Sensorlösungen für höhere Produktivität von E-Fahrzeugen

Optimierte Fahrdynamik, Sicherheit, Effizienz

Innovative Sensorlösungen spielen eine Schlüsselrolle, um sichere, kosteneffiziente und nachhaltige Elektromobilität zu gewährleisten. Sie helfen auch, den Wartungsbedarf rechtzeitig vorherzusagen, um teure Ausfälle, Reparaturen und Unfälle zu vermeiden.

Die genaue Bestimmung und Minimierung sämtlicher relevanter Kräfte, die auf ein Fahrzeug im Straßenbetrieb einwirken, ist anspruchsvoll. Hinzu kommt, dass jüngste Fortschritte in der Automobiltechnologie immer wieder neue Materialien, Komponenten und Mechanismen hervorbringen, was die Herausforderung weiter erhöht.

Bei Elektrofahrzeugen gibt es wesentliche Änderungen im Antriebsstrang, so dass zum Beispiel Trennkupplungen und mehrstufige Getriebe entfallen, die mit jenen konventioneller Fahrzeuge vergleichbar wären. Ihre Hochspannungs (HV)-Batterien verlagern den Schwerpunkt des Fahrzeugs. Die auftretenden Rotations- und Bremskräfte unterscheiden sich erheblich von denen herkömmlicher Fahrzeuge. All das führt zu neuen Druck- und Belastungszonen, Vibrationen, Reibungs- und Rotationskräften wie auch neuen Anforderungen für die Stoßdämpfung.

Modernster Standard in der Automobilprüfung: die ASC IMU 7

Daher wird die genaue Prüfung, Bewertung und Umsetzung geeigneter Maßnahmen zur Beherrschung aller kritischen Faktoren – und ihrer kombinierten Auswirkungen – zu einem entscheidenden Faktor für die Produktion und den sicheren Betrieb effizienter, nachhaltiger E-Fahrzeuge und -Maschinen.

Dafür bietet der deutsche Inertialsensor-Spezialist ASC eine praktische und hochwertige Sensorlösung: Die modulare ASC IMU 7 (Inertial Measurement Unit 7), bestückt mit hochpräzisen, stabilen kapazitiven MEMS-Beschleunigungs- und Drehratensensoren auf Basis von MEMS-Vibrationsringelementen, deckt alle sechs Freiheitsgrade ab, die für die Erfüllung der höchsten Standards in der Automobilprüfung erforderlich sind. In Zusammenarbeit mit weltweit tätigen Automobil-, LKW- und Bus-Herstellern, aber auch jenen von Landwirtschaftsmaschinen, anderen Nutzfahrzeugen und Originalzubehörteilen, passt das ASC-Team seine flexible IMU genau an deren jeweilige Bedürfnisse an.

Schwingungsdämpfung des Antriebsstrangs & Batteriesicherheit

So verringert beispielsweise die geringe Anzahl von Getriebestufen bei E-Fahrzeugen Reibungs- und Dämpfungseffekte. Ein großes Problem, das sich daraus ergibt, ist die ungehinderte Entwicklung und Fortsetzung von Vibrationen, die durch interne (Drehmomentänderungen im Elektromotor, Bremsvorgänge) und externe Anregungen (unebene Straßenoberflächen, Schlaglöcher usw.) verursacht werden. Die in der ASC IMU 7 integrierten uniaxialen und triaxialen MEMS-basierten Gyroskope – extrem unempfindlich gegenüber externen Vibrationen, mit sehr geringer Latenz, vier Messbereichen (75 °/s bis 900 °/s), einer Bias-Stabilität von 12 °/h und einem Angular Random Walk von 0,2 °/√hr – sind ideal geeignet, um diese Vibrationen im Antriebsstrang zu ermitteln und durch entsprechende Dämpfungsmaßnahmen zu reduzieren.

Beschleunigungssensoren von ASC hingegen dienen der Prüfung und Weiterentwicklung immer leistungsfähigerer HV-Batterien. Ihre Betriebsstabilität wird in industriellen Schock- und Vibrationstests, Schlittentests und sogenannte Misuse-Szenarien – wie dem Überfahren von Bordsteinkanten und anderen Hindernissen – evaluiert.

Diese gründliche Bewertung komplexer Batteriestrukturen erfordert extrem genaue und zuverlässige Messungen. Dabei zum Einsatz kommen triaxiale ASC 5521MF Beschleunigungssensoren, die sich durch einen weiten Frequenzbereich (DC bis 7 kHz), extreme Robustheit (Schockfestigkeit <6000 g) und besonders geringes Rauschen mit Auflösungen von nur wenigen Mikro-g auszeichnen. Diese Kombination von Eigenschaften ermöglicht die präzise Erfassung selbst kleinster Erschütterungen bei gleichzeitiger Nutzung kostengünstiger Sensortechnik. Strenge Sicherheitsprüfungen spielen auch eine entscheidende Rolle bei der Zertifizierung von HV-Batterien gemäß nationaler und internationaler Normen, um eine Marktzulassung zu erhalten. Auch hier ist die verfügbare Bandbreite und Flexibiliät kapazitiver Beschleunigungssensoren und IMUs von ASC von entscheidendem Vorteil.

Einzigartige Flexibilität und Effizienz

Für alle innovativen Antriebskonzepte bietet die IMU-“Toolbox“ von ASC hochpräzise Sensortechnologie mit weitem Messbereich in kleinen, robusten Gehäusen. Das modulare Konzept bietet Hunderte von flexiblen Konfigurationsmöglichkeiten, um jeden Aspekt der Fahrzeug-, Batterie- und Komponentenanalyse zu unterstützen. Basierend auf diesem einzigartigen Konzept zur effizienten Anpassung hilft die ASC IMU 7 bei der Erfassung aller Parameter, um die komplexen Anforderungen von Herstellern und Testingenieuren zu erfüllen.

Nie zuvor war es daher enfacher, alle relevanten Faktoren für verbesserte Fahrzeug- und Komponenteneffizienz, Fahrdynamik, Sicherheit, Komfort und Produktivität unter realen Bedingungen zu testen, zu überwachen und zu optimieren.