Überwindung komplexer Störungen im Bordnetz von Fahrzeugen: Wie man Lastabwurfimpulse in Kraftfahrzeugen simuliert

Abstract
Beim Betrieb elektrischer Fahrzeuggeräte erzeugt das Abschalten von Generatoren oder Hochleistungslasten Lastabwurfimpulse, die in der Branche allgemein als Lastabwurfstörungen bekannt sind. Solche kurzzeitigen Hochspannungsimpulse können leicht zu Funktionsstörungen und zum Durchbrennen von Chips in Steuergeräten, fahrzeugseitigen Sensoren, On-Board-Ladegeräten von Elektrofahrzeugen und anderen Geräten führen. Um die Einhaltung der EMV-Vorgaben sicherzustellen, ist die zentrale Frage: Wie lassen sich Lastabwurfimpulse im Fahrzeug simulieren, um die realen Netzstörungsbedingungen realer Fahrzeuge nachzubilden? Entwickelt von LISUN, hat das EMS-ISO7637 Der Generator für transiente Störungen in der Automobilelektronik ist ein integriertes Gerät zur EMV-Störfestigkeitsprüfung von Automobilbauteilen. Er bildet verschiedene transiente leitungsgebundene Störsignale gemäß ISO 7637, einschließlich der Lastabwurfimpulse 5a und 5b, vollständig nach und bietet standardisierte Testumgebungen für diverse fahrzeugmontierte Elektronikprodukte. Dieser Artikel beschreibt den Erzeugungsmechanismus der Lastabwurfimpulse, Simulationsimplementierungsverfahren, einen Vergleich der Geräteparameter und umfassende Testanwendungen. Er erläutert detailliert, wie Lastabwurfimpulse in der Automobilelektronik mit dem Generator simuliert werden können. EMS-ISO7637 Die Studie vergleicht die Anpassungsszenarien verschiedener Modelle und bietet Fahrzeugherstellern, Drittlaboren und Elektronik-Forschungs- und Entwicklungsunternehmen Hinweise zur Geräteauswahl und Testdurchführung. 

Erzeugungsmechanismus und Testnotwendigkeit von Lastabwurfimpulsen für Fahrzeuge

Während der Fahrt führt das plötzliche Abschalten von Verbrauchern mit hohem Stromverbrauch, wie z. B. Klimaanlagenkompressoren und Fahrzeugbeleuchtung, zur Freisetzung einer enormen induzierten elektromotorischen Kraft in der Erregerspule des Bordgenerators. Dadurch entstehen Lastabwurfimpulse mit hoher Amplitude und langer Dauer, die den in ISO 7637-2 spezifizierten Impulsformen 5a und 5b entsprechen. Es bestehen deutliche Unterschiede in Impulsspannung, Klemmbereich und Entladeenergie dieser Lastabwurfimpulse zwischen 12-V-Pkw, 24-V-Nutzfahrzeugen und 48-V-Elektrofahrzeugen. Können Labore diese Impulsformen nicht präzise reproduzieren, treten bei realen Fahrtests Fehler wie Bildschirmausfall, Kommunikationsunterbrechungen und Bauteilschäden auf.

Die herkömmliche Methode zum Aufbau diskreter Testschaltungen kombiniert Gleichstromversorgung, Impulsgenerierungsmodul und Lastwiderstand. Sie leidet unter mangelnder Wellenformkonsistenz und schwieriger präziser Steuerung der Impulsanstiegszeit und der Klemmspannung und erfüllt somit nicht die Messanforderungen von GB/T 21437.2 und ISO 7637-2. Stabile und konforme Prüfungen erfordern standardisierte integrierte Geräte. Dies ist der Hauptgrund, warum sich die Branche im Allgemeinen mit der Frage beschäftigt, wie Lastabwurfimpulse in Kraftfahrzeugen simuliert werden können. LISUN EMS-ISO7637 Ein in Serie gefertigter elektronischer Transienteninterferenzgenerator für Kraftfahrzeuge kann dieses Problem vollständig lösen.

Wie man Lastabwurfimpulse in Kraftfahrzeugen simuliert EMS-ISO7637 Equipment

Das LISUN EMS-ISO7637 Generator für elektronische Transientenstörungen im Automobilbereich Das System umfasst drei Basismodelle, die alle mit integrierten Lastabwurf-Impulsgeneratoren in unterschiedlichen Konfigurationen für verschiedene Testanforderungen ausgestattet sind, und deckt den gesamten Prozess der Simulation von Lastabwurf-Impulsen in der Automobilindustrie ab. Das gesamte Gerät ist in einem 4U-Gehäuse untergebracht und benötigt keine zusätzlichen diskreten Bauteile zum Verbinden.

Der vollständige Simulationsprozess umfasst vier grundlegende Schritte. Zunächst wird die Stromversorgungsschaltung für das Prüfobjekt aufgebaut. Das integrierte Kopplungs- und Entkopplungsnetzwerk unterstützt eine Basisausgangsleistung von 80 V/30 A, optional erweiterbar auf 50 A und 100 A, um die Kompatibilität mit 12-V-, 24-V- und 48-V-Bordnetzen zu gewährleisten. Anschließend werden die Standardvorlagen Puls 5a oder Puls 5b über den 10.1-Zoll-Touchscreen (chinesisch/englisch) aufgerufen. Das System verwendet native ISO-Standard-Wellenformparameter, sodass keine wiederholte manuelle Anpassung erforderlich ist. Im dritten Schritt werden Parameter wie Pulsspannung, Klemmspannung, Quellimpedanz und Anstiegszeit fahrzeugspezifisch angepasst. Die Spannungsauflösung beträgt 1 V, und die Quellimpedanz ist stufenlos von 0.5 Ω bis 40 Ω einstellbar und deckt damit alle Testbereiche von Pkw und Nutzfahrzeugen ab. Abschließend werden die Anzahl der Impulsauslöser und die Impulsdauer festgelegt und der automatische Test gestartet. Das Gerät zeichnet während des gesamten Prozesses synchron Wellenformkurven auf und erstellt Testberichte – ganz ohne manuelle Überwachung.

Für CNAS-zertifizierte Labore mit hohen Anforderungen an die Prüfgenauigkeit kann das LIS-CAR-Kalibrierwiderstandsset zur vollständigen Überprüfung von Leerlauf- und Lastsignalformen eingesetzt werden. Dadurch wird sichergestellt, dass die Ausgangsimpulse den Standardtoleranzen entsprechen und Nachprüfungskosten aufgrund von Abweichungen in den Prüfdaten vermieden werden. Neben den grundlegenden Lastimpulsen integriert das Gerät alle transienten Signalformen des Stromnetzes, einschließlich Impuls 1, 2a, 3a und 3b. Ein einzelnes Gerät kann alle Störfestigkeitsprüfungen gemäß ISO 7637-2 durchführen, ohne dass mehrere separate Messgeräte benötigt werden.

ISO 7637-2 Kfz-Überspannungsschutzgenerator

Vergleichstabelle der Lastabwurf-Impulssimulationsfähigkeiten der einzelnen Geräte EMS-ISO7637 Modell

Vollständige Anwendungsszenarien des Lastabwurf-Impulssimulationstests

Nachdem Unternehmen gelernt haben, wie man Lastabwurfimpulse in Kraftfahrzeugen simuliert, können sie sich darauf verlassen LISUN EMS-ISO7637 Die Ausrüstung deckt die Testanforderungen der gesamten industriellen Wertschöpfungskette ab. Die erste Kategorie umfasst die Verifizierung in der F&E-Phase von Automobilelektronik. Bei Motorsteuergeräten, Millimeterwellenradaren und Instrumentenanzeigen hilft die Reproduktion von 5a- und 5b-Laststoßimpulsen, Konstruktionsfehler in Spannungsstabilisierungs- und Schutzschaltungen frühzeitig zu erkennen und Fehler bei Fahrzeugtests in späteren Phasen zu reduzieren. Die zweite Kategorie umfasst die Prüfung von Hochvoltkomponenten für Elektrofahrzeuge. On-Board-Ladegeräte, DC/DC-Wandler und Batteriemanagementsysteme stellen höhere Anforderungen an die Toleranz gegenüber Hochspannungsstörungen. Die Langzeitimpulsausgabe der Ausrüstung ermöglicht die Simulation von Langzeit-Lastabstoßbedingungen zur Überprüfung der Langzeitstabilität der Produkte. Die dritte Kategorie umfasst die Qualitätskontrolle in der Serienproduktion. Die Ausrüstung beinhaltet automatische Testvorlagen mit nur einem Klick, die es Mitarbeitern in der Produktion ohne Fachkenntnisse ermöglichen, die Laststoßimpulsprüfung jedes Produkts durchzuführen und die Werksqualität stabil zu sichern. Die vierte Kategorie umfasst Zertifizierungstests für externe Prüflaboratorien. Das Gerät verfügt über CNAS-Kalibrierungszertifikate und seine Prüfberichte können direkt für Lieferketten-Audits von Fahrzeugherstellern wie Volkswagen, General Motors und Toyota verwendet werden. Die fünfte Kategorie umfasst die Überprüfung elektronischer Ausrüstung in Militärfahrzeugen. Mit erweitertem Zubehör erfüllt es die Anforderungen an Störfestigkeitsprüfungen gemäß MIL-STD-461 und erweitert so sein Anwendungsspektrum.

Wenn Labore gleichzeitig kapazitive und induktive Kopplungsprüfungen gemäß ISO 7637-3 außerhalb des Stromnetzes durchführen müssen, sind optionale Zubehörteile wie z. B. VFTC Kapazitive Kopplungsklemmen und Strominjektionssonden vom Typ LIS-BCP110 lassen sich zu einem kompletten Prüfsystem für die leitungsgebundene Störfestigkeit im Automobilbereich kombinieren. Für Prüfungen der transienten Störaussendung in Stromnetzen kann die künstliche Netzwerkausrüstung der Serie LIS-TEMI eingesetzt werden, um alle Prüfpunkte des Normenanhangs abzudecken.

Fazit

Wie lassen sich Lastabwurfimpulse in Kraftfahrzeugen simulieren? ist ein unvermeidbares Kernproblem bei EMV-Prüfungen in der Automobilelektronik. Diskrete Testschaltungen weisen Nachteile wie instabile Signalformen, umständliche Parametereinstellung und die Unfähigkeit, die Messzertifizierung zu bestehen, auf. Als integriertes professionelles Testgerät bietet sich das an. LISUN EMS-ISO7637 Der Generator für elektronische transiente Störungen in der Automobilindustrie bildet die in der Norm ISO 7637 spezifizierten Lastabwurf-Impulswellenformen 5a und 5b vollständig nach, steuert wichtige Parameter wie Spannung, Impedanz und Timing präzise und kann in Kombination mit Kalibrierkits die Messanforderungen verschiedener Labore erfüllen.

Was die Auswahl der Ausrüstung betrifft, EMS-ISO7637Das Modell -P1235-80V30A wird für umfassende Prüfungen von Autoteilen empfohlen und deckt alle transienten Wellenformen sowie die Simulation von Lastabwurfimpulsen ab. EMS-ISO7637Das Gerät -P5-80V30A eignet sich für spezielle Zuverlässigkeitsprüfungen bei Lastabwurf und trägt so zur Kostenkontrolle bei der Gerätebeschaffung bei. Es zeichnet sich durch seine kompakte Bauweise und einfache Installation aus und ist für verschiedene Einsatzorte wie Forschungs- und Entwicklungslabore von Unternehmen, Produktionslinien und Prüfinstitute geeignet. Neben der Lösung des Problems der Simulation von Lastabwurfimpulsen in Fahrzeugen deckt es gleichzeitig alle Anforderungen an transiente Störfestigkeitsprüfungen im Fahrzeug ab. Dadurch werden die Investitions- und Zeitkosten für Unternehmen beim Aufbau von EMV-Laboren erheblich reduziert, und es dient als standardisierte Lösung für die EMV-Prüfung von elektronischen Fahrzeugprodukten.