07.01.2020

Kundenspezifische Sensorik für Elektrofahrzeuge

Magnetisch und induktiv messende Rotorlagesensoren und intelligente Stromsensoren für Elektrofahrzeuge stellt Swoboda her. Sie sind für 48-V- und Hochvolt-Hybridsysteme sowie für rein elektrische Antriebe geeignet.


Stromsensor (Bild: Swoboda)

Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs hängt neben der Speicherkapazität der Batterie maßgeblich von den Stromwandlungsprozessen während des Ladevorgangs (Wechsel- oder Drehstrom in Gleichstrom) und der erneuten Wandlung (Gleichstrom und Drehstrom) zum Betrieb der E-Maschine ab.


Zur effizienten Steuerung dieser Wandlungsphasen benötigt es neben effizienten Halbleitern eine hochauflösende Sensorik zur Messung der jeweiligen Ströme. Swoboda stellt diese Sensoren als Stand-alone-Lösung aber auch integriert in IGBT/MOSFET-Modulen oder in Stromschienen her. Neben rein messenden Sensoren werden diese auch in Verbindung mit Steuerungsfunktionen (Auslösung von Trennschaltern bei Überstrom) angeboten.



Rotorlagesensoren

Ein weiterer Einflussfaktor sowohl für die Effizienz als auch die Fahrsicherheit ist eine genaue Detektion der Lage der E-Maschinen Rotorwelle. Bei den in der Vergangenheit eingesetzten Asynchronmaschinen reicht in der Regel eine reine Drehzahlsensierung aus. Bei den zunehmend häufiger verwendeten Synchronmaschinen ist eine möglichst genaue Detektion der Winkellage der Rotorwelle erforderlich, um eine möglichst hohe Synchronität zwischen den magnetischen Polen des Rotors und den bestromten Polen des Stators zu erzeugen.


Hierzu gibt es unterschiedliche Lösungsansätze. Neben den bereits seit vielen Jahren eingesetzten Resolvern, oder auch optischen Sensoren, besteht durch die Weiterentwicklung von magnetischen und induktiven Sensoren eine neue Möglichkeit, kosteneffiziente und stark bauraumoptimierte Lösungen anzubieten.


Swoboda fertigt beide Technologien und kann die Sensoren bezüglich Funktion und Produktkosten nach Kundenwunsch auslegen. Neben der Steigerung der Fahrzeugeffizienz tragen diese Sensoren durch eine gezielte Entwicklung nach funktionalen Sicherheitsaspekten (ISO 26262 ASIL-D) zu einem sicheren Fahrbetrieb der Elektroantriebe bei.



Stromsensoren

Basierend auf der Erfahrung in der Auslegung magnetischer Sensoren wurde von Swoboda eine Generation von Stromsensoren entwickelt. Die Stromsensoren dienen zur Regelung von Invertern, also von elektrischen Systemen zur Umwandlung von Gleich- in Wechselspannung, und zur Absicherung des Antriebsstrangs.


Hierbei ist es eine zusätzliche Aufgabe der Sensoren, die Systeme vor Überströmen zu schützen. Swoboda bietet kundenspezifische Lösungen sowohl als Integration in Fahrzeugsystemen (Inverter, On-board-Charger, Batterie-Management usw.) als auch als Stand-alone-Systeme zur Leitungsabsicherung an.


Von Beginn an werden die Sensoren nach den Kriterien der funktionalen Sicherheit, in den meisten Fällen mit der höchsten Einstufung ASIL-D, entwickelt und abgesichert.


 


--> -->