Elektrofahrzeuge : Kistler wittert Chance bei Prüfständen für Elektrofahrzeuge
Noch hat die Elektromobilität auf der Straße kaum Fahrt aufgenommen: Lediglich 0,2 % der weltweit zugelassenen Fahrzeuge sind reine Elektromobile. Die Gründe sind bekannt: mangelnde Reichweite, fehlende Infrastruktur und nicht zuletzt höhere Anschaffungskosten. Klar ist jedoch, dass sich die Elektromobilität auch auf der Straße durchsetzen wird – und mit ihr die Vorteile der weitgehenden Emissionsfreiheit, des höheren Wirkungsgrads und der vereinfachten Auslegung des Antriebsstrangs.
Prüfaufwände erhöhen sich
All diese Vorteile kommen jedoch nicht von ungefähr, sondern setzen reife, entwickelte Technologien voraus. Kistler unterstützt die Automobilindustrie deshalb in verschiedenen Bereichen. Neben Systemen zur Prozessüberwachung und -optimierung, wie sie etwa beim Leichtbau zum Einsatz kommen, werden zum Beispiel in der Batteriefertigung die besonders präzisen und energieeffizienten elektromechanischen Fügesysteme von Kistler eingesetzt. Eine zentrale Rolle spielen Prüfstände für Elektromotoren – sowohl in Forschung und Entwicklung sowie während der Fertigung als auch bei der Endabnahme. Bereits heute verfügen moderne Fahrzeuge über elektrifizierte Komponenten zur Effizienzsteigerung und Energieeinsparung, wie elektronische Verdichter und intelligente Startergeneratoren. Je stärker es in Richtung vollelektrisches Fahren geht, desto größer werden auch die Prüfaufwände: Das betrifft zum Beispiel die 48-V-Startergeneratoren, die bei Hybridfahrzeugen nicht nur dazu dienen, das Starten des Motors zu optimieren, sondern auch Bremsenergie in die Batterie zurückzuspeisen. Ein weiteres zentrales Anwendungsfeld sind Batteriesimulatoren, die dabei helfen, Fahrzeuge und Komponenten auf verschiedene Batterietypen in unterschiedlichen Betriebszuständen zu optimieren, ohne auf die eigentliche Batterie zurückgreifen zu müssen.
Gesamtfahrzeugsimulation ist unumgänglich
Beim vollelektrischen und erst recht beim autonomen Fahren rückt das Gesamtsystem aus Hauptantrieb und sämtlichen Nebentrieben im Fahrzeug verstärkt in den Fokus. Eine Gesamtfahrzeugsimulation ist unumgänglich, um die Motorenregelung für verschiedene Fahrprofile zu optimieren und ein effizientes Zusammenspiel aller Antriebskomponenten zu ermöglichen. Beim sogenannten Torque Vectoring geht es zum Beispiel darum, die Kraft des Elektroantriebs so auf die Räder zu verteilen, dass sichere Kurvenfahrten in allen erdenklichen Situationen gewährleistet sind. Eine weitere zentrale Anforderung – insbesondere für das autonome Fahren – ist die Redundanz der Bordsysteme, die wiederum große Auswirkungen auf den Betrieb und die Sicherheit des Gesamtsystems hat. Die Erprobung auf dem Prüfstand schafft somit die Voraussetzung für mehr Effizienz in der Entwicklung, ohne dass alles aufwendig auf der Straße getestet werden muss.
All diese Aufgaben erfordern eine Weiterentwicklung der entsprechenden Messtechnik. Kistler arbeitet in Sachen Prüfstände mit führenden Herstellern weltweit zusammen, um die Voraussetzungen für sichere und effiziente Elektrofahrzeuge zu schaffen. Während etwa in Deutschland noch weitgehend Skepsis herrscht, könnte insbesondere der chinesische Markt, wo seitens der Politik konkretere Vorgaben gemacht werden, mittelfristig auch technologisch eine Vorreiterrolle einnehmen.
Wer nicht hören kann, muss prüfen
Eine Applikation, der beim elektrischen Fahren erhöhte Aufmerksamkeit zuteil wird, ist die Akustikprüfung: Durch den Wegfall des Verbrennungsmotors sinkt insbesondere im Innenraum die Schwelle zur Wahrnehmung von Geräuschen und Vibrationen drastisch. Damit werden jedoch Nebentriebe wie Stellmotoren etc. zu potenziellen Störquellen für die Insassen. Kistler integriert zu diesem Zweck spezielle NVH (Noise, Vibration, and Harshness)-Tests in seine Prüfstände, die auf Basis piezoelektrischer Beschleunigungssensoren eine optimierte Auslegung des Schwingungsverhaltens im Fahrzeug ermöglichen.
Auch bei der Prüfung von Elektromotoren steht die Entwicklung nicht still: Um insbesondere die Auditierung zu erleichtern und die Qualitätsanforderungen zu gewährleisten, wird eine stärkere Automatisierung, das heißt die direkte Integration von Prüfständen in die Fertigung der Fahrzeuge angestrebt. Hierfür entwickelt Kistler in Zusammenarbeit mit führenden Automobilherstellern neue Technologien, zu denen aktuell insbesondere die Software für die End-of-Line- Prüfung gehört.
Über Kistler: Kistler ist ein Unternehmen für dynamische Messtechnik zur Erfassung von Druck, Kraft, Drehmoment und Beschleunigung. Spitzentechnologien bilden die Basis der modularen Lösungen von Kistler. Das inhabergeführte Schweizer Unternehmen prägt durch seine einzigartige Sensortechnologie zukünftige Innovationen in der Automobilentwicklung und Industrieautomation sowie zahlreichen aufstrebenden Branchen. Rund 1.860 Mitarbeitende an 61 Standorten weltweit widmen sich der Entwicklung neuer Lösungen und bieten anwendungsspezifische Services vor Ort. Seit der Gründung 1959 wächst die Kistler Gruppe gemeinsam mit ihren Kunden und erzielte 2017 einen Umsatz von CHF 422 Millionen. Rund 8 % davon fliessen zurück in Forschung und Technologie – und damit in bessere Ergebnisse für alle Kunden