Electro-Surface - Automatisierte mechanische und elektrische Prüfung von Kontaktpaarungen

Die Übertragung hoher elektrischer Leistungen über trennbare Kontaktierungen ist eine zentrale Herausforderung im Rahmen der Energiewende. Ein bekanntes Beispiel ist die Ladeschnittstelle von Elektrofahrzeugen. Um der derzeit langen Ladezeit von Batteriesystemen entgegenzuwirken, wird ein innovatives Schnellladesystem entwickelt, das anstelle von klassischen Steckkontakten einen Stirnflächenkontakt verwendet. Um Ladeleistungen im Megawattbereich zu ermöglichen, wird eine elektrische Kontaktfläche so funktionalisiert, dass der Übergangswiderstand reduziert und die thermischen sowie die mechanischen Eigenschaften verbessert werden.

Am Fraunhofer IWU werden die Kontaktoberflächen nach der simulationsgestützten Auslegung und der Entwicklung und Umsetzung der erforderlichen Fertigungstechnologien experimentell charakterisiert. Für diesen Zweck wurde ein spezifischer Prüfstand entwickelt, der die Langzeitprüfung der elektrischen Stirnflächenkontakte ermöglicht. Mit dem Prüfstand können elektrische Kontakte hinsichtlich ihrer Temperaturentwicklung und ihres Kontaktwiderstandes bei Normalkräften von bis zu 500 N mit einer Strombelastung von bis zu 600 A DC unter konstanten oder zyklischen Bedingungen automatisch bewertet werden.

Der Prüfablauf ist schematisch im Bild 3 dargestellt. Durch eine Variation des Prüfstromes, der Zyklenzahl sowie der Dauer der Strombeaufschlagung werden verschiedene Prüfszenarien von der Übergangswiderstandsmessung bis hin zur Stromtragfähigkeitsmessung im Dauerversuch von mehr als 30 Minuten umgesetzt. Durch den modularen Aufbau steht der Prüfstand zur experimentellen Bewertung einer Vielzahl von elektrischen Kontaktanwendungen zur Verfügung.