Forum: HF, Funk und Felder elektromagn. Abschirmung in einem Elektroauto


von inspire !. (inspire02)


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Hi,

wir planen ein Rennauto, um bei der Formula Student Electric anzutreten 
und sind auf folgende Probleme gestoßen:

Die zwei Elektromotoren besitzen Einschaltströme von bis zu 220 A 
jeweils. Da so ein Rennauto nicht allzu groß ist, lässt es sich also 
kaum vermeiden, die Leitungen für das Bussystem allzu weit entfernt von 
den Stromleitungen der Motoren zu verlegen. Für das Bussystem sollen 
Ethernetkabel verwendet werden mit RJ45 Steckern - doch diese müssen 
sicherlich gut geschirmt sein. Cat5e wird wohl kaum ausreichen und Cat7 
benötigt schon wieder andere Stecker.

Ebenfalls müssen der Bordcomputer, Sensorboxen und Splitterboxen 
geschirmt werden - wäre hier ein Metallgehäuse angebracht oder würde ein 
normales Kunststoffgehäuse ausreichen?

Da uns etwas die Erfahrung mit solchen Themen fehlt, wollten wir hier 
mal nach Rat fragen. Vielleicht kennt sich ja jemand damit aus und kann 
uns einen Tipp geben, welche Leitungen und Gehäuse wir verwenden sollten 
:)

Danke!
Martin

von Knut (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Die zwei Elektromotoren besitzen Einschaltströme von bis zu 220 A
> jeweils.

Treibt ihr die Motoren nicht mit einem Frequenzumrichter an? Damit 
lassen sich solche Ströme vermeiden!


Knut

von Steffen R. (stevven)


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frag am besten direkt bei den anderen Teams nach. Welche Uni seid ihr 
denn??
Das ganze ist ja eine Kompetition, aber es wird trotzdem gerne 
weitergeholfen :)

von Floh (Gast)


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Motortreiber so nah wie möglich an den Motor, Akku so nah wie möglich an 
den Treiber, alles andere kann ein bisschen Abstand vertragen.

Was habt ihr für ein Bussystem? CAN?

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Knut schrieb:
> Martin S. schrieb:
>> Die zwei Elektromotoren besitzen Einschaltströme von bis zu 220 A
>> jeweils.
>
> Treibt ihr die Motoren nicht mit einem Frequenzumrichter an? Damit
> lassen sich solche Ströme vermeiden!

Die Störungen, die auftreten können, sind nicht so sehr von der 
absoluten Stromstärke abhängig, sondern viel mehr von der 
Flankensteilheit der Schaltvorgänge im Umrichter.

Für die Motorleitungen sollten auf jeden Fall geschirmte Leitungen 
verwendet werden. Wenn man richtig macht und den Motor und Umrichter 
sauber "erdet" (also auf der Karroserie auflegen), sollte es mit 
Ethernet und anderen Bussystemen eigentlich kein Problem geben.

Ich würde an eurer Stelle nicht im Voraus zu viele Abschirmungen 
einbauen, sondern erst mal ausprobieren, ob überhaupt Probleme auftreten 
und dann gezielt abschirmen.

Geht es dabei um die Funktionalität? Also ist es wichtig, dass die 
Bussysteme nicht vom Antriebsstrang gestört werden oder geht es um die 
Abstrahlungen nach außen? Müssen die Automotive-EMV-Normen eingehalten 
werden?

von inspire !. (inspire02)


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besten Dank für eure Antworten! Wir sind die Technische Universität 
Hamburg Harburg ;)

Gut zu wissen, dass die Frequenzumrichter solch hohe Ströme verhindern. 
Habe mich nochmal bei der Motor-Gruppe schlau gemacht und die sagten 
mir, dass es sich bei den 220 Ampère nicht um Einschaltströme, sondern 
um den maximal kurzzeitig möglichen Betriebsstrom bei höchster 
Drehmomentabgabe handelt. Sry für die Fehlinfo.

Wir benutzen für die Sensorauswertung den VARAN-Bus und für die 
Ansteuerung der Motorcontroller CAN. Der Motorcontroller soll auch 
ziemlich gute Sinussignale ausgeben, was im Vergleich zu 
Rechteckspannung wohl viel weniger kritisch ist (Stichwort 
Flankensteilheit). Dass wir uns um die Abschirmung wenig Gedanken machen 
müssen, ist eine große Erleichterung. Also sollte Cat5e ausreichen?

Es geht uns nur um die Funktionalität, nicht um die Automotive-EMV 
Normen.

von Purzel H. (hacky)


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Geschirmte Kabel bringen nichts. Denn ein Schirm wirkt gegen 
elektrostatische Felder, ihr habt aber magnetische Felder. Und die macht 
man mit differentiellen Signalen auf verdrillten Leitungen weg.

von Nur ein Bastler (Gast)


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Hallo,

ich bin doch etwas verwundert das solche Fragen aus eurer Richtung 
kommen - ihr seid doch die Experten die die ganzen Zusammenhänge 
studieren und verstehen.
Also also einfacher "Laie" mit etwas Bastelerfahrung und beruflichen 
"Einsichten" wie es andere (Bahnfahrzeuge) machen:

Ferrite über Signalleitungen helfen oft schon erstaunlich viel.
 Steuersignale in unmittelbarer Nachbarschaft zu Leitungen über die 
Leistung (eventuell sogar irgendwie gepulst oder ähnlich) fliest sollten 
möglichst auf optischen Weg übertragen werden.

Habt ihr irgendwie zugriff auf ein Elektro (Hybrid) Auto (Prius) ? 
Eventuell davon einige Ideen abschauen.

Aber das was mir so als Hobbyist in den Sinn gekommen ist sollte euch 
doch schon selbst bekannt sein.
Kein Kontakt zu EMV Spezialisten möglich ? Die haben ihr Grundwissen 
doch auch an irgendeiner Universität erworben ,vielleicht auch einige an 
eurer ?

mfg

    "Nur ein Bastler"

von steffen (Gast)


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@ Martin:

ich würde das nicht so gelassen sehen:
Wir hatten dieses Jahr auch geschirmte Motorleitungen und hatten überall 
Störungen drauf ( CAN, 24V Stromversorgung...). Haben dann im Nachhinein 
alles abschirmen müssen was uns viel Zeit gekostet hat.. was bei FS dann 
doch etwas knapp ist. Vll lohnt es sich an einer anderen Stelle in paar 
Gramm einzusparen.

Und noch was: kauft !!! euch das BMS! im 1. Jahr. Es ist traurig 
anzusehen wenn die aufm Hockenheimring nicht fahren dürfen weil das BMS 
nicht geht /spinnt. Wenn man dan Erfahrung gemacht hat und weiss worauf 
es ankommt, kann man dann ein eigenes entwickeln...

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