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Hochspannungsmessung
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Sind Sie sich nicht sicher, welches DAQ-System am besten zu Ihrer Hochspannungsprüfanwendung passt? Lassen Sie sich von unseren Engineering-Spezialisten eine Q.series X-Lösung maßschneidern, die genau auf Ihre Prüfanforderungen abgestimmt ist.
Präzise und sichere Hochspannungsmessungen sind entscheidend für die Entwicklung und Validierung von Elektrofahrzeugen, Batteriesystemen, Brennstoffzellen, Elektrolyseuren und leistungselektronischen Komponenten. Diese Anwendungen erfordern präzise Messungen von Spannung, Strom, Temperatur, Dehnung und Beschleunigung bei Potentialen von bis zu 1500 VDC. Zuverlässige HV-Daten gewährleisten die Systemleistung und die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften und beschleunigen gleichzeitig die Innovation.
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Verstehen der Hochspannungsmessung
Bei Hochspannungsmessungen geht es um die präzise Erfassung elektrischer Parameter – Spannung, Strom und Temperatur – in Systemen, die mit hohen Spannungen arbeiten (bis zu 1500 VDC). Hochspannungsmessungen unterscheiden sich erheblich von Niederspannungsmessungen und erfordern spezielle Messgeräte, robuste Isolierungsmethoden und strenge Sicherheitsprotokolle (in der Regel CAT III/CAT IV).
Messtechniken in Hochspannungsumgebungen
Die für die Hochspannungsmessung verwendeten Techniken wurden entwickelt, um die einzigartigen Herausforderungen zu meistern, die das hohe elektrische Potential mit sich bringt.
Die richtige Auswahl der Ausrüstung und die Einhaltung von Sicherheitsstandards sind bei der Arbeit unter Hochspannungsbedingungen unerlässlich, um Gefahren zu vermeiden und genaue Daten zu gewährleisten.
- Spannungsmessung (AC & DC): Die Messung der Gesamtspannung eines Batteriepacks, einer Brennstoffzelle oder eines Energiespeichersystems mit bis zu 1500 VDC (ca. 1060 VAC bei einem 50/60-Hz-Netz mit reiner Sinuswelle) erfordert eine präzise Instrumentierung.
- Niedrigere Spannungssignale auf hohem Potential: Die Messung der 3,6 oder 4,2 V von Batteriezellen innerhalb eines 800 VDC oder höher eingestuften Batteriepacks erfordert eine hohe dauerhafte Isolierung der Messkanäle untereinander, ihrer Stromversorgung und der Kommunikationsschnittstelle sowie einen hochgenauen Niederspannungsmessbereich von ±5 V oder ±10 V.
- Strommessung: Verwendung von Stromwandlern (CT) oder Shunts zur genauen Messung von Strom in Hochspannungsumgebungen.
- Temperaturmessung auf Hochspannungspotential: Präzise Messung der winzigen µV-Signale von Thermoelementen oder des Widerstands von RTDs (Pt100/Pt1000) bei einer Spannung von bis zu 1500 VDC.
- Dehnungsmessung bei Hochspannung: Überwachung der mechanischen Dehnung von Komponenten, die unter Hochspannung stehen.
- Beschleunigungsmessung bei Hochspannung: Messung der Beschleunigung in Systemen, die mit hohen Spannungen arbeiten.
Gantner Hochspannungs-DAQ-Lösungen
Die Hochspannungs-DAQ-Module von Gantner Instruments liefern zuverlässige und genaue Messungen, die für Anwendungen wie Batterietests für Elektrofahrzeuge, Leistungselektronik und Systeme für erneuerbare Energien unerlässlich sind. Diese Module bieten eine permanente galvanische Isolierung, einschließlich der Isolierung von Kanal zu Kanal, der Stromversorgung und der Schnittstellen, um eine sichere und präzise Datenerfassung zu gewährleisten.
Q.series X A121 Hochisolierendes Mehrzweckmodul
Universelles Modul zur Messung von Spannungen (±100 mV bis ±10 V), Strömen (±25 mA), Thermoelementen, RTDs, Strain gages und IEPE-Sensoren. Bietet eine permanente Isolierung von 1200 VDC und eignet sich für verschiedene Messungen bei EV-Tests und der Überwachung von Stromnetzen.
Q.series X A123 Hochisolationsmodul für Spannungen:
Spezialisiert für detaillierte Spannungsmessungen an Batteriezellen und -stapeln, bietet es eine robuste 1200 VDC Isolierung und gewährleistet eine präzise Spannungsanalyse von Brennstoffzellen und Energiespeichersystemen.
Q.series X A124 Plus Hochisolationsmodul für Thermoelemente
Speziell für präzise Thermoelementmessungen mit vollständiger Isolierung (1500 VDC), ideal für die Überwachung des Wärmemanagements in Hochspannungsakkus und Leistungselektronik.
Q.series X A127 und A127 2CV/4CV zur Messung der elektrischen Leistung
Designed for You für eine umfassende Leistungsanalyse mit Hochspannungs- und Stromeingängen, die für eine detaillierte Effizienz- und Leistungsqualitätsbewertung von Wechselrichtern und elektrischen Antrieben unerlässlich ist.
Q.series X A128 und A128 Plus für dynamische Hochspannung
Optimiert für dynamische Spannungsmessungen bei Potentialen bis zu 1500 VDC, ideal für transiente Analysen und schnelle Spannungsschwankungen bei fortschrittlichen Antriebsstrangtests.
Q.series X A138 für Spannungsmessungen von Batteriezellen
Der A138 zeichnet sich durch eine präzise Messung der Batteriezellenspannung aus und bietet so eine hochpräzise Überwachung, die für Batterietests und -bewertungen unerlässlich ist, insbesondere bei großen Fahrzeugbatteriesystemen.
Einzigartige Merkmale
Gantner-Module verfügen über eine permanente galvanische Isolierung bis zu 1500 VDC, eine robuste Signalaufbereitung und hochpräzise Analog-Digital-Wandler, die auch unter schwierigsten Bedingungen zuverlässige Messdaten liefern.
Integration und Systemkompatibilität
Unsere Module lassen sich nahtlos über Standard-Industrieschnittstellen (EtherCAT, CAN, Ethernet) integrieren, was die Systemflexibilität erhöht. In Kombination mit der GI.bench Software ermöglichen die Lösungen von Gantner eine effiziente Einrichtung, Konfiguration und Datenanalyse, die speziell auf HV-Messanwendungen zugeschnitten sind.
Spezialisierte HV-Prüflösungen von Gantner Instruments
Stack Monitoring Unit (SMU)
Module mit hoher Isolierung und hoher Kanaldichte für kostengünstige Zellspannungs- und Thermoelementmessungen in Hochspannungsbatterien, Brennstoffzellen und Elektrolyseuren.
Leistungsanalyse mit der GPA-Serie
Präzise Echtzeitmessung von Spannung, Strom, Netzqualität, Oberschwingungen und Leistungsfaktor für Systeme zur Nutzung erneuerbarer Energien, Studien zur Netzqualität und EV-Antriebe.
Elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS)
Eingehende Analysen für die Charakterisierung von Batterien und Brennstoffzellen, die bei der Leistungsoptimierung, der Bewertung des Gesundheitszustands (SoH) und der Regelung der Produktionsqualität helfen.
Wo werden Hochspannungstests und -messungen eingesetzt?
Gantner Instruments bietet Hochspannungsprüfungslösungen für alle Schritte der Batterieentwicklung und -qualifizierung, einschließlich:
Dieser Test bestimmt den Lebenszyklus einer Batterie, indem er ihre Leistung durch wiederholte Lade- und Entladezyklen bewertet. So lässt sich feststellen, wie oft eine Batterie verwendet werden kann, bevor sie sich verschlechtert. Dies ist entscheidend für die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit von Energiespeichersystemen in Elektrofahrzeugen und Anlagen für erneuerbare Energien.
Bei den Sicherheitstests wird eine Vielzahl von Umgebungsbedingungen und potenziellen Ausfallszenarien simuliert, um die Schwellenwerte zu ermitteln, bei denen Batterien versagen. Dazu gehören Tests für thermisches Durchgehen, mechanische Stöße und elektrischen Missbrauch, um sicherzustellen, dass die Batterien extremen Bedingungen standhalten, ohne ein Sicherheitsrisiko darzustellen.
Bei Leistungstests wird die Effizienz einer Batterie unter verschiedenen klimatischen Bedingungen bewertet. Diese Tests können an spezifische Anforderungen angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Batterien in verschiedenen Umgebungen optimal funktionieren, was für Anwendungen von tragbarer Elektronik bis hin zu Elektrofahrzeugen entscheidend ist.
Diese Tests zeigen die Qualität und Zuverlässigkeit von Batterien unter verschiedenen Umweltbelastungen. Dazu gehören Tests auf Vibration, Schock, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Temperaturwechsel, Korrosion, Staub, Salz und Feuchtigkeit. Durch diese umfassenden Tests wird sichergestellt, dass die Batterien auch unter rauen und schwankenden Umweltbedingungen zuverlässig arbeiten können.
Transporttests stellen sicher, dass Batterien sicher transportiert werden können, indem sie internationalen Standards entsprechen, wie z.B. den Anforderungen der Vereinten Nationen (UN 38.3). Dazu gehören Tests für Höhensimulation, Temperaturwechsel, Vibration, Schock und Kurzschlussbedingungen, die einen sicheren und konformen Transport von Batterien, Modulen und Zellen gewährleisten.
Die Impedanzspektroskopie analysiert die elektrochemischen Eigenschaften von Batterien und gibt Aufschluss über deren Kapazität, Lebensdauer, Haltbarkeit, Stromtragfähigkeit und Tieftemperaturverhalten. Diese Methode ist sowohl für die Forschung und Entwicklung als auch für die Qualitätskontrolle in der Produktion von entscheidender Bedeutung, da sie dazu beiträgt, das Batteriedesign zu verfeinern und eine gleichbleibende Leistung und Sicherheit zu gewährleisten.
Lade-/Entladezyklustests
Dieser Test bestimmt den Lebenszyklus einer Batterie, indem er ihre Leistung durch wiederholte Lade- und Entladezyklen bewertet. So lässt sich feststellen, wie oft eine Batterie verwendet werden kann, bevor sie sich verschlechtert. Dies ist entscheidend für die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit von Energiespeichersystemen in Elektrofahrzeugen und Anlagen für erneuerbare Energien.
Sicherheitsprüfungen (Missbrauch)
Bei den Sicherheitstests wird eine Vielzahl von Umgebungsbedingungen und potenziellen Ausfallszenarien simuliert, um die Schwellenwerte zu ermitteln, bei denen Batterien versagen. Dazu gehören Tests für thermisches Durchgehen, mechanische Stöße und elektrischen Missbrauch, um sicherzustellen, dass die Batterien extremen Bedingungen standhalten, ohne ein Sicherheitsrisiko darzustellen.
Leistungsprüfung
Bei Leistungstests wird die Effizienz einer Batterie unter verschiedenen klimatischen Bedingungen bewertet. Diese Tests können an spezifische Anforderungen angepasst werden, um sicherzustellen, dass die Batterien in verschiedenen Umgebungen optimal funktionieren, was für Anwendungen von tragbarer Elektronik bis hin zu Elektrofahrzeugen entscheidend ist.
Umwelt- und thermische Prüfungen
Diese Tests zeigen die Qualität und Zuverlässigkeit von Batterien unter verschiedenen Umweltbelastungen. Dazu gehören Tests auf Vibration, Schock, elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Temperaturwechsel, Korrosion, Staub, Salz und Feuchtigkeit. Durch diese umfassenden Tests wird sichergestellt, dass die Batterien auch unter rauen und schwankenden Umweltbedingungen zuverlässig arbeiten können.
Transportprüfung
Transporttests stellen sicher, dass Batterien sicher transportiert werden können, indem sie internationalen Standards entsprechen, wie z.B. den Anforderungen der Vereinten Nationen (UN 38.3). Dazu gehören Tests für Höhensimulation, Temperaturwechsel, Vibration, Schock und Kurzschlussbedingungen, die einen sicheren und konformen Transport von Batterien, Modulen und Zellen gewährleisten.
Herausforderungen bei der Hochspannungsmessung
Sicherheitsprobleme
Die Gewährleistung der Sicherheit von Technikern und Ingenieuren, die mit Hochspannungsanlagen arbeiten, ist von größter Bedeutung. Hochspannungsumgebungen bergen inhärente Risiken, einschließlich schwerer elektrischer Schläge oder Lichtbögen, die zu Verletzungen oder Todesfällen führen können.
Signalintegrität
Hochspannungsumgebungen sind oft durch elektromagnetische Störungen gekennzeichnet, die Messdaten erheblich verfälschen können.
Genauigkeit und Präzision bei hohen Potentialen
Aufgrund ihrer kritischen Rolle in der Infrastruktur erfordern Hochspannungssysteme, die mit hohen Potentialen arbeiten, außergewöhnlich genaue Messungen. Selbst kleine Abweichungen können zu erheblichen Problemen führen, wie z.B. Fehlfunktionen von Geräten oder Systemausfällen.
Hohe Belastbarkeit
Geräte wie Ladegeräte für Elektrofahrzeuge oder Wechselrichter für Solarpaneele kombinieren hohe Spannungen mit beträchtlichen Strömen und erfordern daher langlebige Messgeräte, die diesen Bedingungen standhalten, ohne sich zu verschlechtern.
Langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit
Die Lebensdauer ist bei Hochspannungsmessgeräten von entscheidender Bedeutung, da sie unter potenziell rauen Umgebungsbedingungen über einen längeren Zeitraum konstant funktionieren müssen.
Anpassungsfähigkeit für steigende Spannungen
Im Zuge des technologischen Fortschritts müssen Messlösungen für immer höhere Spannungen ausgelegt sein, ohne dabei Kompromisse bei der Genauigkeit oder Zuverlässigkeit einzugehen.
Externe Interferenzen
Der Betrieb von Hochspannungsmessgeräten in der Nähe anderer elektronischer Geräte kann zusätzliche Störungen und Fehler verursachen.
Technologie-Integration
Die Integration konventioneller Hochspannungsmessverfahren mit fortschrittlichen digitalen Technologien ist eine Herausforderung, aber notwendig, um Funktionen wie Echtzeit-Datenanalyse und Smart-Grid-Funktionen zu ermöglichen.
Gantner Instruments bietet unübertroffene Präzision und Sicherheit bei Hochspannungsmessungen und unterstützt Ihre Innovationen mit robusten, zuverlässigen Datenerfassungslösungen.
Warum Gantner für Hochspannungsmessungen?
Überlegene permanente Isolierung
Die permanente 1500 VDC-Isolierung zwischen den Kanälen, zwischen Kanal und Stromversorgung und zwischen Kanal und Schnittstelle gewährleistet genaue und zuverlässige Messungen, die für Akkupacks, Module und Zellen entscheidend sind.
Maßgeschneiderte Präzision für EV-Batterietests
Die Hochspannungs-DAQ-Systeme von Gantner Instruments werten EV-Batterien präzise aus und bieten eine permanente Isolierung von bis zu 1500 VDC für sichere, genaue Messungen. Anpassbare Anschlüsse, modulares Design und synchronisierte Videointegration bieten skalierbare Lösungen, die auf Batterietests, Sicherheitsvalidierung und fortgeschrittene Entwicklungsszenarien zugeschnitten sind.
Bewährte Kompetenz und Innovation
Mit jahrzehntelanger Erfahrung entwickelt Gantner Instruments fortschrittliche Messlösungen, die den komplexen Anforderungen verschiedener Branchen gerecht werden und eine außergewöhnliche Genauigkeit, Stabilität und Zuverlässigkeit bieten.
Umfassende Produktpalette
VON GANTNER INSTRUMENTS bietet spezialisierte Hochspannungsmesslösungen für Spannung, Strom und Temperatur, die für anspruchsvolle Anwendungen wie Batterietests, Leistungsanalyse und Hochspannungsüberwachung konzipiert sind.
Umfassender Support und Training
Gantner Instruments bietet über die GI.academy strukturiertes Training durch Experten an. Unser technisches Support-Team bietet fachkundige Beratung und Lösungen und hilft bei der Einrichtung und laufenden Wartung, um sicherzustellen, dass die Kunden den Wert ihrer Hochspannungsmesssysteme maximieren.
Kundenspezifische Anschlüsse und Formfaktoren
Unsere modularen Systeme unterstützen kundenspezifische Anschlusstypen und synchronisierte Videointegration und ermöglichen skalierbare, flexible Setups, die für Batterietests, Sicherheitsvalidierung und fortgeschrittene Forschungsszenarien optimiert sind.
Hervorragende elektrische Isolierung und Sicherheit
Gantner Instruments legt großen Wert auf die Sicherheit des Benutzers und die Integrität der Daten durch eine robuste elektrische Isolierung, die das Personal und die Geräte in Hochspannungsumgebungen schützt und eine gleichbleibende Leistung gewährleistet.
Fortschrittliche Signalverarbeitung und Genauigkeit
Unsere Module verfügen über eine ausgefeilte Signalverarbeitung mit Anti-Aliasing-Filtern, digitaler Filterung, Linearisierung und RMS-Berechnungen, gepaart mit einer hochauflösenden A/D-Wandlung und liefern so präzise Daten, die den strengen Industriestandards entsprechen.
Nahtlose Integration und Flexibilität
Durch die Kompatibilität mit Standardschnittstellen wie EtherCAT, CAN und Ethernet lassen sich unsere Lösungen problemlos in verschiedene Messaufbauten integrieren. Die GI.bench Software vereinfacht die Konfiguration, Visualisierung und Analyse.
Bewährte Zuverlässigkeit
Führende Unternehmen aus den Bereichen Energie, Automobil, Luft- und Raumfahrt und Industrie vertrauen auf die bewährte Erfolgsbilanz von Gantner Instruments bei der Lieferung hochwertiger, zuverlässiger Messlösungen.
Anwendungsbeispiele
Die Spitzentechnologie von Gantner DAQ wird weltweit in den Bereichen Mobilität, Luft- und Raumfahrt, Infrastruktur und Bauwesen sowie Energie eingesetzt.
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AE
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Wer vertraut Gantner bei der Hochspannungsprüfung und -messung?
Führende Hersteller und Prüflabore wie Bosch Battery Systems, GM und TÜV SÜD verwenden Lösungen, die auf der Q.series X basieren.
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