Seit dem Schuljahr 2018/2019 verfügt die BS-Marktoberdorf über einen Lehrstand, an dem sich sowohl die Lerninhalte zur Hochvoltantriebstechnik als auch die einer modernen Hochvoltklimaanlage anschaulich vermitteln lassen.
Von „Hochvolt“ spricht man bei Kraftfahrzeugen, wenn mit Wechselspannungen über 25 Volt oder Gleichspannungen über 60 Volt gearbeitet wird. Ab diesen Spannungen kann es für Kfz-Mechatroniker, die diese Systeme reparieren gefährlich werden.
Für die Nicht-Mechatroniker folgt eine kurze Erklärung zum Aufbau und der Funktion des Lehrstandes.
Der Hochvolt-Lehrstand gliedert sich in zwei Bereiche:
a) Hochvoltantriebstechnik
b) Hochvoltklimatechnik
a) Zur HV-Antriebstechnik
Im Lehrstand ist ein dreiphasiger Motor-Generator als Synchronmaschine verbaut. Die Antriebsenergie kommt von einer Hochvoltbatterie. Da diese nur Gleichspannung bereitstellt, der Synchronmotor aber eine dreiphasige Wechselspannung benötigt, muss die Spannung in einem sogenannten Wechselrichter umgeformt werden. Für die Generatorfunktion der elektrischen Maschine benötigt man einen Gleichrichter, der umgekehrt aus Wechselspannungen Gleichspannungen zum Laden der Hochvoltbatterie bereitstellt. Für diese Umformungen ist im Inverter eine Menge Elektronik verbaut. Aber nicht nur da. Zur Ansteuerung des Synchronmotors werden beispielsweise CAN-Signale verwendet. Auf dem CAN-Bus wird nicht deutsch sondern binär gesprochen, was aber auch nur eine Sprache ist, deren Übersetzung unsere Auszubildenden lernen.
b) Zur HV-Klimatechnik
Eine Klimaanlage funktioniert wie ein Kühlschrank. Das in einem Kreislauf strömende Kältemittel kann Energie aufnehmen und abgeben. Nimmt das Kältemittel beim Verdampfen Energie aus der Umgebung auf, wird die Umgebungsluft kühler, gibt das Kältemittel Energie beim Kondensieren ab, wird die Umgebungsluft wärmer. Um den Kreislauf am Laufen zu halten benötigt man Bewegungsenergie. Die kommt bei der HV-Klimatechnik von einem Hochvoltkompressor, der mit 300V Gleichspannung betrieben wird.
Auch bei unserem Lehrstand findet die Kondensation im Kühler statt, der bei Bedarf über ein pulsweitenmoduliertes Signal angesteuert wird. Diese Signalart wird auch in Akkubohrmaschinen zur Leistungssteuerung verwendet. Im Prinzip wird die Bohrmaschine permanent an- und ausgeschaltet. Die Schaltfrequenz ist aber so hoch, dass der Motor zu träge ist um die Schaltvorgänge bemerken zu können. Wird länger ein- als ausgeschaltet, läuft der Motor schneller.
Der Verdampfer wird über ein LIN-Signal angesteuert. Hierbei handelt es sich wie beim CAN-Bus um einen Binärcode, den der Motor des Verdampfers vom Steuergerät erhält.
Wenn Ihnen jetzt der Kopf raucht, dann wissen Sie, wie anspruchsvoll eine ernstgenommene Ausbildung zum Kfz-Mechatroniker sein kann. Die Schüler haben aber 3,5 Jahre Zeit um es in kleinen Einheiten lernen zu können. Das Lernen mit einem modernen Lehrstand ist aber deutlich motivierender und erfolgsversprechender als ohne Lehrstand.
„Vielen Dank!“ unserem Sachaufwandsträger, der mit dieser Investition einen interessanten, aktuellen Unterricht auf dem Stand der Technik ermöglicht. Schüler und Lehrer profitieren davon gleichermaßen!
Thomas Kramer (Fachbetreuer)
