comemso Verbund-HiL-Prüfstand für EVCC / BMS Integrationstests

Ein Elektrofahrzeug besteht im Vergleich zu einem Verbrenner-Fahrzeug aus viel weniger Bauteilen, die Mechanik ist somit einfacher. Neue Herausforderungen des Elektrofahrzeugs liegen bei der Elektronik und der Software. Steuergeräte müssen viel mehr Überwachungsaufgaben übernehmen. Bei Elektrofahrzeugen gibt es zwei wesentliche Steuergeräte: das Batterie-Management-System (BMS) und den Electric Vehicle Charge Controller (EVCC). Das BMS überwacht und regelt die Fahrzeugbatterie. Das EVCC steuert die Kommunikation mit der Ladesäule, sowie dessen Stromfluss beim Ladevorgang.

Wenn das Elektrofahrzeug das Laden mit Wechselspannung (AC) ermöglicht, muss diese passend für die Batterie in Gleichspannung gewandelt werden. Das EVCC ist dann in einem On-Board-Charger (OBC) kombiniert.

Als Bindeglied zwischen BMS und Ladesäule (AC sowie DC) erhält das EVCC vor und während des Ladevorgangs den aktuellen Batteriestand vom BMS. Wird erkannt, dass die Batterie bereits vollständig geladen ist oder ein Fehler festgestellt wurde, muss dies an die Ladesäule kommuniziert werden, um den Ladevorgang zu verhindern oder sofort abzubrechen. Ein dennoch durchgeführter Ladevorgang kann die Fahrzeugelektronik inkl. Fahrzeugbatterie beschädigen. Im Worstcase kommt es zum Elektronikschaden oder zum eingangs erwähnten Batteriebrand!

Gängige Fehler oder Risiken sind neben Über- oder Unterspannung, Übertemperatur, Leitungsbruch oder Kurzschluss der Batteriezelle. Einige zentrale Fragen in solchen Szenarien sind daher:

• Wird bei einem erkannten Fehler die Information vom BMS an den EVCC korrekt weitergeleitet und die Anweisungen entsprechend umgesetzt?
• Hat das BMS alle Sicherheitsmechanismen implementiert, um auf Fehlerfälle des EVCC zu reagieren?
• Was passiert, wenn BMS und EVCC widersprüchliche Informationen erhalten?
• Reagieren sämtliche Steuergeräte in allen erdenklichen Situationen immer 100% korrekt oder verbergen sich Gefahren für ein schwerwiegendes Fehlverhalten?
• Können dadurch Schäden auftreten, die zu teuren Rückrufaktionen führen und somit dem Image des Fahrzeugherstellers schaden?

Es ist folglich extrem wichtig, diese und viele weitere Parameter mit Hilfe eines Verbundprüfstands im Labor zu prüfen, um Fehlerquellen zu detektieren und daraus resultierende Risiken bereits in der Entwicklung zu beseitigen – mit Tests die gefahrlos, automatisiert und reproduzierbar sind.

Ein vollständiger Testablauf nach dem V-Modell (Abb. 1) besteht aus Komponententest, Integrationstest, Systemtest und Abnahmetest. comemso bietet die Lösungen für Komponententests des BMS und EVCC/OBC sowie Integrationstests beider Steuergeräte.

Mit dem Verbundprüfstand (Abb. 2) bietet comemso ein hochpräzises HiL-System (Hardware-in-the-Loop) für Test und Analyse der Kommunikation zwischen BMS und EVCC / OBC an. Es sind jahrelange Praxiserfahrungen, sowie Erkenntnisse aus umfangreichen elektrische Fehlersimulationen in die Entwicklung eingeflossen, um die hohen und komplexen Anforderungen der OEM und TIER1 abzudecken. Durch die Emulation von Batteriezellen und Sensoren für das BMS, sowie der Emulation einer Ladestation für den EVCC/OBC, können die sicherheitsrelevanten Funktionen getestet, Ladenormen abgeprüft und voll-automatisierte Konformitätsprüfungen durchgeführt werden.  Diese Plattform bietet dem Kunden umfangreiche und tiefgehende Möglichkeiten seine Testspezifikationen umzusetzen. Mitgelieferte bildhafte Visualisierungen in der grafischen Benutzeroberfläche, Möglichkeiten zur Restbus-Simulation und optionale MATLAB-Simulink^®-Anbindung runden das System ab. Der comemso Verbundprüfstand lässt sich in eine übergreifende Testautomatisierung mittels Remote-Schnittstelle einbinden. Somit lassen sich noch mehr verschiedene Steuergeräte mit einander automatisiert, reproduzierbar und sicher testen.

Bringen Sie Ihre Testequipment auf die nächste Stufe, sichern Sie sich Ihren Wettbewerbsvorteil und nutzen Sie die schnittstellenübergreifenden Testsysteme von comemso. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an sales@comemso.de.