Antrieb

Messen, Prüfen, Testen für neue Antriebskonzepte

| Autor / Redakteur: Gerald Scheffels / Maximiliane Reichhardt

In München haben die Bertrandt-Ingenieure einen Prüfstand für die Parkbremsen von Elektrofahrzeugen entwickelt und gebaut.
In München haben die Bertrandt-Ingenieure einen Prüfstand für die Parkbremsen von Elektrofahrzeugen entwickelt und gebaut. (Bild: Bertrandt)

Die Entwicklungsdienstleister für den Antriebsstrang haben gut zu tun und bearbeiten neue Aufgabenfelder, es herrscht rege Bautätigkeit. Gleich mehrere Unternehmen haben investiert: in neue Prüftechnik oder gar in komplette Entwicklungs- und Testzentren für die Elektromobilität.

In den kommenden Monaten werden mehrere Dienstleister für das Testen von Fahrzeugkomponenten neue beziehungsweise vergrößerte Prüfzentren in Betrieb nehmen – zum Beispiel Bertrandt und Phoenix Contact. Die Unternehmen richten sich damit auf die neuen Antriebstechnologien aus. Denn obwohl Elektroantriebe aus weniger Komponenten bestehen als Verbrennungsmotoren, sind die Prüfumfänge beachtlich, und es kommen grundlegend andere Testverfahren zum Einsatz.

Fokus auf EMV und Funk

Phoenix Testlab in Blomberg erweitert seine Kapazitäten mit einem knapp 2.000 Quadratmeter umfassenden Neubau um 33 Prozent und setzt den Fokus dabei auf die Kunden in der Automobilindustrie. Insbesondere in den Bereichen Umweltsimulation, EMV und Funk stehen ab Juli 2019 vergrößerte Testkapazitäten zur Verfügung. Bei der Auswahl der Prüfanlagen haben die Planer darauf geachtet, dass auch größere Prüflinge mit bis zu zwei Tonnen Gewicht – zum Beispiel Batterien für die Elektromobilität – durchgängig getestet werden können.

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Bertrandts Hochvolt-Batterieprüfzentrum

Knapp 500 km weiter südlich – in Ehningen bei Stuttgart –befindet sich das neue Hochvolt-Batterieprüfzentrum von Bertrandt kurz vor der Inbetriebnahme. Mehr als 15 Millionen Euro hat der Entwicklungsdienstleister hier investiert und stellt sich damit auf die stetig wachsende Nachfrage nach Batterietests ein. Moritz Knebel, Teamleiter Erprobung für Umweltsimulation E-Mobility und Leiter des Prüfzentrums: „Wir können jetzt Hochvolt-Batterien von der Modulebene über Hybridbatterien bis zu Batterien für rein elektrische Fahrzeuge unter verschiedenen Klima- und Lastbedingungen funktional absichern.“

Das Leistungsspektrum ergänzt eine spezielle Hochvolt-Werkstatt zum Aufbau von Batterie-Prototypen sowie zur Befundung von HV-Batterien. Hinzu kommt die Konstruktion von Batteriegehäusen, die Integration und Entwicklung von Batteriemanagementsystemen sowie die gesamte Elektronikentwicklung.

Das neue Hochvolt-Batterieprüfzentrum ist, so Bertrandt, eines der größten in Deutschland – mit einem Prüfraumvolumen von 192 m³, einer Hochvolt-Prüfleistung von 9.600 kW und einer thermischen Leistung von 420 kW. In vier Maschinenräumen sind zwölf Batterietester mit einer Leistung von je 400 kW, einer Spannung von 1.200 V und Strömen bis zu 1.200 A installiert.

Ein Netzwerk von Standorten

Dabei ist Ehningen für Bertrandt nicht das einzige Test- und Entwicklungszentrum für Elektromobilität. Die Niederlassungen München und Mönsheim bearbeiten das Thema Ladeinfrastruktur. Ebenfalls in Mönsheim und Tappenbeck bei Wolfsburg liegt der Fokus auf der E-Maschine. Und in München werden auch sicherheitsrelevante Komponenten untersucht, die nicht direkt mit dem Elektroantrieb verbunden sind.

Ein Beispiel sind Parksperren, für deren Test die Bertrandt-Ingenieure in Eigenregie einen Prüfstand entwickelt haben, der seit Januar 2019 in Betrieb ist. Zu den Herausforderungen der insgesamt vierjährigen Entwicklung gehört die Nachbildung der Schwingungen und des Kontaktes zwischen Reifen und Straße während des realen Fahrzeugbetriebs. Das Ergebnis überzeugt: Im automatisierten Betrieb arbeitet der Prüfstand innerhalb weniger Tage bis zu 30.000 Testzyklen ab.

Das trägt aus Sicht der Auftraggeber zu kurzen Entwicklungszeiten bei. Wenige Monate zuvor hatte Bertrandt in München bereits einen 48-V-Starter-Generator-Prüfstand mit cloudbasiertem Monitoring in Betrieb genommen.

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Mahle: Neues F&E-Zentrum in Valencia

Sowohl Phoenix Contact als auch Bertrandt betonen, dass sie für die erweiterten Standorte neue Mitarbeiter eingestellt haben und weiteres Personal suchen – was eine echte Herausforderung ist. Im Wettbewerb um die besten Kräfte kann Mahle einen Standortvorteil anführen. Das Unternehmen hat sein neues F&E-Zentrum für Elektronik im spanischen Valencia gebaut und will damit seine Kompetenz als Wegbereiter und Systemlieferant für die Elektromobilität ausbauen.

Dort wird der Automobilzulieferer künftig Leistungselektronik und Softwarelösungen für elektrische Antriebssysteme und Nebenaggregate sowie für Lademanagementsysteme entwickeln. Ein weiterer Schwerpunkt wird die Validierung dieser Systeme nach den Standards der Autohersteller sein.

Horiba Fuelcon

Nicht nur während der Entwicklung und Validierung, sondern auch in der Serienproduktion müssen Antriebs- und Speicherkomponenten der Elektromobilität geprüft werden. Bei diesem vergleichsweise neuen Aufgabenfeld des vollautomatisierten End-of-Line-Tests von Fahrzeugbatterien hat Horiba Fuelcon hohe Kompetenz vorzuweisen und zum Beispiel die Batterieproduktionslinien der Audi-Werke in Brüssel und Changchun mit Prüftechnik ausgerüstet. Zum Prüfumfang gehören Tests für Dichtigkeit, Ladezustand, Zellqualität und Dynamik (Pulse-Power).

Mathias Bode, Geschäftsführer bei Horiba Fuelcon: „Mit unseren Prüfanlagen bedienen wir die komplette Wertschöpfungskette von der Zellebene über Module bis zu Batterie-Packs. Mit dem „Evaluator EOL“, der bei Audi zum Einsatz kommt, decken wir auch die Qualitätssicherung innerhalb der Batterieproduktion ab.“ Zudem entwickelt das Unternehmen seit rund 15 Jahren Teststände für Brennstoffzellen – und ist so auch auf die eventuelle nächste Stufe der Antriebsentwicklung vorbereitet.

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