Der boomende E-Mobilitätsmarkt erfordert bis 2030 rund eine Million Ladepunkte.
Für eine exakte, eichrechtskonforme Abrechnung entwickelte MCD Elektronik ein modulares Testsystem für DC Energy Meter. Auf Basis der VTS 2030 Plattform erfolgt die automatisierte Programmierung und Funktionsprüfung unter Hochstrom. Duale Prüfverfahren verkürzen die Taktzeiten signifikant und garantieren höchste Zuverlässigkeit in der Qualitätssicherung.
Herausforderungen und Konzept
Prüf- und Funktionsumfang
- Programmierung & Kommunikation: Automatisches Aufspielen der Firmware und Initialisierung mit Parametersätzen sowie Kommunikationstest via RS485-Schnittstelle.
- Elektrischer Abgleich: Präzise Kalibrierung und Prüfung von Gleichstrom bis 1500 A und Gleichspannung bis 1000 V.
- Verifikation der Energiemenge: Abgleich der gemessenen Energie gegen ein hochgenaues Referenzmessgerät unter Einhaltung einer Toleranz von ±0,1 %.
- Simulation von Ladezyklen: Umkehrung der Stromrichtung mittels 4-Quadranten-Netzteilen zur realitätsgetreuen Simulation von Lade- und Entladevorgängen.
- Haptik- & Reaktionstest: Automatisierte Betätigung von Tasten am Prüfling und softwareseitige Auswertung der entsprechenden Systemreaktion.
- Sicherheitsüberwachung: Kontinuierliche Messung des Spannungsabfalls an den Hochstromkontakten zur Überwachung der Übergangswiderstände.
- Systemintegration & Dokumentation: Anbindung an Produktionsleitsysteme (MES) und OCMF-Server sowie automatisierte Protokollierung und Druck von Typenschildern oder Fehlerlabels.
- Benutzerführung: Softwaregestützte Zwangsabläufe führen sicher durch die prüfkritischen Prozesse.
Eingesetzte Testverfahren und Herausforderungen
- Simultaneous Engineering: Aufgrund des enormen Zeitdrucks erfolgten die Entwicklung des Testsystems und die Produktentwicklung des Kunden parallel.
- Extreme Leistungsbereiche: Die Beherrschung von Strömen bis zu 1500 A DC und Spannungen bis 1000 VDC stellte hohe Anforderungen an die Hardware.
- Regulatorische Strenge: Das System musste zwingend die Konformität zum deutschen Eichrecht und der europäischen MID-Richtlinie gewährleisten, um eine rechtssichere Abrechnung zu ermöglichen.
- Zukunftssicherheit: Bereits in der Konzeptphase mussten flexible Erweiterungsmöglichkeiten für zukünftige Strom- und Spannungsvarianten eingeplant werden.
- Kompakte Effizienz: Trotz der massiven Hochstrom-Komponenten sollte das System kompakt bleiben und zwei Prüflinge gleichzeitig (dual) testen können.
- 4-Quadranten-Simulation: Einsatz von Netzteilen, die sowohl als Quelle als auch als Senke fungieren, um Lade- und Entladezyklen durch Stromrichtungsumkehr realitätsnah abzubilden.
- Duales Prüfverfahren: Synchroner Test von zwei Prüflingen in einer vollisolierten Prüfhaube zur massiven Reduzierung der Taktzeiten.
- Präzisions-Monitoring: Kontinuierliche Überwachung der Übergangswiderstände durch Messung des Spannungsabfalls direkt an den Hochstrom-Kontaktstellen.
- Zwei-Pfad-Strommessung: Verwendung spezieller Pfade mit und ohne Stromwandler, um sowohl kleinste Ströme als auch Hochströme exakt erfassen zu können.
- Haptik- und Reaktionstests: Automatisierte Betätigung der Gerätetasten inklusive Abgleich der systemseitigen Rückmeldungen.
- Middleware-Integration: Einsatz kundenspezifischer Software zur sicheren Übertragung der Abrechnungsdaten an OCMF-Server und Ticketsysteme.
- Geführte Benutzerprozesse: Einsatz von Software-Zwangsabläufen in der MCD TestSuite, um Bedienfehler in der sicherheitskritischen Hochstrom-Umgebung auszuschließen.
ECUS FOR LIGHTING CONTROL
tested with FCT system
- Parallel testing of four PCBs
- Manual, semi-automatic or fully automatic adapter
- 130 test steps in 95 seconds per test position
- Interchangeable needle bed cassettes
REFERENZPROJEKTE
REFERENZ 1
REFERENZ 4
REFERENZ 2
REFERENZ 5
REFERENZ 3
REFERENZ 6
HÄUFIG GESTELLTE FRAGEN
FAQS
Unterstützt das System die Anforderungen des deutschen Eichrechts?
Ja. Eine Grundvoraussetzung bei der Entwicklung war die Sicherstellung der Eichrechtskonformität sowie der europäischen Messgeräterichtlinie (MID). Das System ermöglicht eine exakte Kalibrierung und Verifizierung, die für die rechtssichere Abrechnung an öffentlichen Ladesäulen zwingend erforderlich ist.
Bis zu welchen Stromstärken und Spannungen kann geprüft werden?
Das System ist für Hochleistungsanwendungen ausgelegt. Es ermöglicht den Abgleich und Test von Strömen bis zu 1500 A DC und Spannungen bis zu 1000 VDC. Dank eines integrierten Stromwandlers können sowohl sehr kleine als auch extrem große Ströme präzise gemessen werden.
Wie hoch ist die Messgenauigkeit des Systems?
Die Verifikation der Energiemenge erfolgt über vorgegebene Messpunkte mit einer extrem hohen Präzision. Das System hält dabei Toleranzen von ±0,1 % über den gesamten Strom- und Spannungsbereich ein.
Können verschiedene Lade- und Entladeszenarien simuliert werden?
a. Durch den Einsatz von 4-Quadranten-Netzteilen, die sowohl als Energiequelle als auch als Last (Senke) fungieren können, lässt sich die Stromrichtung flexibel umkehren. Damit können reale Lade- und Entladezyklen von Elektrofahrzeugen exakt simuliert werden.
Wie wird die Sicherheit bei solch hohen Strömen gewährleistet?
Sicherheit ist ein zentraler Bestandteil des Konzepts. Das System nutzt ein explizites Sicherheitskonzept mit Hochstromschützen, um Ströme über 1500 A sicher zuzuschalten. Zudem werden die Übergangswiderstände an den Kontaktstellen kontinuierlich durch die Messung des Spannungsabfalls überwacht, um Überhitzungen zu vermeiden.
Ist das System für die Serienproduktion (End-of-Line) geeignet?
Ja. Während die Prüfung oft im Labor beginnt, ist dieses System speziell als End-of-Line (EOL)-System konzipiert. Durch das duale Prüfverfahren – also den synchronen Test von zwei Prüflingen gleichzeitig – werden die Taktzeiten in der Produktion signifikant verkürzt.
Wie erfolgt die Anbindung an meine bestehende IT-Infrastruktur?
Das System bietet eine umfassende Konnektivität. Über eine kundenspezifische Middleware kann es an Produktionsleitsysteme (MES), Messdatenbanken und OCMF-Server angebunden werden. Dies ermöglicht den automatisierten Transfer der Abrechnungsdaten in ein Ticketsystem.
Kann das System verschiedene Produktvarianten verarbeiten?
Das Testsystem ist hochgradig flexibel. Es passt sich automatisch an verschiedene Leistungsvarianten der Smart Meter an, lädt die zugehörigen Testparameter und druckt nach bestandener Prüfung das entsprechende Kunden- oder Typenschild.
KEY FACTS
Elektrische Grenzwerte & Präzision
Maximaler Prüfstrom
Bis zu 1500 A DC
Maximale Prüfspannung
Bis zu 1000 VDC
Messgenauigkeit
Einhaltung von Toleranzen von ±0,1 % über den gesamten Strom- und Spannungsbereich
Strompfade
Duales Konzept mit zwei Pfaden (mit/ohne Stromwandler) zur präzisen Erfassung kleiner und großer Ströme
Systemkapazität & Effizienz
Duale Prüfung
Synchroner Test von 2 Prüflingen gleichzeitig in einer Prüfhaube zur Taktzeitoptimierung.
Vier-Quadranten-Betrieb
Einsatz von 4-Quadranten-Netzteilen, die sowohl als Quelle als auch als Senke (Last) fungieren.
Kontaktdichte
Kontaktierung von 4 Seiten für Hochstrom, Hochspannung, Kommunikation, Versorgung und Programmierung.
Standards & Konformität
Regulatorik
Volle Konformität zum deutschen Eichrecht und der europäischen MID (Measurement Instruments Directive)
Plattform-Historie
Basierend auf der VTS 2030 Plattform, die seit 2017 für High-End-Systeme im Einsatz ist
Kommunikationsstandard
Verifizierung der Datenübertra
Infrastruktur-Prognosen (Kontext)
Fahrzeugbestand
Prognose von bis zu 11 Mio. Elektrofahrzeugen in Deutschland bis zum Jahr 2030
Ladeinfrastruktur
Notwendiger Ausbau auf bis zu 1 Mio. Ladepunkte bis 2030 (Stand Anfang 2026: ca. 194.000)
Der Anwendungsbericht dokumentiert die Transformation eines Laborprüfplatzes in ein automatisiertes End-of-Line-Testsystem für intelligente DC Energy Meter. Im Fokus steht die präzise Kalibrierung und Verifizierung von Energiemengen unter Einhaltung einer Messtoleranz von ±0,1%. Die Applikation sichert durch Middleware-Anbindungen und ein spezielles Hochstrom-Sicherheitskonzept die volle Eichrechtskonformität für öffentliche E-Ladesäulen.
HR. MUSTERMANN
SALES DIREKTOR & ANSPRECHPARTNER FÜR EOLT
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