Neue Herausforderung für die E-Mobilität: Teilentladung

Teilentladung ist ein lokal auftretender elektrischer Überschlag, der bei Spannungen von mehr als 600 Volt entstehen kann. Aufgrund der dort herrschenden hohen elektrischen Feldstärke durchdringen einzelne Ladungsträger die Isolationsschicht. Dabei ist es unerheblich, ob es sich um einen festen, flüssigen oder gasförmigen Isolator handelt.

Im Bereich der elektrischen Anlagentechnik und Hochspannungs-Übertragungsnetze ist das Phänomen bereits seit langem bekannt. Entsprechende Überprüfungen gehören hier zu den Standardprüfungen vor der Inbetriebnahme der Anlage. Im Automobilsektor ist TE noch weitestgehend unbekannt, rückt jedoch mit der gesteigerten Verbreitung von 800 V-Antrieben zusehends in den Fokus.

Als Ursache für Teilentladung reichen bereits kleinste Defekte oder Inhomogenitäten wie Luft- oder Staubeinschlüsse im Isolationsmaterial oder Verunreinigungen der Oberflächen aus. Dies können entweder durch im Herstellungsprozess entstandene oder durch unsachgemäßen Umgang verursachte Mikrorisse o.ä. sein, die auch durch den täglichen Gebrauch dieser Bauteile entstehen können.

Sofern sie unentdeckt bleibt und wiederholt auftritt, führt TE zu einer fortschreitenden Schädigung der Isolierung. Im Inneren von elektrischen Antriebseinheiten (Electric Drive Units, EDUs) kann TE Kurzschlüsse verursachen, die im ungünstigsten Fall zu einem vorzeitigen Ausfall des Antriebs und damit einhergehend zum Stillstand des Fahrzeuges führen.

Die bisherigen elektrischen Fahrzeugantriebe arbeiten weitestgehend mit Spannungen im Bereich 400 V. Teilentladung tritt jedoch erst bei Spannungen von mehr als 600 V auf. Mit der zunehmenden Verbreitung der 800 V-Technologie wird TE nun auch für elektrische Antriebseinheiten relevant, besonders E-Motoren sind aufgrund ihrer Bauform und der vorherrschenden Spannungen potenziell die gefährdetsten Bauteile.

Mit PD-HVX bietet FEV Herstellern von Elektrofahrzeugen und Zulieferern eine umfassende Lösung um TE bereits während der Entwicklung zu identifizieren und frühzeitig entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten zu können.

Das Starterpaket beinhaltet das physische Messsystem sowie die entsprechende Software, die Einrichtung beim Kunden sowie eine Vorabberatung und zwei Testtage.

Die während der Messungen erzeugten Daten kann der Kunde entweder selbst auswerten, oder auf die Expertise und Erfahrung von FEV zurückgreifen. Die Ingenieure von FEV führen in einer zweiten Stufe weitere Messungen durch, werten diese aus und erstellen einen umfassenden Bericht einschließlich erster Verbesserungsvorschläge. Grundsätzlich sind diese Messungen durch die Konnektivität von PD-HVX auch als Online-Messung von remote möglich.

Zusätzlich bieten unsere Experten umfassende Optimierungs- und Beratungsleistungen an.

Eventuell festgestellte TE-Ereignisse werden detailliert auf ihre Systemrelevanz hin ausgewertet, das Gesamtsystem wird bewertet und entsprechende Optimierungsvorschläge entwickelt. Diese werden gemeinsam mit dem Kunden umgesetzt.