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Ungestörter Radiogenuss

Elektromobilität: Neues Berechnungsverfahren macht Radioempfang möglich
Ungestörter Radiogenuss

Ungestörter Radiogenuss
In einer Kammer wird die elektromagnetische Verträglichkeit der Fahrzeugkomponenten gemessen Bild: Fraunhofer IZM
Elektrische Störsignale überlagern Musik und Sprechbeiträge. Um den Radioempfang in E-Autos zu ermöglichen, waren kostenintensive Maßnahmen nötig. Neue Berechnungsverfahren sorgen nun für ungetrübten Hörgenuss und senken die Kosten.

Radio hören zählt zu den beliebtesten Freizeitbeschäftigungen der Deutschen. Mehr als 60 Millionen schalten das Gerät täglich an, vor allem beim Autofahren geht der Griff zum Einschaltknopf. Studien zufolge will jeder Zweite hinter dem Steuer nicht auf Hörfunkangebote verzichten. Doch im Fahrzeug der Zukunft, dem Elektroauto, ist Radio hören im Prinzip nicht möglich, da elektrische Störeffekte den Empfang von Radiowellen behindern. Verursacht werden die Störungen durch Frequenzumrichter, die elektrische in mechanische Energie umwandeln, um die Drehrichtung und Drehzahl von Elektromotoren zu steuern. Die Umrichter schalten den Strom und die Spannung extrem schnell und häufig an und aus. Sie zerhacken die elektrische Energie in Bruchteilen einer Sekunde und erzeugen so elektromagnetische Störsignale. Werden diese zu laut, hört man zwar das Antriebssystem, nicht aber das Autoradio.

Um das Problem in den Griff zu bekommen, müssen nicht nur die Motorzuleitungen abgeschirmt, sondern auch der Motor selbst isoliert werden. Für die Automobilhersteller ist dies mit enormen Kosten verbunden. Wie sich diese erheblich senken lassen, wissen die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Berlin. Dr. Eckart Hoene, Leiter der Forschungsgruppe „Power Electronic Systems“ und sein Team haben ein ganzes Bündel an Werkzeugen und Methoden entwickelt, um die Störungen zu minimieren.
„Eine große Rolle spielt die Größe und Lage der einzelnen Komponenten. Dazu gehören etwa der Elektromotor, die Batterie, der elektrische Klimakompressor, das Ladegerät, der DC/DC-Wandler und der Umrichter selbst. Ebenso entscheidend ist die Richtung und Form, in der Kabel verlegt sind und wie dicht die Schirmung geflochten ist. Mithilfe unserer Simulationen können wir auch Empfehlungen zur Qualität der Isolations- und Steckerelemente aussprechen“, erklärt Hoene.
Durch Messverfahren grenzen die Wissenschaftler zudem präzise ein, wo im Fahrzeug Störungen entstehen und wie diese sich ausbreiten. Darüber hinaus haben die Wissenschaftler ein symmetrisches Leistungsmodul entwickelt, das verhindert, dass Störungen abstrahlen. Es ist Bestandteil des Umrichters und liegt bereits als Prototyp vor.
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