einfachen Komponenten bis hin zum hochkomplexen HV-Verbundprüfstand inklusive Ladeinfrastruktur.
Projektbetreuung
- Ein Ansprechpartner für das gesamte Projekt
- Konzeption und Betreuung des Aufbaus
- Inbetriebnahme
- Programmierung und Erprobung der Prüfprozeduren
- Optimierung und Kontrolle des Testablaufes
- Auswertung, Analyse und Beurteilung der Messdaten
- Fehlersuche und Problemlösung
- Koordination der Fachabteilungen und Abläufe
- Kontrolle der Projekt-Timeline und Budgetvorgaben
- Täglicher Statusbericht
- Schnittstellenmanagement – extern und intern
- Dokumentation und Präsentation der Versuchsergebnisse
Mechanischer Aufbau
- Individuelle Lösungen für jede Art von Aufbau und Anbindung
- Rad‑, Kardan- VKM-Simulation, Hochdrehzahl-Maschinen
- Bis zu fünf Maschinen
- Schwingungsoptimierter Prüfstandsaufbau
- Back-to-Back-Aufbau mit und ohne Klimakammer / ‑haube
- 0° — Wellenausrichtung
- Drehzahlen bis 24.000 rpm
- Drehmomente bis mindestens 2.500 Nm
Elektrischer Aufbau
- Anfertigen von Kabelsträngen und Anbindung über Schützkästen oder direkt
- Prüfungen mit Kundenumrichter oder einem Umrichter der APL
- Ströme (DC) von 600 A / 1200 A (bei Parallelschaltung) mit hoher Dynamik (0 è 100 A in 0,3 ms)
- Elektrische Leistungen (DC) von 150 kW / 300 kW (bei Parallelschaltung)
- Maximale Spannungen (DC) von 1.000 V
- dynamische DC- Versorgung (Quelle / Senke)
- Temperaturschrank mit Sicherheitstechnik
Messtechnik
- Elektrische Leistungsmessung; spezifische Tester für E‑Maschinen und für komplexe Prüfstände; hochgenaue Messtechnik
- HBM T12 Drehmomentmessung mit unterschiedlichen Messbereichen
- Leistungsmessgeräte
- Speicheroszilloskope
- Schwingungsmesstechnik (z. B. Reilhofer oder Müller BBM)
- Schnüffelmessgerät
- Iso- und Wicklungswiderstandsmessungen
- Motorentestgeräte (Schleich GLP1‑e HV)
- HV-sichere Auswerteeinheiten
- Rotorvermessung mittels 3D-Messmaschine
- Prüflingsnahe Positionierung der Messtechnik
- Hohe Reproduzierbarkeit
- Kontinuierliche Messwerterfassung bis 1 kHz
- Postmortem-Messdaten
Zusatzaggregate
- Zusätzliche Messtechnik und Konditionierungen projektabhängig einsetzbar; Medienkonditionierungen werden an die Anforderungen angepasst
- Unabhängige Konditionierung LE / EM (-40 °C — + 130 °C)
- Ölkonditionierungen
- Umluftkonditionierung (-40 °C — + 180 °C) mittels Klimakammer oder Klimahaube
Automatisierung
- Regelungsingenieure für zeitnahe projektspezifische Anpassungen
- Flexible Regelung
- Automatisierte Konditionierung und Kennfeldmessungen (mit Referenzpunkt-Überwachung)
- Restbussimulation
- Batteriesimulation: Mit einem elektrischen Simulationsmodell können die Ladung und Entladung von Li-Ion Batterien modelliert werden. Auf diese Weise wird innerhalb des Testaufbaus (z. B. Hybrid-antrieb) die Li-Ionen-Batterie vollständig durch eine regelbare Gleichspannungs-Versorgung ersetzt.
- CAN-Restbussimulation für Batteriesteuergerät
- Fahrwiderstand
- Automatisiertes Fahren
- Zeitoptimierte Prüfung
Dauerlauferprobung
Die verschiedenen Belastungen über die gesamte Lebensdauer werden hier erprobt, Validierungen der E‑Antriebe durchgeführt (gemäß einschlägiger Normen und Kundenvorgaben) und Lager-/Rotorerprobungen umgesetzt.
Mittels DC-Versorgungen und Prüfstandsmaschinen können hochdynamische Situationen abgebildet werden. Außerdem erfolgen hier das automatisierte Abfahren von Kennfeldern und Zwischenvermessungen. Die Rahmenbedingungen – beispielsweise die Beeinflussung der Umgebungstemperatur (-40 °C – 150 °C) oder der Feuchte – können problemlos angepasst werden. Es besteht auch jederzeit die Möglichkeit, spezielle Konditionierungen, Aggregate oder besondere Messtechnik zu integrieren.
Funktionsuntersuchungen
Bei Funktionsuntersuchungen werden viele verschiedene Prüfungen automatisiert oder
manuell durchgeführt. Ziel ist die Ermittlung und Prüfung des Leistungsspektrums, der Temperaturentwicklung, des Verhaltens im Fehlerfall und der grundsätzlichen Funktionen eines Prototypen.
In der Regel sind diese Tests sehr zeitintensiv und erfordern viel Know-How, da es keine erprobten Prüflinge und Standard-Prozeduren sind. Zu den Prüfungen gehören die Kennfeldvermessung, Maximalkennlinien (u. a. S1-Betrieb), Kurzschluss- und Leerlaufkennlinien, Back-EMF-Messung, Transiente Lastverhalten, thermische Untersuchungen und weitere. Häufig werden diese Tests auch zur Applizierung eines Prüflings oder zur Überprüfung der Applikation genutzt.
Umweltsimulation
Während der Entwicklung einer neuen Komponente ist es notwendig, die Sicherheit und Lebensdauer zu überprüfen, Schwachstellen aufzudecken und entsprechende Maßnahmen zu entwickeln. Geprüft werden z. B. der Einfluss großer Hitze, Kälte oder feuchter Luft auf den Prüfling (Wasserdichtheit, Eindringen von Gegenständen / Staub und Vibrationen)
Typisierung, COP und EOL
Am Ende des Entwicklungsprozesses können wir Typisierungen mit unterschiedlichsten Anforderungen an Drehzahlen und Leistungen realisieren.
Conformity of Production (COP) wird zur Einhaltung der bei der Typisierung ermittelten Kennzahlen der E‑Maschine während des Produktionszyklus durchgeführt.
Die End-of-Line Prüfungen (EOL) dienen vorrangig der Qualitätssicherung und werden am Ende einer Produktfertigung abgewickelt. Entwicklungsbegleitend können wir diese Prüfungen anbieten.
Back-to-Back / Back-to-Front
Testabläufe, bei denen zwei Prüflinge mechanisch direkt oder über Getriebe miteinander verbunden sind, können in Klimakammern, mittels Klimahaube oder ohne Konditionierung der Umgebungsluft betrieben werden.
Simulation Fahrzeug / Straße / Fahrer
Wichtig für die Erprobung von E‑Antrieben ist die Darstellung von Fahrprofilen – zum Beispiel gesetzliche oder kundenrelevante Zyklen.
Hierbei spielen die realitätsnah ermittelten Wirkungsgrade, der Gesamtenergiebedarf, das thermische Verhalten und die Dauererprobung eine große Rolle.
Untersuchung von Kühl- und Schmierstoffen (E‑Fluide)
Die Funktionsfähigkeit von Kühl- und Schmierstoffen kann an vorhandenen elektrischen Achsen und E‑Maschinen getestet werden. So können wir je nach Anforderungen reine E‑Maschinen, Hybridantriebe, Getriebe oder auch ganze Fahrzeuge für Untersuchungen auf 1- bis 4‑Maschinen-Prüfständen oder Rollenprüfständen zur Verfügung stellen.
2WD / 4WD
Unser Prüfstandskonzept ist so flexibel ausgelegt, dass
- ganze Fahrzeugtriebstränge (4‑Maschinen-Aufbauten inkl. Batterie oder Batteriesimulation), Zwei-Maschinenaufbauten (z. B. für Achstests) oder
- Prüfstandsaufbauten mit nur einer Maschine für reine E‑Maschinen geprüft werden können. In der Regel können wir so jede Kundenanforderung realisieren.
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