Hochvoltprüfungen unter feuchter Wärme – Herausforderungen & Lösungsansätze
Denn sobald Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen ins Spiel kommen, wird es richtig knifflig.
Bauteile in Hochvolt-Systemen erzeugen selbst viel Wärme, was zu einem Mikroklima führt, das Testergebnisse verfälschen kann.
Wie können wir also sicherstellen, dass die Tests wirklich die realen Einsatzbedingungen widerspiegeln?
Das schauen wir uns jetzt genauer an.
Was sind Feuchte-Wärme-Prüfungen?
Sie simulieren die hohe Luftfeuchtigkeit und Temperaturwechsel, denen elektronische Komponenten in der Realität ausgesetzt sind.
🚗 Beispiel aus der Praxis:
Ein Elektrofahrzeug, das tagsüber in der heißen Sonne steht und nachts stark abkühlt. In feuchten Regionen kann sich dabei Kondenswasser bilden, das die Elektronik belastet.
Warum ist das für Hochvolt-Technik eine besondere Herausforderung?
Hochvolt-Bauteile sind extremen elektrischen Belastungen ausgesetzt.
Zusätzliche Risiken durch Feuchtigkeit und Temperaturwechsel:
⚡ Isolationsschwäche: Feuchtigkeit kann Isolationsmaterialien angreifen → Gefahr von Teilentladungen oder Durchschlägen
⚡ Korrosion & Kriechströme: Feuchtigkeit auf Leiterplatten oder Steckverbindern kann zu Kurzschlüssen oder Materialermüdung führen
⚡ Materialalterung: Hohe Temperaturen + Feuchtigkeit beschleunigen den Alterungsprozess von Dichtungen, Kunststoffen und Klebstoffen
📌 Beispiel:
Ein Inverter in einem Elektrofahrzeug erzeugt durch den hohen Stromfluss selbst Wärme. Diese Erwärmung kann dazu führen, dass an seiner Oberfläche ein anderes Klima herrscht als in der Klimakammer.
Das bedeutet: Ohne angepasste Testmethoden könnten Fehlerbilder übersehen werden!
Das Problem mit dem Mikroklima
- Direkt an der Bauteiloberfläche ist es oft wärmer als in der Klimakammer
- Dadurch kann die relative Luftfeuchtigkeit dort niedriger sein
- Feuchtigkeit schlägt sich nicht wie erwartet nieder → Fehlerbilder wie Kondensation könnten unentdeckt bleiben
🚨 Gefahr: Ein Bauteil könnte im Test scheinbar keine Probleme mit Feuchtigkeit haben – aber im realen Einsatz doch anfällig für Kondenswasser sein!
Deshalb müssen wir sicherstellen, dass unsere Tests diese Effekte berücksichtigen.
Typische Fehlerbilder in Hochvolt-Systemen
🔸 Teilentladungen & Corona-Effekte
- Treten bei hohen elektrischen Feldern auf
- Können Isolationsmaterialien auf Dauer zerstören
- Messbar mit speziellen Teilentladungs-Messgeräten
🔸 Flash Over (Überschlag)
- Überschlag über die Oberfläche eines Isolators
- Besonders kritisch bei Feuchtigkeit oder Verschmutzung
- Vergleichbar mit einem Blitz, der seinen Weg über eine feuchte Oberfläche findet
🔸 Materialermüdung & Kriechstrom
- Feuchtigkeit kann Kriechstrecken überbrücken und Kurzschlüsse verursachen
- Thermische Belastung kann zu Rissbildung führen
- Kunststoffe, Klebstoffe oder Lackierungen können verspröden und reißen
Wie verbessern wir die Tests?
Damit wir verlässliche und realistische Ergebnisse erhalten, müssen Tests gut geplant werden.
1️⃣ Realistische Betriebszyklen simulieren
Nicht nur Dauerbelastung, sondern auch Phasen mit geringer Last testen.
📌 Warum?
Viele Fehler treten erst beim Abkühlen oder im Ruhezustand auf!
2️⃣ Worst-Case-Szenarien bewusst herbeiführen
👉 Z. B. gezielt Kondensationsphasen provozieren
📌 Warum?
Um zu prüfen, ob das Bauteil mit plötzlicher Feuchtigkeitsaufnahme umgehen kann.
3️⃣ Mikroklima kontrollieren
- Aktive Temperaturregelung der Komponenten
- Kühlung der Prüfkammer, um lokale Überhitzung zu vermeiden
- Sicherstellen, dass die relative Luftfeuchtigkeit am Bauteil wirklich zur Umgebung passt
4️⃣ Mess- und Überwachungsmethoden optimieren
🔍 Oberflächentemperatur messen → Infrarotkameras oder Thermoelemente nutzen
🔍 Teilentladungen kontinuierlich überwachen
🔍 Regelmäßige Isolationsmessungen während der Klimaprüfung
📌 Warum?
So können wir Schwachstellen frühzeitig erkennen und optimieren.
5️⃣ Klare Prüfspezifikationen definieren
- Wie lange wird das Bauteil bestromt?
- Welche Temperatur- und Feuchteschwankungen sind realistisch?
- Soll Kondenswasser gezielt erzeugt werden?
Nur wenn wir genau wissen, was wir testen wollen, bekommen wir aussagekräftige Ergebnisse.
Fazit: Warum lohnt sich der Aufwand?
Hochvolt-Systeme sind in modernen Fahrzeugen Sicherheitskritische Komponenten.
🔹 Feuchte-Wärme-Prüfungen decken Schwachstellen auf, bevor es im Feld zu Ausfällen kommt
🔹 Mikroklima-Effekte müssen unbedingt berücksichtigt werden, um realistische Testergebnisse zu erhalten
🔹 Optimierte Prüfmethoden helfen, die Lebensdauer und Zuverlässigkeit von Hochvolt-Bauteilen zu verbessern
Bei enveon führen wir Hochvolt-Tests mit modernster Technik und detaillierter Analyse durch.
Denn eines ist klar: Wenn Hochvolt-Komponenten versagen, kann das gravierende Folgen haben.
Deshalb testen wir so realistisch wie möglich – damit unsere Kunden auf Nummer sicher gehen können. ⚡
