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Ref.-Nr. 5741

Lichtbogenerkennung für 48 V Bordnetze – Kostengünstige und robuste Messtechnik für den KFZ-Bereich

Keywords: Lichtbogendetektion, KFZ-Bordnetz, Bordnettdiagnose, Paralleler Lichtbogen

Die Elektromobilität sowie die stark gestiegene Anzahl an elektrischen Verbrauchern stellen hohe Anforderungen an DC-Bordnetze in Kraftfahrzeugen. Das bisherige 12 V Bordnetz stößt an seine Leistungsgrenzen, weswegen eine Anhebung der Spannung auf 48 V eingeführt wurde. Neben vielen Vorteilen, die diese Spannungsebene mit sich bringt, ent­steht jedoch gleichzeitig die Gefahr von Lichtbögen, die mit extrem hohen Temperaturen von mehreren tausend Grad schnell sehr große Schäden anrichten können. Auch Fahrzeugbrände können nicht ausgeschlossen werden. Um trotzdem das Energieversorgungsnetz sicher zu betreiben, müssen Lichtbogenfehler erkannt und entsprechend behandelt werden. Besonders die Berücksichtigung von parallelen Lichtbogenfehlern, die z.B. aus Kurzschlüssen entstehen können, erfordert mit den bisher bekannten Mitteln aufwendige und teure Messtechnik.

Das, an der TU Dort­mund, entwickelte Verfahren detektiert und lokalisiert parallele Lichtbögen in KFZ-Bordnetzwerken oder deren 48 V Teilbordnetzen auf Basis von wenigen Messungen. Dazu erfolgt eine Strommessung am Anfang eines Überwachungsabschnitts. Am Anfang und am Ende eines Überwachungsabschnitts werden Spannungsmessungen durchgeführt. Aus diesen Werten und den bekannten Leitungsparametern kann ein Wert (Residuum) berechnet werden, der einen Lichtbogen indiziert. Zudem kann gleichzeitig eine Abschätzung für den Ort des Lichtbogens erfolgen.

Vorteile

  • Verbesserte Betriebssicherheit für 48 V Kfz-Bordnetzen
  • Schnelle und robuste Lichtbogendetektion und –lokalisierung
  • Einfache und robuste Implementierung
  • Nachrüstbar
  • Kostengünstige und einfache Messtechnik
  • niedriger Rechenaufwand für Datenverarbeitung
  • Zuverlässig

Kommerzielle Anwendung

Dieses Verfahren ist für die Produzenten von Automobil-, Nutzfahrzeugen sowie die Zulieferindustrie interessant. Aber auch in anderen Bereichen, in denen Lichtbögen erkannt werden müssen, wie beispielsweise der Photovoltaik, kann das Verfahren Anwendung finden.

Aktueller Stand

Ein Prototyp liegt vor und kann die Funktionsfähigkeit und Wirksamkeit des Verfahrens demonstrieren. Eine deutsche Patentanmeldung (DE 10 2019 126 527.4) wurde eingereicht, wei­tere An­mel­dung­en sind möglich. Im Namen der TU Dort­mund bieten wir interessierten Un­ter­neh­men Lizenzen an der Erfindung sowie die Möglichkeit zur Weiterentwicklung im Rahmen von Kooperationsprojekten an.

Eine Erfindung der Technischen Uni­ver­si­tät Dort­mund.

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Anfahrt & Lageplan

Der Campus der Technischen Universität Dortmund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dortmund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dortmund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dortmund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Universität ausgeschildert.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dortmund Universität“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dortmund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Universität mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dortmund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dortmund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dortmund Universität S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dortmund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dortmunder Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Universität. Ein größeres Angebot an internationalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Kilometer entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Universität zu erreichen ist.

Die Einrichtungen der Technischen Universität Dortmund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hochschule im angrenzenden Technologiepark. Genauere Informationen können Sie den Lageplänen entnehmen.