Der verstärkte Ausbau der Elektromobilität ist eine der wesentlichen Lösungen mit Blick auf die Herausforderungen des globalen Klimawandels. Elektromobilität kann zu erheblichen CO2-Einsparungen beitragen und den Weg zum klimaneutralen Verkehr ebnen. Die Zahl neu zugelassener Fahrzeuge belegt: Immer mehr Verbraucher setzen auf umweltschonendende Fortbewegungsmittel. Und auch im Bereich der Nutzfahrzeuge sowie mobilen Arbeitsmaschinen vollzieht sich ein Wandel. Die Elektrifizierung betrifft dabei neben den Hauptantrieben auch die Nebenantriebe im Fahrzeug.
Klassische Nebenaggregate in Nutzfahrzeugen reichen von Lenkhilfepumpen, Luftkompressoren und Lüftungen über CO2-Wärmepumpen und Transportkühlungen bis hin zu Hydraulikpumpen sowie Generatoranwendungen. Elektrifizierte Nebenantriebe weisen einen hohen Wirkungsgrad auf, sind aufgrund weniger beweglicher Komponenten vergleichsweise wartungsarm, einfach im Aufbau und überzeugen mit Blick auf die Drehmomentabgabe und die niedrigen Betriebskosten. Zudem profitieren Anwender von kompakten Maßen und der geringen Lautstärke. Da Nebenantriebe, wie etwa die elektrifizierte Lenkhilfepumpe, einen geringeren Energiebedarf aufweisen, kann sich darüber hinaus die maximale Reichweite beispielsweise eines Elektrobusses erhöhen – ein nicht unerheblicher Zugewinn in Sachen Effizienz für den Nutzer.
Wechselrichtersystem mit integrierten UDS-Features
Für den zuverlässigen Betrieb der Nebenaggregate bietet KEB Automation die passenden Antriebe, Steuerungen und Softwarelösungen aus einer Hand. So steht beispielsweise mit dem T6 APD ein skalierbares und modulares Wechselrichtersystem mit integrierter Leistungselektronik, intelligenter mobiler Steuereinheit und EMV-Filterlösungen zur Verfügung. Der T6 wandelt Gleichstrom aus der HV-DC-Quelle in Drehstrom zum Antrieb von Elektromotoren um. Das System erfüllt alle Anforderungen, die an elektronische Komponenten für den Automotivebereich gestellt werden – in Bezug auf mechanische und thermische Eigenschaften, Umweltbedingungen, Sicherheit und Lebensdauer. Das T6-System lässt sich flexibel an unterschiedliche Fahrzeuganforderungen anpassen und ermöglicht die Integration von bis zu sechs Wechselrichtermodulen, die in drei Leistungsstufen mit Nennausgangsströmen von 16,5 A, 33 A und 60 A verfügbar sind. Dabei übernimmt der T6 APD die Aufgaben der dynamischen und energieeffizienten Drehzahl- und Drehmomentregelung. Das System unterstützt sämtliche Motorbauarten wie etwa Synchron- und Asynchronmotoren, IPM-Motoren und Synchron-Reluktanzmotoren und benötigt keine Geberrückführung. Ein Embedded Logic Controller bietet zusätzlich eine Codesys-Programmierumgebung, die bei Bedarf genau auf die Kundenanwendung angepasst werden kann. Zur Kommunikation stehen zwei CAN-Ports zur Verfügung, die alle gängigen CAN-Protokolle wie J1939, CANopen, UDS (Unified Diagnostic Services) und viele mehr unterstützen. „Die Software des T6 APD ist modular und anpassungsfähig. Anwender können für jeden Wechselrichterausgang aus einem Pool von unterschiedlichen Apps wählen. Hierbei stehen zum einen generische Apps von KEB zur Verfügung, aber auch Apps direkt vom Aggregat-Hersteller“, sagt Boris Schneider, Teamleiter für den Bereich Applikation E-Mobility bei KEB. Schon jetzt stehen Apps für Luftkompressor, Lenkhilfepumpe und Klimatisierung zur Verfügung und der Pool wächst stetig. Sollte die passende App einmal nicht zur Verfügung stehen, kann diese ohne großen Aufwand entwickelt werden – sowohl von KEB als auch vom Kunden selbst. Mit der neusten Softwareversion unterstützt der T6 APD nun auch das Diagnose Protokoll UDS auf dem CAN-Bus. Auf Grundlage einer Sammlung von verschiedenen Diensten innerhalb des Protokolls können nahezu alle zur Verfügung stehenden Parameter gelesen und geschrieben werden. Fehlerspeicher lassen sich auslesen oder löschen. Auch anwendungsspezifische Funktionen, sogenannte Routinen, können ausgeführt werden, hierbei sind dem Anwender keine Grenzen gesetzt. Unter anderem lässt sich so der „Diagnose-Testbetrieb“ problemlos umsetzen. Außerdem ist es möglich, Dateien und Software über die UDS-Schnittstelle zu übertragen. Somit kann die T6 APD Software über die CAN-Schnittstelle aktualisiert werden. Ein Zugang zu der Ethernet Diagnose Schnittstelle ist somit nicht mehr zwingend erforderlich. Üblicherweise ist für den CAN-Port in einem Fahrzeug ein gesonderter Diagnose-Port vorgesehen. An diesem Port können alle Motorsteuergeräte (Engine Control Units – ECUs) erreicht werden.
Durch die Softwareversion können die selbst erstellen Applikationen innerhalb des T6 Wechselrichtersystems mit UDS-Parametern und Routinen erweitert werden. Auf diesem Wege können Anwender ihre eigene Applikation über UDS ansprechen. Der Vorteil dabei: Der Anwender muss sich nicht selbst mit dem Thema UDS auseinandersetzen, sondern kann einfach auf die bereits integrierten UDS-Features zugreifen.
CO2-Einsparpotenziale bei Bussen
„Bereits seit einigen Monaten ist die neue Software bei verschiedenen Kunden im Einsatz und erleichtert die Diagnose dank der standardisierten Abläufe erheblich“, sagt Schneider. Konkret kann der T6 APD von KEB durch eine hocheffiziente Motorsteuerung den Energieverbrauch der Nebenaggregate in Elektrobussen deutlich senken. Dies erhöht die Reichweite des Fahrzeugs und schont die Umwelt. Die Elektrifizierung von Bussen markiert einen Schritt in Richtung einer klimaneutralen Mobilität. Insbesondere im Stadtverkehr kommen Vorteile wie der leise Betrieb der Nebenaggregate voll zum Tragen. Ein besseres Fahrgefühl durch deutlich weniger spürbare Vibrationen im Innenraum und die insgesamt gesteigerte Effizienz sind weitere Aspekte, die für die Elektrifizierung von Haupt- und Nebenantrieben sprechen. Abgerundet wird dies durch die nun zur Verfügung stehende UDS-Schnittstelle, die dem Anwender eine automotivegerechte Diagnose im Handumdrehen ermöglicht. (jg)
Mehr Informationen zum modularen Wechselrichtersystem T6 APD von KEB Automation:
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