E-Mobility Hochgeschwindigkeits-Prüfstand: OPVengineering setzt auf Bosch Rexroth

Präzise und leistungsstarke Prüftechnik ist der Schlüssel zur Qualitätssicherung in der E-Mobility. Durch das Zusammenspiel von Leistungsmodulen aus der Antriebstechnik IndraDrive von Bosch Rexroth und der Sonderleistungselektronik OPVdynarig von OPVengineering ist eine Highspeed-Prüfstandslösung gelungen. Diese ist speziell für den Betrieb von Hochgeschwindigkeits-Lastmotoren mit Drehzahlen bis zu 30.000 Umdrehungen pro Minute sowie für Taktfrequenzen von 10 kHz bis über 20 kHz ausgelegt.

OPVengineering entwickelt am Standort Karlsruhe-Durlach Mechanik und Automatisierungssoftware für hochdynamische Prüfstände. Mit diesen Lösungen werden in der Automobilindustrie Antriebe/Motoren für die Elektromobilität getestet. Die Prüfstände sind speziell auf höchste Drehzahlen und Schwingungsanregungen ausgelegt. Jeder Prüfstand ist einzigartig und wird auf Basis komplexer Anforderungen konstruiert und gefertigt. OPVengineering integriert dabei Leistungselektronik, elektrische Antriebe, Sensoren, Hydrauliksysteme, Heiz- und Kühlsysteme sowie pneumatische Baugruppen.

Christian Stier, Geschäftsführer bei OPVengineering, erklärt: „Für unsere hochleistungsfähige Prüfstandsanwendung galt es, Energieversorgung, Datenkommunikation und Steuerung in einem kompakten und effizienten Aufbau zu vereinen. Unsere Wahl fiel daher auf die Lösung IndraDrive HMU05 von Bosch Rexroth, die ideal mit unserer OPVdynarig-Leistungselektronik harmoniert und alle Anforderungen erfüllt.“

Das IndraDrive HMU05 ist ein Leistungsmodul aus dem modularen IndraDrive-Antriebssystem von Bosch Rexroth, das typischerweise in hochdynamischen Anwendungsbereichen wie Prüfständen, Werkzeugmaschinen oder der Automatisierungstechnik eingesetzt wird. Als Versorgungsmodul stellt es die Energie für mehrere angeschlossene Antriebsachsen bereit. Innerhalb der von OPVengineering entwickelten Lösung übernimmt das IndraDrive HMU05 die Funktion eines Netzwechselrichters, d. h. es wandelt die Netzspannung in eine Zwischenkreisspannung um und stellt diese den Achsmodulen zur Verfügung. Überschüssige Energie kann ins Netz zurückgespeist werden, was das System besonders energieeffizient macht.

In der Lösung OPVdynarig wird das IndraDrive HMU05 mit DC-DC-Stellern kombiniert, die eine gezielte Spannungsregelung zwischen Prüfling und Lastantrieb im gemeinsamen Zwischenkreis ermöglichen. Dadurch lassen sich unterschiedliche Betriebspunkte exakt einstellen und der Energieaustausch lässt sich präzise steuern – ein entscheidender Vorteil für dynamische Prüfstandsanwendungen.

Die neue Prüfstandslösung ist modular aufgebaut und dadurch vielfältig skalierbar. Sie ist damit ideal für wechselnde Anforderungen. Die Kombination aus dem Versorgungsmodul IndraDrive HMU05, den DC-DC-Stellern und der OPVdynarig-Leistungselektronik ermöglicht es, unterschiedlichste Testkonfigurationen effizient umzusetzen. Durchgängige Automatisierung und standardisierte Schnittstellen sorgen für eine schnelle Integration in bestehende Testumgebungen

Gleichzeitig erfüllt die Lösung höchste Anforderungen an Dynamik und Leistung: Mit Taktfrequenzen von 10 bis über 20 kHz und Motordrehzahlen bis 30.000 U/min lassen sich Hochgeschwindigkeits-Lastmotoren der neuesten Generation realitätsnah prüfen. Gerade im Highspeed-Bereich sind diese Werte entscheidend, da Wärmeentwicklung, Schwingungsverhalten und Effizienz erst unter extremer Belastung aussagekräftig analysiert werden können. So ermöglicht die Lösung präzise Dauerlauf- und Belastungstests.

Die Umsetzung und Implementierung der Komponenten von Bosch Rexroth erfolgte innerhalb von nur rund sechs Monaten. Dank der engen Zusammenarbeit mit Bosch Rexroth verlief der Aufbau reibungsfrei und ohne nennenswerte Iterationsschleifen. Die hohe Kompatibilität der eingesetzten Komponenten und die fundierte Unterstützung in der Projektierungsphase beschleunigten den Integrationsprozess deutlich.

„Die neue Prüfstandslösung ermöglicht das effiziente und technisch hochwertige Testen von Hochgeschwindigkeits-Motoren. Die Komponenten von Bosch Rexroth schufen die Basis für den erfolgreichen Markteintritt unserer neuen Sonderleistungselektronik OPVdynarig“, sagt Christian Stier.

Mit der neuen Prüfstandslösung ist es OPVengineering gelungen, Höchstleistung auf kleinem Raum zu realisieren – wirtschaftlich, skalierbar und zukunftssicher. Das harmonische Zusammenspiel aus Bosch Rexroth-Technologie und der eigens entwickelten OPVdynarig eröffnet neue Möglichkeiten in der Highspeed-Prüftechnik für Elektromobilität.