E-Fahrzeug

Die Drehschwingungsmessung ist ein entscheidender Aspekt, der bei der Entwicklung und Optimierung von E-Fahrzeugen berücksichtigt werden muss. Unerwünschte Vibrationen und Geräusche können identifiziert und gezielt behoben werden. Die Drehschwingungsmessung ist somit eine wichtige Methode, um die Qualität und Zuverlässigkeit von E-Fahrzeugen zu verbessern und den Anforderungen der modernen Mobilität gerecht zu werden.

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Problem: Dynamische und akustische Probleme, Resonanzen

Ziel: Optimale Auslegung des Antriebstrangs, Geräuschreduzierung

Für die Bewertung und Optimierung des Fahrzeugs ist eine ganzheitliche Betrachtung notwendig. Dynamische Effekte im Gesamtfahrzeug, akustisches Verhalten, Einflüsse auf das Fahrverhalten und Wechselwirkungen im Systemzusammenhang sollten berücksichtigt werden. Bei der dynamischen Auslegung des Antriebsstrangs spielen Drehschwingungsanregungen, Massenträgheiten, Steifigkeiten und Dämpfungsverhalten der Komponenten eine wichtige Rolle. Sie können Resonanzen und dynamische Probleme verursachen, die die Lebensdauer der Komponenten beeinträchtigen. Ein Teil von diesen Parametern können von Umweltbedingungen beeinflusst werden. Daher ist eine tiefgehende Untersuchung der Wechselwirkungen der einzelnen Komponenten unumgänglich. Außerdem stellt die Geräuschreduzierung in Kupplungen, Getrieben und Antriebswellen ein wichtiges Entwicklungsziel dar.

Im Schaubild liefert eine mehrkanalige Drehzahlmessung mittels magneto-resistiven Sensoren und Lasersensoren zum Beispiel an Kardanwelle (KW), Antriebswellen (AW), Kupplungen (K0, K1), Elektromotoren (E0-4) und Getrieben in Kombination mit analogen Messgrößen, wie Beschleunigungen und Schalldruck, ein umfassendes Gesamtbild über das Schwingungsverhalten des Antriebstrangs.

Die aufgezeichneten Messwerte werden im Zeit- und Spektralbereich ausgewertet. Gleichzeitig wird das akustische Verhalten analysiert.

Außerdem unterstützt Sie ROTEC ENGINEERING mit fachlichem Ingenieurswissen bei Problemstellungen rund um Schwingungsanalysen an Motoren, Getrieben und Antriebssträngen. Mit unserem Know-how leisten wir einen wertvollen Beitrag zu Ihrem Produkt in den Bereichen Steuertriebvalidierung, Ventiltrieboptimierung, Kupplungsauslegung, Übertragungsfehler (TE), Getriebe- und Ölhaushaltsoptimierung, Antriebsstrangvermessung und -optimierung, Strom- und Spannungsanalyse sowie die Applikation von Messtechnik.

Analysen im Zeitbereich

Dynamischer Verdrehwinkel in den Getriebekomponenten
Analyse der Wellentorsionen
Schlagartige Belastungen beim Lastwechsel
Analyse der Steifigkeiten im Antrieb

e-fahrzeug_analyse_zeit

Analysen im Spektralbereich

Analyse von dynamischen Anregungen
Überprüfung von Schwingungsdämpfern und Kupplungssystemen
Resonanzverhalten des Gesamtsystems
Änderung der Eigenfrequenzen über den Umgebungsbedingungen
Dynamische Spitzenbelastung

hybrid_ice_analyse_spektral

Analysen des akustischen Verhaltens

Identifikation von Geräuschquellen
Detektieren von Bauteilresonanzen
Spezialisierte Softwarelösung für Getriebeuntersuchungen

hybrid_ice_analyse_akustik

Probleme: Akustisches Verhalten, NVH Getriebe (Noise, Vibration, Harshness), dynamische Belastungen am E-Antriebsstrang

Ziel: Zuverlässige und optimale Auslegung des E-Antriebsstrangs

Untersuchungen an elektrischen Antriebssträngen stellen Ingenieure vor neue Herausforderungen, da Torsionsschwingungen von E-Motor und Getriebe zu Geräuschproblemen und möglicherweise zu mechanischen Ausfällen führen. Die Kombination der dynamischen Messung von Torsionsschwingungen, analogen Sensorwerten, CAN/OBD-Daten sowie Strom- und Spannungssonden ermöglicht eine Gesamtanalyse des elektrischen E-Antriebsstrangs.

Um die dynamischen Drehschwingungsanregungen und die Geräuschquellen eines elektrischen Antriebsstrangs zu identifizieren und zu lokalisieren, ist es mit hochauflösenden ROTEC-Drehzahlsensoren und Hochfrequenz-Drehzahlmesskarten mit 12,3 GHz Takt ausgestattet. Typische Messpunkte sind E-Motoren, Getriebeeingangs- und -ausgangswellen. Die hohe Taktfrequenz erlaubt es, die dynamische Winkelverschiebung zwischen zwei Wellen im µrad-Bereich zu erfassen und z.B. den geräuschverursachenden Übertragungsfehler zwischen zwei Getrieben zu analysieren. Zusätzlich werden Mikrofone und Beschleunigungsaufnehmer im Motorraum und in der Fahrerkabine angebracht. Für NVH-Untersuchungen bietet ROTEC hochauflösende analoge Messkarten mit IEPE-Kanälen und speziellen NVH-Funktionen in der Analysesoftware. Strom- und Spannungsmessfühler von KLARIC werden an der Batterie, der DC-Ladung, dem On-Board-Lader, dem HV-PTC und dem HV-ECC eingesetzt. An der CAN/OBDII-Schnittstelle werden CAN-Signale aufgezeichnet, z.B. Drosselklappen- und Bremsstellung. Die aufgezeichneten Messwerte werden im Zeit- und Spektralbereich ausgewertet.

Außerdem unterstützt Sie ROTEC ENGINEERING mit fachlichem Ingenieurswissen bei Problemstellungen rund um Schwingungsanalysen an Motoren, Getrieben und Antriebssträngen. Mit unserem Know-how leisten wir einen wertvollen Beitrag zu Ihrem Produkt in den Bereichen Übertragungsfehler (TE), Getriebeoptimierung, Antriebsstrangvermessung und Optimierung, Messtechnikapplikation.

Analysen im Zeit- und Spektralbereich

Kombination von mechanischen und elektrischen Größen (Strom und Spannung) im Antriebsstrang
Drehungleichförmigkeiten im Antriebsstrang
Übertragungsfehler (TE)
Drehmomente und Kräfte
Analyse von Geschwindigkeiten und akustischem Verhalten
Wirkungsgrad des Antriebsstrangs
Wirkungsgrad von Verbrauchern und Gesamtfahrzeug
Regelverhalten z.B. von Inverter, ABS, ESP
Korrelation zwischen Akustik, Drehungleichförigkeiten sowie Drehmomenten und Kräften
Identifizierung von Geräuschquellen
Erkennung von Bauteilresonanzen

e-fahrzeug_analyse_zeit_und_spektral

Case Study & Video

Ursachen von Geräuschverhalten und Auswirkungen von Drehschwingungen am E-Antriebsstrang

Download Case Study

Problem: Hör- und spürbare Schwingungen, NVH (Noise, Vibration, Harshness)

Ziel: Mehr Fahrkomfort

Der E-Achsantrieb überzeugt zunehmend beim Einsatz in E-Fahrzeugen: Mit geringerem Gewicht verspricht er mehr Leistung und Reichweite.
Die drei Antriebsteile Elektromotor, Getriebe und Leistungselektronik sind im E-Achsantrieb zu einer kompakten Einheit zusammengefasst. Durch den begrenzten Bauraum müssen die einzelnen Komponenten der gesamten Antriebseinheit hinsichtlich Festigkeit, Gewicht und Schallübertragung optimal aufeinander abgestimmt sein. Andernfalls kann es zu hör- und spürbaren Schwingungen kommen, die den Fahrkomfort beeinflussen. Die Untersuchung von Drehschwingungen im E-Achsantrieb ist daher grundlegend für die Analyse von Geräuschanregungen sowie des NVH (Noise, Vibration, Harshness)-Verhaltens.

Im Schaubild werden die Drehzahlen am Elektromotor, am Getriebeausgang und an den Zwischenwellen hochauflösend aufgenommen. Die Taktfrequenz der ROTEC-Drehzahlkarte beträgt 12,3 GHz. So kann die Drehschwingung der Wellen wie auch der Verdrehwinkel zwischen zwei Wellen im µrad-Bereich gemessen werden. Der Übertragungsfehler (TE) der Zahnräder wird dadurch mit höchster Genauigkeit dargestellt. Dieser Parameter ist wichtig für die Beschreibung der Anregung des Getriebeheulens (GWN) und unverzichtbar für das vertiefte Verständnis des NVH-Verhaltens. Gleichzeitig werden Körperschallsignale mit einem Beschleunigungsaufnehmer und Mikrofonen aufgezeichnet und anschließend gemeinsam in den Ordnungs- und Frequenzbereichen ausgewertet. Für die Messung elektrischer Größen wie Ströme und Spannungen setzen wir die hochpräzisen HV-Messsonden der Partnerfirma KLARIC ein.

Die aufgenommenen Messwerte werden im Zeitbereich ausgewertet. Gleichzeitig wird das akustische Verhalten analysiert.

Analysen im Zeitbereich

Dynamischer Verdrehwinkel in den Getriebekomponenten
Analyse der Wellentorsionen
Schlagartige Belastungen beim Lastwechsel
Analyse der Steifigkeiten im Antrieb

e-achsantrieb_analyse_zeit

Analyse des akustischen Verhaltens

Identifizierung von Geräuschquellen
Erkennung von Bauteilresonanzen
Spezialisierte Softwarelösung für Getriebeuntersuchungen

e-achsantrieb_analyse_akustik

Wie sieht die ROTEC-Lösung zur Rotationsanalyse aus und was bedeutet RAS?

Das ROTEC Rotations Analyse System (RAS) wird seit mehr als 30 Jahren von Anwendern aus dem Maschinenbau, der Automobilindustrie, der Energieerzeugung und dem Motorsport zur umfassenden Analyse von rotierenden Bauteilen verwendet.

Mit seinem einzigartigen Messverfahren mittels einer 12,3 GHz Zählerkarte und einem streng winkelbasierten Ansatz zur Drehzahlerfassung und Analyse bietet das RAS-System den Anwendern einen unvergleichlichen Vorteil.

ROTEC bietet nicht nur optische und magnetische Drehzahlsensoren inklusive Signal Conditioning Adaptern, sondern auch das modulare Messsystem RASdelta sowie eine spezialisierte und benutzerfreundliche Software zur Messung und Auswertung. Dies ermöglicht eine Komplettlösung aus einer Hand. Die ROTEC Messtechnikprodukte sind perfekt aufeinander abgestimmt und liefern innerhalb kürzester Zeit aussagekräftige Ergebnisse nach dem unkomplizierten Aufbau der Messkette.

Dank des winkelbasierten Ansatzes bei der Drehzahlerfassung können Probleme wie Sensorschwingungen bereits nach der ersten Messung erkannt und sofort behoben werden. Dadurch lassen sich kostspielige Fehlmessungen effektiv vermeiden.

Unser Expertenteam ROTEC ENGINEERING, bestehend aus langjährigen Anwendern, steht Ihnen gerne bei anspruchsvollen Aufgabenstellungen zur Seite.

Gibt es Möglichkeiten zur kundenspezifische Anpassungen der Messsysteme und der Software?

Das ROTEC RASdelta Frontend ist ein vielseitiges modulares Messsystem, das individuell mit 8 oder 16 Messkarten konfiguriert werden kann, um Ihren spezifischen Messanforderungen gerecht zu werden.

Unsere RAS Software bietet Ihnen einen umfangreichen Baukasten zur Analyse von rotierenden Bauteilen und komplexen Systemen. Sie ist ein effektives Werkzeug für Maschinenbauer und erfordert keine Programmierkenntnisse, um Messungen durchzuführen oder Auswertungen vorzunehmen.

Wenn Sie spezielle messtechnische Fragen haben, unterstützen wir Sie gerne mit unserem erfahrenen Consulting Team ROTEC ENGINEERING.

Bietet ROTEC neben den Messsystemen weitere Dienstleistungen an, z. B. individuelles Consulting oder Projektunterstützung?

ROTEC bietet nicht nur Drehzahlsensoren, Signal-Conditioning, Messsysteme (DAQ) und Mess- und Auswertungssoftware an, sondern auch Engineering- und Consulting-Dienstleistungen.

Unsere Dienstleistungen umfassen unter anderem die Konstruktion von Messstellen im CAD, die mechanische Bearbeitung von Bauteilen, die Applikation und Kalibrierung von Sensoren, die Durchführung von Messaufgaben und die Auswertung der Messungen gemäß den Anforderungen unserer Kunden, einschließlich der Präsentation der Ergebnisse. Im Rahmen der Projektunterstützung können auch Teilprojekte durch das ROTEC ENGINEERING Team umgesetzt werden.

Gibt es Schulungen oder technischen Support für die Inbetriebnahme und Integration der Messsysteme?

Neben unserer jährlichen ROTEC Training Week, die sowohl in deutscher als auch in englischer Sprache stattfindet, bieten wir auch maßgeschneiderte Schulungen für Anwender an. Diese Schulungen werden speziell auf Ihren individuellen Anwendungsfall des ROTEC Messsystems zugeschnitten und beinhalten neben den theoretischen Grundlagen und einer detaillierten Vorstellung der Software auch praktische Demo-Messungen in Ihrer Umgebung. Dadurch stellen wir sicher, dass die zukünftigen Anwender bestens auf Ihren spezifischen Anwendungsfall vorbereitet sind.

Des Weiteren unterstützen wir Sie gerne bei der Inbetriebnahme neuer Messsysteme, um Ihnen schnellstmöglich einen vertrauten Umgang mit den Einstellungen und Möglichkeiten der RAS Software zu ermöglichen.

Wie wird der Support sichergestellt und gibt es Möglichkeiten zur Selbsthilfe?

Neben unserem Vertriebs- und Supportteam in München, das den Mitteleuropäischen Markt direkt von hier aus betreut, kooperiert ROTEC auch mit lokalen Partnern in vielen globalen Märkten. Diese Partner unterstützen die Anwender vor Ort bei sämtlichen Anliegen bezüglich ROTEC Messtechnik, First-Level Support und Vertriebsanfragen mit geschultem Personal.

Unsere Kunden weltweit schätzen die Nähe unserer Vertriebs- und Supportteams, da wir so auch bei kurzfristigen Fragen eine effektive Unterstützung gewährleisten können.