Isolationswiderstandsmessung des TÜV Süd im Rahmen einer Hauptuntersuchung (HU) an einem Mini E.
TÜV Süd
Wie sieht der künftige Prüfkatalog zur Hauptuntersuchung für Elektroautos aus? Der VdTÜV hat dazu Anforderungen formuliert. So sollte eine Funktionsprüfung für die Batterie, Kabel, Stecker und Ladeanschlüsse Teil der HU werden. Für die Durchführung sei eine separate HU-Hochvolt-Richtlinie erforderlich.
Nicht nur Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, sondern auch Elektroautos müssen regelmäßig zur gesetzlich vorgeschriebenen Hauptuntersuchung (HU). Doch der Prüfkatalog der HU muss für Elektrofahrzeuge angeglichen werden. Dabei ermöglicht der HU-Prüfkatalog heute schon, Elektroautos nach den gesetzlichen Vorgaben zu prüfen. Allerdings sollte die HU zukünftig bei Fahrzeugen mit elektrischem Antriebsstrang mithilfe eines Diagnosegerätes erfolgen. Dies ist das Ergebnis der ersten HU-Prüfung von E-Autos des Verbandes der TÜV (VdTÜV) im Rahmen des Schaufensters Elektromobilität der Bundesregierung. Das VdTÜV-Projekt, das von 2013 bis Mitte 2016 läuft, liefert Informationen, wie alltagstauglich E-Autos sind und welche spezifischen Anforderungen im Rahmen der Elektromobilität entstehen.
Der VdTÜV übergab neun E-Fahrzeuge für Forschungszwecke an drei soziale Einrichtungen in Berlin, erläutert der Verband. Seit Ende 2013 fahren die Björn Schulz Stiftung, das Albert Schweitzer Kinderdorf in Berlin und das Nachbarschaftsheim Schöneberg jeweils drei E-Autos: Renault Zoe, Nissan Leaf und Mercedes Vito. Die Elektrofahrzeuge werden jährlich, außerhalb der gesetzlichen Prüffristen, bei den Prüfstellen der TÜV überprüft. Die Daten sollen es ermöglichen, die Anforderungen an den zukünftigen HU-Prüfkatalog zu ermitteln.
Mängelhäufigkeiten der E-Fahrzeuge
Neben dem VdTÜV-Forschungsprojekt untersuchte auch die Bundesanstalt für Straßenwesen (Bast) im Rahmen einer Studie von 2011 bis Mitte 2013 E-Fahrzeuge bei der HU. Auch die Prüfstellen der TÜV waren Projektpartner. Die Daten der Bast sollen neben dem VdTÜV-Projekt Erkenntnisse über den technischen Zustand von E-Fahrzeugen und die zukünftigen Anforderungen an die Hauptuntersuchung für Elektrofahrzeuge liefern.
Die TÜV-Sachverständigen stellten fest, dass tendenziell der Ladestecker, -anschluss und die Warnaufkleber fehleranfällig waren. Die HU-Ergebnisse zeigten insgesamt, dass die Mängelhäufigkeiten der E-Autos gering sind. Allerdings seien aufgrund der geringen Stückzahl die Ergebnisse mit Vorbehalt zu betrachten. Weitere HU-Auswertungen seien zukünftig notwendig.
Funktionsprüfung bei E-Autos mit einem Diagnosegerät ermöglichen
Die gewonnenen Daten ermöglichen es, notwendige Ergänzungen am HU-Prüfkatalog für E-Autos zu benennen. Die Funktion der Hochvolt-Batterie, die Hochvolt-Kabel, -stecker und Ladeanschlüsse sollten zukünftig über eine Funktionsprüfung erfolgen, die ein Bestandteil der HU-Prüfung werden sollte, fordert der VdTÜV. Ein Diagnosegerät zur Prüfung von elektrischen Systemen an der OBD-Schnittstelle (On-Board-Diagnose), wie zum Beispiel der HU-Adapter Plus, der ab 2015 eingesetzt werden kann, ermögliche es, bei E-Autos den elektrischen Antriebsstrang zu überprüfen. Die Prüfung des Batteriemanagementsystems, das die Lade- und Endladevorgänge steuert, werde erst mit dem Diagnosegerät möglich sein. Zu hohe Abweichungen der Werte könnten zu einem erhöhten Gefährdungspotenzial durch Überhitzen der Batterie führen.
Die Durchführung der einzelnen Funktionsprüfungen an den Hochvolt-Komponenten sollte zukünftig in einer separaten Richtlinie beschrieben werden (HU-Hochvolt-Richtlinie), erklärt der VdTÜV. Die Ergebnisse sollen im Anschluss des Gesamtprojektes als Empfehlung an das Bundesverkehrsministerium übermittelt werden.
Forschungsprojekt Dina: Herausforderung HV-Traktionsbatterie
Überhaupt ist die größte Herausforderung bei der Diagnose und Reparatur im Elektrofahrzeug die HV-Traktionsbatterie, betonen die Wissenschaftler des Forschungsprojektes "Dina" (Diagnose und Aftersales-Services für EVs) im Artikel "Wettbewerbsfähige Diagnose und Instandsetzung" aus der ATZextra 11-2014. Die Forscher von Bosch, Dekra, dem Fraunhofer Ernst-Mach-Institut und dem FKFS Stuttgart haben sich ebenfalls mit Diagnoseverfahren und Reparaturkonzepte für Elektro-Fahrzeuge beschäftigt.
Ihr Fazit: "Eine schnelle und zerlegungsfreie Zustandsbewertung von kompletten HV-Batterien stellt eine höhere Anforderung an die Auslegung der Messwerterfassung der Batteriemanagementsystems (BMS), als dies heute in Serienfahrzeugen üblich ist", erläutern die Wissenschaftler. Die auf eine von außen angeregte Stimulation folgende Reaktion der Zellen in der HV-Batterie müsse durch das BMS hinreichend genau erfasst werden können. Daraus könne dann eine auf Zellebene granulare Auswertung erstellt werden, die Werkstätten und Gutachtern eine für eine Diagnose wichtige Systembewertung ermögliche. Im Ergebnis sei das eine der wichtigsten Kernanforderungen an die OEM und Hersteller von BMS-Systemen.
Prüf- und Werkstattpersonal auf Hochvolt-Technik schulen
Im Gegensatz zu konventionellen Fahrzeugen mit 12 bis 24 Volt entstehen bei Elektroautos Spannungen über 400 Volt. Daher muss auch das Prüf- und Werkstattpersonal mit den neuen Spannungsebenen umgehen können, um Unfälle durch elektrische Stromeinwirkung wie Schlag oder Kurzschluss zu vermeiden.