Im Entwicklungsprozess der Automobilindustrie spielt die präzise Erfassung und Analyse von Messdaten eine entscheidende Rolle. Dieser fundamentale Schritt ermöglicht die Validierung von Baugruppen, Komponenten und Prototypen, die Optimierung von Produkten und die stetige Überwachung von Prozessen. Die imc Test & Measurement GmbH, mit über drei Jahrzehnten an Erfahrung, widmet sich dieser essentiellen Aufgabe durch die Bereitstellung fortschrittlicher Messdatenerfassungssysteme und Prüfsysteme.

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Warum Messräder und Messlenkräder für Fahrzeugentwicklung so wichtig sind

Drei zentrale Bereiche rücken in den Fokus:

> Prüfstand und Versuchslabor bilden das Herzstück. Hier kommen hochentwickelte Messgeräte zum Einsatz, um detaillierte Analysen und Validierungen von Bauteilen und Komponenten vorzunehmen. Dieser statische Ansatz ermöglicht eine tiefgreifende Auseinandersetzung mit den technischen Aspekten der Fahrzeugentwicklung.

Der Blick auf den > Mobilen Fahrversuch eröffnet eine neue Dimension. Die darunter fallenden Testarten ermöglichen es, Fahrzeuge unter realen Bedingungen zu prüfen, wobei die Flexibilität und Mobilität in der Datenerfassung im Mittelpunkt stehen. In dieser dynamischen Umgebung gewinnen Ingenieure und Entwickler wertvolle Erkenntnisse über das Verhalten von Fahrzeugen in unterschiedlichsten Szenarien.

Bei der Entwicklung und beim > Testen von Elektrofahrzeugen​​​​​​​ werden Testingenieure vor besondere Herausforderungen gestellt. Speziell zugeschnittene Lösungen ermöglichen eine genaue Analyse der Leistungsparameter von Elektrofahrzeugen, angefangen bei der Leistungsanalyse bis hin zur Batteriediagnose.

Die folgenden Seiten geben Einblicke in die unterschiedlichen Testarten, die für die Entwicklung von Fahrzeugen von entscheidender Bedeutung sind.

Prüfstand und Versuchslabor

Die Entwicklung eines Fahrzeugs als komplexes System erfordert eine Vielzahl von Tests und Prüfungen. Diese Tests beginnen bereits weit vor der Fertigstellung des Gesamtfahrzeugs. Der Entwicklungs- und Konstruktionsprozess wird in viele Teilsysteme zerlegt, die einzeln entworfen, analysiert, verifiziert und optimiert werden. Dies geschieht normalerweise in Testaufbauten im Labor oder in Prüfständen, um die sehr komplexen Abhängigkeiten und die verschiednen Designziele und -anforderungen für diese Subsysteme zu verstehen, zu verwalten und zu beherrschen. Nach der Evaluation der Komponenten werden auch die einzelnen Gesamtsysteme mit ihren vielfältigen Wechselwirkungen getestet. Erst wenn die Testergebnisse stimmen werden die Gesamtsysteme in mobilen Straßentests mit der realen Welt konfrontiert.

 

Anforderungen an das Heiz-/Klimasystem (HVAC-Performance) in Elektrofahrzeugen (EVs)

Heiz-/Klimasystem (HVAC-Performance)

Der Betrieb der Klimaanlage, die in das Heizungs-, Lüftungs- und Klimatisierungssystem (HVAC; Heating, Ventilation and Air Conditioning) integriert ist, spielt im Zusammenhang mit Reichweite von Elektrofahrzeugen (EVs) eine wichtige Rolle. Wärmemanagement in EVs ist ein komplexes Unterfangen: die Herausforderungen über den thermischen Komfort im Innenraum hinaus, da das System auch kritische Komponenten des Antriebsstrangs innerhalb eines sicheren Korridors für die Betriebstemperatur halten muss.

 

 

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Wärmemanagement von E-Fahrzeug-Batterien

Wärmemanagement von EV-Batterien

Elektrofahrzeuge (EVs) sind die Zukunft des umweltfreundlichen Verkehrs. Der Weltmarkt für Elektroautos hat in den letzten zehn Jahren einen stetigen Anstieg der Verkaufszahlen verzeichnet. Die Sicherheitsfragen im Zusammenhang mit der Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen werden immer wichtiger, da diese Batterien immer leistungsfähiger werden, die Ladezeiten kürzer werden und die Größe der Batteriepakete zunimmt, um die Reichweite zu erhöhen.

 

 

 

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NVH-Messung an KFZ

NVH Messungen an Kraftfahrzeugen

NVH (Noise, Vibration, Harshness) Messungen sind ein wichtiger Bestandteil bei der Entwicklung von Autos. Sie umfassen die Analyse und Bewertung von Schall und Schwingungsverhalten eines Fahrzeugs unter verschiedenen Bedingungen. Wird bei der Schall- und Schwingungsmessung ein mehrkanaliges System zur Datenerfassung verwendet, kann eine umfassende Geräuschanalyse von spezifischen Geräuschquellen innerhalb und außerhalb des Fahrzeugs durchgeführt werden. Gemessen werden das Innengeräusch in der Fahrgastzelle, das Vorbeifahrgeräusch, sowie u.a. die Schalleistung von Motoren und Lüftern.

 

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Es gibt verschiedene Techniken zur Messung des elektrischen Stroms, jede mit ihren eigenen Vorteilen und optimalen Einsatzszenarien. Im Folgenden werden einige der gängigsten Strommesstechniken vorgestellt:

Strommessung in Elektrofahrzeugen

In der Welt der Hybrid- und Elektrofahrzeuge (EVs) spielt die genaue Strommessung bei verschiedenen kritischen Fragen der Entwicklung und des Gebrauchs eine zentrale Rolle. Ob es um die Bewertung des Stromverbrauchs oder die Analyse von Ladevorgängen geht, die hochpräzise Strommessung ist ein wesentlicher Bestandteil des Prüfprozesses. Es gibt verschiedene Techniken zur Messung des elektrischen Stroms, jede mit ihren eigenen Vorteilen und optimalen Einsatzszenarien. Auf der folgenden Seite werden einige der gängigsten Strommesstechniken vorgestellt.

 

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Leistungsmessung bei Elektrofahrzeugen

Leistungsmessung bei Elektrofahrzeugen

Der Wirkungsgrad eines Elektromotors ist eine der entscheidenden Größen für die Optimierung der erzielbaren Reichweite eines Elektrofahrzeugs bei gegebener Kapazität des Batteriesystems. Der Wirkungsgrad ergibt sich aus dem Verhältnis der mechanischen Ausgangsleistung zur effektiven elektrischen Eingangsleistung. Um den Wirkungsgrad eines Elektromotors zu bestimmen, müssen sowohl die elektrische Eingangsleistung als auch die mechanische Ausgangsleistung erfasst werden.
 

 

 

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Batterie-Tests

Batterie-Tests bei EVs

Bei der Entwicklung von Batterien für Elektrofahrzeuge (EVs) sind umfangreiche Tests und Prüfungen entscheidend. Sie helfen bei der Bestimmung der Belastungsgrenzen von Batteriezellen, Modulen und kompletten Batteriepacks. Sie umfassen Langzeittests in Klima-kammern sowie Belastungstests mit Lade- und Entladezyklen. Während dieser Tests ist eine kontinuierliche Überwachung der Zellspannung und -temperatur für jede einzelne Batteriezelle erforderlich. Darüber hinaus werden u.a. Crash-Tests, Batterie-Falltests, Penetrationstests, Druck-, Biege- und Vibrationstests, Misuse Tests durchgeführt.

 

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Batterieprüfstand – Entwicklung eines Testsystems für Li-Ionen-Batterien

Batterieprüfstand

Ein Lithium-Ionen-Batterieprüfstand überprüft die Leistungsfähigkeit von Batteriesystemen inkl. Traktionsbatterien aus Elektrofahrzeugen. Während Design und Funktionsmerkmale variieren, gibt es gemeinsame Eigenschaften, die einen Batterieprüfstand charakterisieren. Die Prüfkammer gewährleistet kontrollierte Bedingungen, die reale Szenarien simulieren, inkl. Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle. Der Prüfstand misst Spannung und Strom für die Echtzeitüberwachung der elektrischen Parameter der Batterie. Das ist für die Verfolgung von Ladeströmen und Entladeströmen sowie Spannungswerten entscheidend.

 

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Weitbereichs-Strommessungen

Weitbereichs-strommessung

Moderne Hybridfahrzeige (PEHV) und Elektrofahrzeuge (EV) nutzen ein komplexes Powermanagement, um Energieflüsse präzise zu steuern und zu optimieren. Die meisten Menschen denken dabei an den elektrischen Antriebsstrang, aber auch Infotainmentsysteme, Aktuatoren und ECU-Steuergeräte müssen versorgt werden - selbst wenn das Fahrzeug steht. Daher ist es wichtig - insbesondere für die Optimierung der Fahrzeugreichweite - eine umfassende Betrachtung der Energieflüsse und Leistungsaufnahmen innerhalb des Bordnetzes vorzunehmen.
 

 

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Temperaturmessung in HV-Umgebungen

Temperaturmessung in HV-Umgebungen

Bei der Entwicklung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden an einer Vielzahl von Komponenten Temperatur-messungen durchgeführt. Die Applikationen reichen von der Batterie über Steckverbinder und Leistungs-elektronik bis hin zu Messungen am Elektromotor. Viele der Messpunkte weisen hohe Spannungspotentiale auf und müssen in Bezug auf EMV und ESD robust sein, so dass sowohl klassische HV-Temperaturmessmodule als auch innovative faseroptische Lösungen erforderlich sind.

 

 

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Messung des Fahrzeuginnengeräuschs

Fahrzeuginnengeräusch

Die Messung der Innengeräusche eines Fahrzeugs ist ein entscheidender Aspekt der NVH-Analyse (Noise, Vibration and Harshness) in Kraftfahrzeugen, da sie sich direkt auf die Qualität und den Komfort des Fahrerlebnisses auswirkt. Zur Messung der Innengeräusche eines Fahrzeugs werden Mikrofone strategisch im Inneren des Fahrzeugs platziert, um Schallwellen einzufangen und als NVH-Werte aufzuzeichnen. Normalerweise werden diese Messungen während Echtzeit-Fahrszenarien durchgeführt, um eine realistische Geräuschumgebung zu erfassen.

 

 

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Erprobung des Antriebsstrangs bei EVs

Erprobung des Antriebsstrangs bei EVs

Die Entwicklung von Elektrofahrzeugen (EV) umfasst eine Reihe kritischer Messaufgaben, die darauf abzielen, die Leistung und Effizienz des elektrischen Antriebsstrangs und der dazugehörigen Komponenten wie Batterie, Umrichter und Elektromotor zu bewerten. Diese Aufgaben sind für die Optimierung der Leistung, die Gewährleistung der Sicherheit und die Verbesserung des allgemeinen Fahrerlebnisses von wesentlicher Bedeutung.



 

 

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Erprobung des Antriebsstrangs bei EVs

Prüfung von E-Achsen

Komplette E-Achssysteme für batteriebetriebene Fahrzeuge (BEV) integrieren den Elektromotor, die Leistungselektronik und das Getriebe in einer kompakten Komponente. Das Testen dieser E-Achsen ist von entscheidender Bedeutung, um ihr ordnungsgemäßes Funktionieren zu gewährleisten und die Gesamtleistung des Fahrzeugs zu optimieren.

 

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Mobile Fahrversuche

Mobile Fahrversuche sind ein wichtiger Bestandteil des Fahrzeugentwicklungsprozesses und unerlässlich, um Erkenntnisse über ein neu entwickeltes Fahrzeug zu gewinnen. Ziel ist es, das Zusammenspiel der Komponenten eines Fahrzeugs unter realen Bedingungen zu messen und zu erproben. Dies geschieht entweder auf Testgeländen oder auf öffentlichen Straßen. Das komplette Testprogramm einschließlich Dauertest und Lebenszyklustest ermöglicht es den Ingenieuren, das Verhalten von Fahrzeugen in realistischen Fahrsituationen zu beobachten und zu analysieren. Wichtige Messaufgaben sind die Validierung der Fahrzeuglebensdauer sowie die Bewertung von Fahrkomfort, Fahrdynamik, Geräuschen und Vibrationen.

 

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Fahrzeugdynamik

Fahrdynamik

Die Fahrzeugdynamik befasst sich mit der Analyse der Bewegungsabläufe des Fahrzeugs. Sie umfasst Einzelfaktoren wie Beschleunigung, Bremsen, Handling, Fahrkomfort und Stabilität.  Im weiteren Sinn gehört dazu auch das Erkennen und Vorhersehen von Fahrzeugreaktionen auf verschiedene Einflüsse wie Lenken, Fahrbahnunregelmäßigkeiten und aerodynamische Kräfte. Die Fahrzeugdynamik ist von zentraler Bedeutung für die Konstruktion und Optimierung von Autos im Hinblick auf Sicherheit, Effizienz und Leistung sowie für die Fahrstabilität, die Manövrierfähigkeit und den Komfort eines Fahrzeugs.

 

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Messung von Radkraft und Drehmoment

Messung von Radkraft und Drehmoment

Die Bestimmung von Radkraft und Raddrehmoment ist für die Entwicklung moderner Fahrzeuge unerlässlich. Eine gängige Methode zur Messung des Antriebsdrehmoments ist die Verwendung von Dehnungsmessstreifen an der ursprünglichen Abtriebswelle. Eine andere gleichwertige Methode ist die Messung über einen expliziten Drehmomentsensor, der zwischen Felgenhorn und Radnabe angebracht wird. Für die Messung von Kräften und Drehmomenten mit hoher Präzision benötigt man einen Radkraft- und Drehmomentaufnehmer.
 

 

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Torque Vectoring - Was steckt dahinter und warum spielt es bei E-Fahrzeugen eine große Rolle?

Torque Vectoring

Zur Fahrwerksabstimmung wird bei modernen (e)-Fahrzeug-Architekturen immer häufiger "Torque Vectoring" ein-gesetzt: Antriebs- und Bremsmomente werden an den einzelnen Rädern unter-schiedlich geregelt. Grundlage dafür ist die Fahrzeugdynamik, die sich mit der Quer-dynamik des Fahrzeugs befasst, die sich auf Fahrstabilität, Querschlupf, Gieren und Wanken bezieht. Weiterhin wird in Längs-dynamik und Vertikaldynamik unterteilt, die Fahren, Bremsen und Fahrkomfort umfassen. Antriebs- und Bremsschlupf werden in Längsrichtung des Fahrzeugs untersucht, wodurch auch Fahr- und Bremseffizienz verbessert werden können.
 

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Messungen an Fahrzeuglenksystemen

Messungen an Fahrzeuglenksystemen

Das Lenksystem eines Fahrzeugs ist ein entscheidendes Element für Sicherheit, Fahrdynamik und Fahrkomfort. Es besteht aus verschiedenen Komponenten, um das Fahrzeug sicher zu lenken. Eine fehlerhafte Lenkung kann zu gefährlichen Situationen oder Unfällen führen, weshalb die einwandfreie Funktion von Lenksystemen von entscheidender Bedeutung ist. Um sicherzustellen, dass die Lenksysteme optimal funktionieren, sind Messungen und Tests mit Lenksensoren unerlässlich. Es gibt dabei weltweite Normen die garantieren sollen, dass Messungen zum Lenkverhalten einheitlich und reproduzierbar sind. 

 

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Kabellose Raddrehzahlerfassung

Kabellose Raddrehzahlerfassung

Autarke Sensoren messen fahrzeugunabhängig und ohne eine mechanische Beeinflussung verschiedene Einflussfaktoren auf die Raddrehzahl. Dieser so genannte Radschlupf kann durch das eigene Fahrverhalten verursacht werden. Dabei wird unterschieden zwischen einem blockierenden Rad - das Rad steht, aber das Fahrzeug bewegt sich noch - oder einem durchdrehenden Rad - das Rad bewegt sich bereits, aber das Fahrzeug steht noch. Assistenzsysteme wie ABS oder ESP greifen in die Fahrzeugsteuerung ein, um Radschlupf zu verhindern. Dazu muss man den genauen Zeitpunkt des Radschlupfs kennen.

 

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Messung der Bremsleistung

Messung der Bremsleistung

Die Messung der Bremsleistung ist ein wesentlicher Bestandteil der Bemühungen um mehr Sicherheit im Straßenverkehr. Dabei gilt es, die verschiedensten Parameter wie Bremsdruck, Bremskraft, Pedalweg, Temperatur an den Bremsscheiben, Vibrationen am Bremssattel oder Bremsengeräusche zu messen und zu verarbeiten. Assitenzsysteme (ADAS) wie ABS und ESP überwachen kontinuierlich die Fahrzeugdynamik und greifen während des Bremsvorgangs ein, um das Fahrzeug kontrolliert zum Stehen zu bringen und dabei in der Fahrspur zu bleiben. Auch sie müssen genau überprüft werden.

 

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Road Load Data Acquisition (RLDA)

Mobile Lastdaten-ermittlung (RLDA)

Die Erfassung von Straßenbelastungs-daten (Road Load Data Acquisition, RLDA) sammelt und analysiert Daten, die das Verhalten von Fahrzeugen unter realen Bedingungen widerspiegeln. Die gesammelten Daten werden verwendet, um das Fahrzeug während des Entwicklungsprozesses zu simulieren. Sie werden außerdem verwendet, um ein Prüfprogramm für die Komponentenprüfung auf dem Prüfstand zu entwickeln.



 

 

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Dauerlauftests

Dauerlauftests für die Lebensdauer

Dauerlauftests von Fahrzeugen sind ein unverzichtbarer Bestandteil im Bestreben der Automobilindustrie, zuverlässige, sichere und hochwertige Fahrzeuge zu produzieren. Sie bedeuten eine kritische Phase in der Entwicklung und Erprobung von Kraftfahrzeugen. Dauertests dienen dazu, die Abnutzung zu simulieren, die ein Fahrzeug während seiner gesamten Lebensdauer erfährt. Diese Testphase hilft den Herstellern die Sicherheit, die Zuverlässigkeit, die Haltbarkeit, und die allgemeine Leistungsfähigkeit eines Fahrzeugs unter verschiedenen Bedingungen zu genau beurteilen.
 

 

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Assistenzsysteme und Autonomes Fahren

Die Automobilindustrie befindet sich inmitten eines revolutionären Wandels, der unser Verständnis vom Auto fahren grundlegend verändert. Die Akteure dieses Wandels sind Erweiterte Fahrerassistenzsysteme (engl. Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) und autonomes Fahren (engl. Autonomous Driving, AD). Diese Technologien sollen die Sicherheit erhöhen, den Verkehrsfluss optimieren und schließlich eine neue Ära des Fahrens einläuten.


 

 

 

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Vorbeifahrtsgeräusch

Vorbeifahrgeräusch

Bei der Vorbeifahrtsmessung von Fahrzeugen werden der Schallpegel und die akustischen Eigenschaften eines Fahrzeugs aufgezeichnet, während es einen bestimmten Punkt passiert.
 

 

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Schallleistung

Schallleistung

Schallleistung ist die Schallenergie, die ein Bauteil oder eine Maschine in alle Richtungen abstrahlt. Er ist abstandsunabhängig und kann nicht mit einem einfachen Schallpegelmesser gemessen werden.

 

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Wirkungsgrad des Antriebsstrangs

Bei der Entwicklung und Optimierung des Antriebsstrangs von Elektrofahrzeugen (EVs) ist die Effizienz ein wichtiger Aspekt. Um die Effizienz zu bewerten und zu verbessern, sind detaillierte Messungen von Geschwindigkeit, Drehmoment, Strom, Spannung und Leistung wesentliche Bestandteile des Prüfverfahrens.

 

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Messung des Drehmoments

Bei der Bewertung der mechanischen Leistung, sei es auf einem Prüfstand oder im Fahrversuchen, ist die Messung von Drehzahl und Drehmoment von entscheidender Bedeutung. Diese Parameter geben entscheidende Einblicke in die Funktionsweise eines Systems und sind daher für die Leistungsbewertung unerlässlich.

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Erprobung von Elektrofahrzeugen

Elektrofahrzeuge (EVs) stehen für einen transformativen Wandels in der Automobilindustrie. Angesichts der dringenden Notwendigkeit, Emissionen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern, ist die Zukunft der Elektromobilität vielversprechend. Um diese Vision Wirklichkeit werden zu lassen, sind innovative Prüfsysteme und Messsysteme notwendig. Hierbei sind Technologien und Systeme, die die Entwicklung und Optimierung von Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen erleichtern unerlässlich.

 

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Erprobung des Antriebsstrangs bei EVs

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Die Entwicklung von Elektrofahrzeugen (EV) umfasst eine Reihe kritischer Messaufgaben, die darauf abzielen, die Leistung und Effizienz des elektrischen Antriebsstrangs und der dazugehörigen Komponenten wie Batterie, Umrichter und Elektromotor zu bewerten. Diese Aufgaben sind für die Optimierung der Leistung, die Gewährleistung der Sicherheit und die Verbesserung des allgemeinen Fahrerlebnisses von wesentlicher Bedeutung.



 

 

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Batterieprüfstand – Entwicklung eines Testsystems für Li-Ionen-Batterien

Batterieprüfstand

Ein Lithium-Ionen-Batterieprüfstand überprüft die Leistungsfähigkeit von Batteriesystemen inkl. Traktionsbatterien aus Elektrofahrzeugen. Während Design und Funktionsmerkmale variieren, gibt es gemeinsame Eigenschaften, die einen Batterieprüfstand charakterisieren. Die Prüfkammer gewährleistet kontrollierte Bedingungen, die reale Szenarien simulieren, inkl. Temperatur- und Feuchtigkeitskontrolle. Der Prüfstand misst Spannung und Strom für die Echtzeitüberwachung der elektrischen Parameter der Batterie. Das ist für die Verfolgung von Ladeströmen und Entladeströmen sowie Spannungswerten entscheidend.

 

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Elektrofahrzeuge (EVs) sind die Zukunft des umweltfreundlichen Verkehrs. Der Weltmarkt für Elektroautos hat in den letzten zehn Jahren einen stetigen Anstieg der Verkaufszahlen verzeichnet. Die Sicherheitsfragen im Zusammenhang mit der Verwendung von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen werden immer wichtiger, da diese Batterien immer leistungsfähiger werden, die Ladezeiten kürzer werden und die Größe der Batteriepakete zunimmt, um die Reichweite zu erhöhen.

 

 

 

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