Motoremulation mit dem M2000 von Kewell
Ziel und Aufgaben von Motorsimulationen
Bei der Entwicklung von elektrischen Antriebssystemen müssen die Tests genau, sicher und reproduzierbar sein. Das gilt besonders für Inverter, also die elektronischen Steuergeräte der E-Motoren. Mit der M2000-Serie bietet Schulz-Electronic eine leistungsfähige Motorsimulationslösung von Kewell an, die Elektromotoren realitätsnah ersetzt, ohne mechanische Komponenten wie Motor oder Prüfstand Dynamometer verwenden zu müssen.
Durch den Einsatz von mathematischen Modellen für Synchron- und Asynchronmaschinen können dynamische Fahrsituationen, Belastungszyklen sowie Fehlerfälle genau nachgebildet werden. Das verbessert die Testtiefe, senkt die Kosten und reduziert die Komplexität der Prüfstände.
Anwendungsbereiche und Herausforderungen
Die Motorsimulation wird in der Forschung und Entwicklung von Invertern (Motorsteuergeräten) und zur Prüfung von Steuergeräten in der Automobiltechnik, Luftfahrt, Industrie, bei Serienprüfständen und End-of-Line-Tests (EOL) sowie bei Langzeit- und Alterungstests unter dynamischen Lastbedingungen eingesetzt.
Herausforderungen bei konventionellen Prüfaufbauten:
- Einsatz aufwendiger Prüfstände mit realen Motoren, Getrieben und Lastmaschinen
- Fehlende Reproduzierbarkeit dynamischer Szenarien
- Hoher Energieverbrauch, Geräuschpegel und Wartungsaufwand durch mechanische Komponenten
- Fehlersimulation nur sehr eingeschränkt möglich.
Mechanische Prüfstände sind nach wie vor in der Systemintegration sinnvoll, wobei vollelektronische Simulationslösungen wie das M2000-System von KEWELL eine skalierbare, reproduzierbare und deutlich effizientere Alternative darstellen, insbesondere für die Entwicklung, Validierung und EOL-Prüfung. Dank des deutlich reduzierten Platz- und Kostenaufwands sowie der Möglichkeit, sich während der Prüfung im selben Raum wie der Prüfling aufzuhalten, bietet das das M2000-System von Kewell eine besonders effiziente und benutzerfreundliche Lösung für moderne Testumgebungen.
Das Angebot von Schulz-Electronic für die Motorsimulation
Schulz-Electronic bietet mit dem M2000 von Kewell eine Systemlösung an, die standardmäßig den E-Motor simuliert und optional auch die Batteriesimulation integriert.
1. M2000 E-Motor Emulator (Standardausführung)
Diese Variante ersetzt den Elektromotor im Prüfstand. Der Inverter wird mit einem separaten Batteriesimulator versorgt.
- Simulation von Synchron- und Asynchronmaschinen
- „Current Response“: bis 1500 A/ms, Frequenz bis 2 kHz
- Simulation typischer Fehlerfälle: blockierter Rotor, Kurzschluss, Sensorfehler
- Encodersignale (ABZ), Resolver- und Temperatur-Simulation inklusive
- Modular erweiterbar (100 kW bis 600 kW Leistungsklasse)
2. M2000 mit integrierter Batteriesimulation (All-in-One-Konfiguration)
Für EOL-Tests bietet Kewell zudem eine Systemkonfiguration an, bei der Batteriesimulator und Motorsimulator in einem Gehäuse integriert sind. Diese Konfiguration eignet sich insbesondere für schnelle Funktionsprüfungen in der Serienfertigung.
- Zwei getrennte Ausgänge:
> DC-Ausgang zur Batteriesimulation (für den Eingang des Inverters)
> AC-Ausgang zur Motorsimulation (ersetzt Motor und Last) - Spart Platz, reduziert Verkabelungsaufwand und Systemkomplexität
- Unterstützt typische Prüfprozesse wie Alterungstest, Stromkalibrierung und Betriebspunktverifikation
Testszenarien, die mit der M2000-Serie durchgeführt werden können:
- Funktionsprüfung: Erforschung und Absicherung von Steuergerätefunktionen vor Integration
- Dynamiktests: Beschleunigungs- und Bremsprofile, Lastwechsel, Hochfrequenzverhalten
- Fehlersimulation: CAN-Signalfehler, Sensorausfälle, Kurzschlüsse, Entmagnetisierung
- EOL-Test: Serienbegleitende Schnelltests mit konfigurierbaren Profilen
- Alterungstest: Dauerbetrieb mit realitätsnahen Profilen und automatischer Auswertung