kfztech.de sind Autoinfos und
Kraftfahrzeugtechnik aus erster Hand

Logo kfztech.de
kfztech.de Was ist neu? Blogger Logo Kfz-Blog  Besuchen Sie uns auf: Facebook Logo   Twitter Logo Technik-News Kontakt Zeuschners
Kfz-Technik Abkürzungs-ABC Auto-Infos Kfz-Zubehör-Shop kfztech TV Unterricht und Ausbildung
Suche in kfztech.de

Kabelverschraubungen bei E-Fahrzeugen – hohe Ansprüche an die Sicherheit

von kfztech.de | Nutzfahrzeuge | Alternative Antriebe |

Kabelverschraubungen bei E-Fahrzeugen – hohe Ansprüche an die Sicherheit

Handelsübliche EMV-Kabelverschraubungen sind nicht ausreichend. Sie müssen dichthalten und lebenslang halten

Die E-Mobilität wächst, wenn auch der Bestand an vollelektrischen Pkw ohne starkes Umsteuern bis 2030 weit unter den angesetzten Zielen der Bundesregierung liegen wird. Aber dennoch: Die E-Mobilität schreitet weiter fort und in Hinsicht auf die Hochvolt-Verkabelung bei den E-Nutzfahrzeugen gibt es hohe Ansprüche an die Sicherheit, denn das ist für die Betriebssicherheit über den gesamten Lebenszyklus entscheidend.

Wasserstoff Renault Master Hyvia-Van

Erster Wasserstoff-Renault Master Hyvia-Van neben seiner Wasserstoff-Tankstelle auf der IAA in Hannover vorgestellt. Deutschland - 20. September 2022 — Foto von Foto-VDW, Quelle: depositphotos.com

Handelsübliche EMV-KV’s sind nicht ausreichend

Es spielt keine Rolle, ob Brennstoffzelle, Hybrid oder vollelektrisch – geht es um die Verkabelung der Hochvolt-Komponenten, wie bspw. Stromverteilereinheiten, Motoren, Inverter oder anderen Aggregaten in Nutzfahrzeugen, dann ist es nicht ausreichend, auf die handelsüblichen EMV-Kabelverschraubungen zurückzugreifen.

In der E-Mobilität ist eine Vorkonfektionierung von HV-Kabeln mit den üblichen industriellen Kabelverschraubung nicht prozesssicher genug, wenn es darum geht eine gesicherte Funktion der Verschraubungen in Baumaschinen oder Nutzfahrzeugen zu gewährleisten. Eine konventionelle EMV-Kabelverschraubung erfüllt lediglich einzelne Anforderungen, doch niemals das gesamte Spektrum der Anforderungen in Hinblick auf die E-Fahrzeuge. Damit eine höchstmögliche Sicherheit erreicht wird, verlangen die Fahrzeug- und Komponenten-Hersteller sowie Entwicklungsunternehmen dauerhaft funktionierende Lösungen.

Ebenfalls sind die Ansprüche in Bezug auf die Schirmstromtragfähigkeit, Montagefähigkeit, Dichtheit und Prozesssicherheit hoch, wenn es um die eingesetzten Produkte geht. Ein Normalzustand sind besonders die wiederholten hohen Leistungsabrufe bei den Nutzfahrzeugen. Aus diesem Grund kommt es in den Motorzuleitungen zu hohen Strömen und diese belasten durch die hohen Schaltfrequenzen der DC/AC-Wandler sowie der DC/DC-Wandler das HV-Bordnetz mit zusätzlichen hochfrequenten Signalen.

Sie halten „dicht“: Kabelverschraubungen

Der Erste, der ein Patent für eine dichte Kabelverbindung hat eintragen lassen, war Otto von Pflitsch Mitte der 1960er-Jahre und das in Form einer Stopfbuchse. Abgedichtet wurde diese durch das Anziehen der Druckschraube, wodurch ein Gummiring ans Kabel gequetscht wurde. Mit der Zeit wurde dieses Prinzip immer weiterentwickelt. Dabei wurden Kunststofflamellen hinzugefügt und die Bauweise Schritt-für-Schritt verbessert. Ende der 60er-Jahre war Pfitsch in der Lage, eine Kabelverschraubung zu zeigen, bei der ohne Einschnürung des Kabelmantels die Dichtigkeit gewährleistet werden konnte.

Asynchronmotor Audi

Deutlich sind die drei Anschlüsse des Asynchronmotor eines Audi zu sehen. - Bild: Audi

 Bei Kabelverschraubungen handelt es sich somit um eine isolierte Verbindung eines Kabels mit einer elektrischen Anlage. Sie dienen als Schutz vor äußeren Einflüssen wie Staub, Schmutz und Nässe.

Das könnte auch interessant sein: 

Hochvolt-Prüfung Kfz-Mechatroniker

Sichern gegen Wiedereinschalten

Lebenslange Sicherheit, dank passender Kabelverschraubungen

Es zeigt sich, dass aktuell bei der Sicherheit und der Lebensdauer, der EMV-Schirmkontaktierung der Hochvoltkabel in den E-Nutzfahrzeugen noch nicht genügend Beachtung geschenkt wird. Die Summe aller Belastungen im Betrieb, stellen neben der Schirmstromtragfähigkeit einen wesentlichen Einfluss auf die Produktlebensdauer dar und somit auf die Funktion des Fahrzeugs.

Zu oft wird die Ansicht vertreten, dass die Bauteile der EMV-Schirmkontaktierung die Funktion über die Betriebsjahre und den Betriebsbedingungen die EMV-Aufgabenstellungen des Neufahrzeugs erfüllen und diese erhalten. EMV-Tests sind gesetzlich vorgeschrieben bei Neufahrzeugen, wobei es ungewiss bleibt, wie es um die EMV-Werte des HV-Bordnetzes über die gesamte Lebensdauer bestellt ist.

Hochvoltkabel und Steckverbindung

An HV-Kabel und deren Steckverbindungen bzw. -verschraubungen werden hohe Sicherheitsansprüche gestellt (hier: Ford Kuga Plug-in-Hybrid). - Bild: kfztech.de

Kommt es zum Ausfall einer Leistungskomponente im Antriebsstrang, dann wird darauf vom System mit einer Fehlfunktion kenntlich gemacht. Anders verhält es sich bei der EMV-Schirmkontaktierung. In einem solchen Fall verändert sich die Betriebssicherheit drastisch. Die Folge sind hier EMV-Störaussendungen an zerstörten oder defekten Schirmkontaktierungen. An anderen Orten können solche Störquellen EMV-Einkopplungen bewirken, wie bspw. an Elektronikkomponenten oder Steuerleitungen. Da der Einfluss auf die Steuersignale vielfältig ausfallen kann, stellt dies ein nicht offenkundiges Sicherheitsrisiko dar. Die Fehlersuche bzw. das Auffinden der Fehlerquelle sowie der Störsenke ist zumeist mit einem enormen Aufwand und Kosten verbunden – nicht zu vergessen die Sicherheitslücke.

Es ist nicht selten, dass es zu weitreichenden Änderungen im EMV-Schutzkonzept kommt, um die Fehler zu beheben. Allerdings ist nicht nur das eine Fahrzeug von diesen Störsymptomen betroffen, sondern die gesamte Flotte.

Hochleistungselektronik

Kabel für Hochleistungselektronik  (Mild-Hybrid) 15kW - Bild: Continental

Wichtige Schlagwörter (hashtags):

kfztechde, Auto, Kfz, EMV, Kabelverschraubung, E-Auto, Nutzfahrzeug, Hybridfahrzeug, Hochvoltkabel,











 




Impressum, Copyright Autor: Johannes Wiesinger bearbeitet: 09.11.2022