OBC-Test — Überprüfung des On-Board-Ladegeräts

Was ist OBC?

Beim OBC-Test (On-Board Charger) wird die im Fahrzeug eingebaute Einheit überprüft, die Energie aus dem Wechselstromnetz in Gleichstrom umwandelt, um die Hochvoltbatterie aufzuladen. Da es sich um ein netzgebundenes Gerät handelt, sind zusätzlich die Netzqualität (Oberschwingungen, Leistungsfaktor) und die Netzverträglichkeit wichtig.

Zweck von OBC

Der Zweck besteht darin, zu überprüfen, ob das OBC unter verschiedenen Netzbedingungen mit der angegebenen Leistung und Effizienz laden kann, keine Oberschwingungen über akzeptable Grenzen hinaus in das Netz abgibt und die Isolationsbarriere aufrechterhält.

Bei welchen Produkten wird OBC angewendet?

Einphasige und dreiphasige Bordladegeräte
Bidirektionale (V2G/V2L-fähige) OBC-Einheiten
Integrierte Leistungselektronikmodule (OBC + DC/DC)
Ladeeinheiten für leichte Elektrofahrzeuge

In welchen Branchen wird OBC eingesetzt?

AutomobilElektrik und ElektronikEnergie

Normen zu OBC

IEC 61851-21-1
IEC 61000-3-2Oberschwingungsstromemission prüfen
IEC 61000-3-12
UNECE R10Elektromagnetische Verträglichkeit in Fahrzeugen prüfen
CISPR 25Funkverschlechterung von Fahrzeugkomponenten prüfen
ISO 6469-3

Prüfbedingungen für OBC

Netzbedingungen: Innerhalb des angegebenen Spannungs- und Frequenzbereichs; Überprüfung an der unteren und oberen Grenze
Ladeprofil: Effizienz und Leistungsfaktor werden in den Konstantstrom- und Konstantspannungsphasen gemessen
Harmonische: Oberschwingungen des Netzstroms gemäß den Grenzwerten IEC 61000-3-2 oder -3-12

Prüfgerät für OBC

Programmierbare Wechselstromquelle (Netzsimulator)
Batterieemulator oder elektronische Last
Leistungsanalysator und Oberschwingungsanalysator
Spannungsfestigkeits- und Isolationsprüfgerät
EMV-Prüfstand
Kühlkonditionierungseinheit

Probenanforderungen für OBC

OBC-Einheit und Kabelbaum
Kühlschnittstelle
Es müssen der deklarierte Eingangsspannungsbereich, die Phasenzahl und die Ausgangsleistung angegeben werden
Die Definition der Steuerschnittstelle und des Ladeprotokolls muss bereitgestellt werden

Dauer von OBC

Die Überprüfung der elektrischen Leistung und der Stromqualität dauert einige Tage. nebst EMV- und Umwelttests mehrere Wochen.

Ablauf von OBC

1Gerätebeschreibung und Nennwerte werden erfasst.
2Isolation und Spannungsfestigkeit werden gemessen.
3Zur Messung des Wirkungsgrads werden Netzspannung und Ausgangslast abgetastet.
4Leistungsfaktor und Stromoberschwingungen werden gemessen.
5Das Verhalten wird während des gesamten Ladeprofils überwacht.
6Schutzfunktionen (Überspannung, Netzausfall, Übertemperatur) werden überprüft.
7Es werden EMV-Emissions- und Immunitätstests durchgeführt.

Annahmekriterien für OBC

Die Oberwellen- und Leistungsfaktor-Akzeptanzkriterien sind die Grenzwerte der IEC 61000-3-2/-3-12. Effizienz- und Leistungsziele werden gemäß den Spezifikationen des Kunden bewertet; Auf der EMV-Seite gelten die Grenzwerte UNECE R10 und CISPR 25.

Auswertung der Ergebnisse

Effizienz, Leistungsfaktor und harmonische Verzerrung werden gemeinsam bewertet. Eine Verschlechterung des Leistungsfaktors bei geringer Last ist ein häufiges Phänomen und beeinträchtigt die Netzkompatibilität.

Prüfbericht zu OBC

Gerätebeschreibung und Nennwerte
Effizienz- und Leistungsfaktormessungen
Ergebnisse der Harmonischen-Analyse und Grenzwertvergleich
Isolationsmessungen
EMV- und Schutzfunktionsergebnisse

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Otomotiv Testleri — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test OBC gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Automobilprüfungen zeigen, dass ein Bauteil unter Bedingungen weiterarbeitet, die den Belastungen entsprechen, denen es über die Fahrzeuglebensdauer begegnet. Ein Fahrzeug ist kein einzelnes Produkt, sondern eine UMGEBUNG: Vibration, Temperaturwechsel, Salzwasser, Steinschlag, elektrische Transienten und elektromagnetisches Rauschen sind gleichzeitig und über Jahre vorhanden.

Das Besondere an dieser Familie ist, dass HERSTELLERSPEZIFIKATIONEN über den Normen stehen. ISO- und SAE-Veröffentlichungen schaffen die gemeinsame Grundlage; aber Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota und Renault definieren in ihren eigenen Spezifikationen unterschiedliche Schweregrade, zusätzliche Prüfungen und abweichende Abnahmekriterien. Für ein Bauteil reicht die Aussage "erfüllt Automobilnormen" allein nicht aus; es muss geklärt werden, welche Spezifikation welches Herstellers und welche Revision davon gemeint ist.

Die Familie umfasst drei getrennte Prozesse, die oft verwechselt werden. Die Homologation betrifft die Typgenehmigungen, die ein Fahrzeug für die Zulassung zum Straßenverkehr benötigt, und läuft unter staatlicher Hoheit. Die Lieferantenfreigabe bedeutet das Bestehen der eigenen Qualitäts- und Prüfanforderungen des Fahrzeugherstellers und ist eine geschäftliche Beziehung. Das dritte ist die Konstruktionsverifikation: Das Ingenieurteam weist nach, dass sein eigener Entwurf die Ziele erfüllt.

Auf Bauteilebene wird der Prüfplan um den EINBAUORT herum aufgebaut. Ein Modul im Motorraum und eines im Kofferraum durchlaufen nicht dasselbe Temperatur- und Vibrationsprofil; ein Bauteil in der Tür und eines in der Dachkonsole sind nicht derselben Wasser- und Staubbelastung ausgesetzt. Die Normenreihe ISO 16750 ist der gemeinsame Rahmen für diesen einbauortbasierten Ansatz.

Der Übergang zum Elektrofahrzeug hat das Feld neu geformt. Hochspannungssicherheit, Isolationskoordination, Batteriesicherheit, Konformität der Ladeschnittstelle und das elektromagnetische Verhalten hochspannungsführender Bauteile wurden dem klassischen Automobilprüfsatz hinzugefügt. Bei einem leise laufenden Fahrzeug haben sich auch die akustischen und Vibrationserwartungen geändert; vom Verbrennungsmotor überdeckte Geräusche sind nun hörbar.

Die Qualitätssystemseite lässt sich in diesem Bereich nicht von der Prüfung trennen. Ein Hersteller nach IATF 16949 legt Prüfergebnisse in der PPAP-Akte vor; Messsystemanalyse, Prozessfähigkeitsstudie und Kontrollplan stehen um den Prüfbericht herum. Ein einziges gutes Ergebnis reicht nicht aus — es muss gezeigt werden, dass der Prozess dieses Ergebnis wiederholen kann.

Methodengruppen in diesem Bereich

Umwelt und Klima
Temperaturwechsel, Thermoschock, feuchte Wärme, Salzsprühnebel, Staub- und Wassereintritt (IP), Sonneneinstrahlung. Die Schweregrade variieren je nach Einbauort.
Mechanisch
Sinus- und Zufallsschwingung, Stoß, mechanische Lasten, Befestigungsdrehmoment und Dauerhaftigkeitszyklen.
Elektrisch
Versorgungsspannungsschwankungen, Transienten (ISO 7637), Verpolung, Überspannung, Kurzschluss und Ruhestrommessungen.
EMV
Bauteilemission (CISPR 25), Strahlungs- und Leitungsstörfestigkeit (ISO-11452-Reihe), elektrostatische Entladung (ISO 10605).
Werkstoffe und Emissionen
Geruch, Fogging und VOC-Emission bei Innenraummaterialien; Entflammbarkeit; UV-Alterung; Beschichtungsbeständigkeit und Steinschlag.
Funktionale Sicherheit und Cybersicherheit
Nachweise funktionaler Sicherheit nach ISO 26262 und Cybersicherheitstechnik nach ISO/SAE 21434; diese sind über UNECE R155 und R156 an das Recht gebunden.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Automobilbericht ohne Spezifikationsverweis wird in der Lieferkette nicht anerkannt; es muss angegeben werden, welche OEM-Spezifikation und -Revision angewendet wurde.
Typgenehmigung und Lieferantenfreigabe sind unterschiedliche Prozesse. Ein Bauteil mit E-Mark-Genehmigung gilt dadurch nicht als bestanden bei den eigenen Abnahmeprüfungen des OEM.
Ein an einem Prototyp erzieltes Ergebnis überträgt sich nicht auf die Serienfertigung; das PPAP erfolgt mit Serienfertigungsteilen.
Auf EMV-Seite reicht die alleinige Messung der Emission nicht aus; die Störfestigkeit ist ein eigenständiger Bereich und im Fahrzeug kritischer.
Bei Komponenten von Elektrofahrzeugen ist die Hochspannungssicherheit eine eigenständige Kompetenz; die klassische 12-V-Prüfinfrastruktur reicht nicht aus.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Lieferanten-Bauteilfreigabe und die PPAP-Akte
UNECE-Typgenehmigung und E-Mark-Kennzeichnung
Konstruktionsverifikation und Dauerhaftigkeitsnachweis
Ursachenanalyse von Feldbeschwerden und Garantierückläufern
Bewertung der Auswirkung einer Konstruktions- oder Lieferantenänderung

Häufige Fragen zu OBC

Sind für einen bidirektionalen (V2G) OBC zusätzliche Tests erforderlich?

Ja. Der Betrieb in Richtung Energieeinspeisung ins Netz bringt zusätzliche Prüfungen für Netzanbindungsanforderungen, Inselnetzerkennung und Netzqualität mit sich; Diese Anforderungen ergeben sich aus den jeweiligen Netzanschlussnormen.

OBC