Wechselrichtertest — Leistungselektronik für Kraftfahrzeuge

Was ist Inverter?

Der Wechselrichtertest überprüft die Leistungselektronik, die den Gleichstrom der Batterie in den Wechselstrom umwandelt, der den Elektromotor antreibt, auf Leistung, Effizienz, thermisches Verhalten und elektromagnetische Verträglichkeit. Da der Wechselrichter die Komponente ist, die im Fahrzeug die höchsten Schaltgeräusche erzeugt, ist der EMV-Aspekt besonders kritisch.

Zweck von Inverter

Der Zweck besteht darin, zu überprüfen, ob der Wechselrichter seine angegebene Leistung und Effizienz liefert, innerhalb der thermischen Grenzen arbeitet und keine unzulässigen Störungen in das elektrische System des Fahrzeugs ausstrahlt.

Bei welchen Produkten wird Inverter angewendet?

Traktionswechselrichter für Elektrofahrzeuge
Integrierte Antriebsstrangmodule
Hilfssystem-Wechselrichter
Nutzfahrzeug- und Bus-Wechselrichter

In welchen Branchen wird Inverter eingesetzt?

AutomobilElektrik und ElektronikEnergie

Normen zu Inverter

UNECE R10Elektromagnetische Verträglichkeit in Fahrzeugen prüfen
CISPR 25Funkverschlechterung von Fahrzeugkomponenten prüfen
ISO 11452-Reihe
ISO 16750-Reihe
ISO 6469-3
ISO 26262

Prüfbedingungen für Inverter

Profil laden: An Dauer- und Spitzenlastpunkten; entsprechend den Betriebspunkten in der Kundenspezifikation
Kühlung: Bei der angegebenen Kühlmitteltemperatur und Durchflussrate
EMV: Gestrahlte und leitungsgebundene Emissionen gemäß CISPR 25-Klassen; Immunität nach ISO 11452

Prüfgerät für Inverter

Hochleistungs-Gleichstromquelle und regenerative Last
Motorprüfstand oder Motoremulator
Leistungsanalysator (hohe Bandbreite)
Kühlmittelaufbereitungseinheit
EMV-Halbschallkammer und LISN
Wärmebildkamera und Temperaturrekorder

Probenanforderungen für Inverter

Wechselrichtereinheit und Kabelbaum
Kühlanschlussschnittstellen
Die Version der Steuerungssoftware und der Parametersatz müssen definiert werden
Die Betriebspunkttabelle und die angegebenen Bemessungswerte sind vorzulegen

Dauer von Inverter

Die Leistungs- und Effizienzkartierung dauert einige Tage; Zusammen mit EMV- und Umweltbeständigkeitstests erstreckt sich die Kampagne über mehrere Wochen.

Ablauf von Inverter

1Die Gerätebeschreibung und die Softwareversion werden erfasst.
2Das Kühlsystem ist angeschlossen und konditioniert.
3Betriebspunkte werden durchsucht, um eine Effizienzkarte zu erstellen.
4Dauer- und Spitzenleistungsausdauer werden überprüft.
5Thermisches Verhalten und Schutzfunktionen (Derating) werden überprüft.
6Es werden EMV-Emissions- und Immunitätstests durchgeführt.
7Es werden Umweltbeständigkeitstests (Temperatur, Vibration, Feuchtigkeit) durchgeführt.

Annahmekriterien für Inverter

Das Akzeptanzkriterium für Effizienz- und Leistungswerte wird durch die Spezifikation des Kunden bestimmt. Auf der EMV-Seite liegen die relevanten Klassengrenzwerte der UNECE R10 und CISPR 25 zugrunde; Dies sind die Grenzkurven im Normtext.

Auswertung der Ergebnisse

Effizienzkarte, Temperaturanstieg und Emissionsspektrum werden gemeinsam ausgewertet. Emissionsspitzen bei der Schaltfrequenz und ihren Harmonischen weisen auf die Angemessenheit des Filterdesigns hin.

Prüfbericht zu Inverter

Gerätebeschreibung, Nennwerte und Softwareversion
Effizienzkennfeld und Betriebspunktergebnisse
Thermische Messungen und Derating-Verhalten
EMV-Emissionsspektren und Immunitätsergebnisse
Ergebnisse von Umwelttests

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Otomotiv Testleri — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Inverter gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Automobilprüfungen zeigen, dass ein Bauteil unter Bedingungen weiterarbeitet, die den Belastungen entsprechen, denen es über die Fahrzeuglebensdauer begegnet. Ein Fahrzeug ist kein einzelnes Produkt, sondern eine UMGEBUNG: Vibration, Temperaturwechsel, Salzwasser, Steinschlag, elektrische Transienten und elektromagnetisches Rauschen sind gleichzeitig und über Jahre vorhanden.

Das Besondere an dieser Familie ist, dass HERSTELLERSPEZIFIKATIONEN über den Normen stehen. ISO- und SAE-Veröffentlichungen schaffen die gemeinsame Grundlage; aber Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota und Renault definieren in ihren eigenen Spezifikationen unterschiedliche Schweregrade, zusätzliche Prüfungen und abweichende Abnahmekriterien. Für ein Bauteil reicht die Aussage "erfüllt Automobilnormen" allein nicht aus; es muss geklärt werden, welche Spezifikation welches Herstellers und welche Revision davon gemeint ist.

Die Familie umfasst drei getrennte Prozesse, die oft verwechselt werden. Die Homologation betrifft die Typgenehmigungen, die ein Fahrzeug für die Zulassung zum Straßenverkehr benötigt, und läuft unter staatlicher Hoheit. Die Lieferantenfreigabe bedeutet das Bestehen der eigenen Qualitäts- und Prüfanforderungen des Fahrzeugherstellers und ist eine geschäftliche Beziehung. Das dritte ist die Konstruktionsverifikation: Das Ingenieurteam weist nach, dass sein eigener Entwurf die Ziele erfüllt.

Auf Bauteilebene wird der Prüfplan um den EINBAUORT herum aufgebaut. Ein Modul im Motorraum und eines im Kofferraum durchlaufen nicht dasselbe Temperatur- und Vibrationsprofil; ein Bauteil in der Tür und eines in der Dachkonsole sind nicht derselben Wasser- und Staubbelastung ausgesetzt. Die Normenreihe ISO 16750 ist der gemeinsame Rahmen für diesen einbauortbasierten Ansatz.

Der Übergang zum Elektrofahrzeug hat das Feld neu geformt. Hochspannungssicherheit, Isolationskoordination, Batteriesicherheit, Konformität der Ladeschnittstelle und das elektromagnetische Verhalten hochspannungsführender Bauteile wurden dem klassischen Automobilprüfsatz hinzugefügt. Bei einem leise laufenden Fahrzeug haben sich auch die akustischen und Vibrationserwartungen geändert; vom Verbrennungsmotor überdeckte Geräusche sind nun hörbar.

Die Qualitätssystemseite lässt sich in diesem Bereich nicht von der Prüfung trennen. Ein Hersteller nach IATF 16949 legt Prüfergebnisse in der PPAP-Akte vor; Messsystemanalyse, Prozessfähigkeitsstudie und Kontrollplan stehen um den Prüfbericht herum. Ein einziges gutes Ergebnis reicht nicht aus — es muss gezeigt werden, dass der Prozess dieses Ergebnis wiederholen kann.

Methodengruppen in diesem Bereich

Umwelt und Klima
Temperaturwechsel, Thermoschock, feuchte Wärme, Salzsprühnebel, Staub- und Wassereintritt (IP), Sonneneinstrahlung. Die Schweregrade variieren je nach Einbauort.
Mechanisch
Sinus- und Zufallsschwingung, Stoß, mechanische Lasten, Befestigungsdrehmoment und Dauerhaftigkeitszyklen.
Elektrisch
Versorgungsspannungsschwankungen, Transienten (ISO 7637), Verpolung, Überspannung, Kurzschluss und Ruhestrommessungen.
EMV
Bauteilemission (CISPR 25), Strahlungs- und Leitungsstörfestigkeit (ISO-11452-Reihe), elektrostatische Entladung (ISO 10605).
Werkstoffe und Emissionen
Geruch, Fogging und VOC-Emission bei Innenraummaterialien; Entflammbarkeit; UV-Alterung; Beschichtungsbeständigkeit und Steinschlag.
Funktionale Sicherheit und Cybersicherheit
Nachweise funktionaler Sicherheit nach ISO 26262 und Cybersicherheitstechnik nach ISO/SAE 21434; diese sind über UNECE R155 und R156 an das Recht gebunden.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Automobilbericht ohne Spezifikationsverweis wird in der Lieferkette nicht anerkannt; es muss angegeben werden, welche OEM-Spezifikation und -Revision angewendet wurde.
Typgenehmigung und Lieferantenfreigabe sind unterschiedliche Prozesse. Ein Bauteil mit E-Mark-Genehmigung gilt dadurch nicht als bestanden bei den eigenen Abnahmeprüfungen des OEM.
Ein an einem Prototyp erzieltes Ergebnis überträgt sich nicht auf die Serienfertigung; das PPAP erfolgt mit Serienfertigungsteilen.
Auf EMV-Seite reicht die alleinige Messung der Emission nicht aus; die Störfestigkeit ist ein eigenständiger Bereich und im Fahrzeug kritischer.
Bei Komponenten von Elektrofahrzeugen ist die Hochspannungssicherheit eine eigenständige Kompetenz; die klassische 12-V-Prüfinfrastruktur reicht nicht aus.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Lieferanten-Bauteilfreigabe und die PPAP-Akte
UNECE-Typgenehmigung und E-Mark-Kennzeichnung
Konstruktionsverifikation und Dauerhaftigkeitsnachweis
Ursachenanalyse von Feldbeschwerden und Garantierückläufern
Bewertung der Auswirkung einer Konstruktions- oder Lieferantenänderung

Häufige Fragen zu Inverter

Ist die EMV auf Komponentenebene ausreichend?

Nein. Für die Entwicklung sind Tests auf Komponentenebene (CISPR 25) erforderlich, die Fahrzeugtypgenehmigung wird jedoch auf Fahrzeugebene gemäß UNECE R10 bewertet. Komponentenergebnisse verringern das Risiko auf Fahrzeugebene, ersetzen es jedoch nicht.

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