Galvanische Trennung bei Elektro-Nutzfahrzeugen

Bidirektionale Schütze von Schaltbau gewährleisten die Sicherheit der Batterieeinheit

C310 – DC bidirektional schalten
C195X für jahrelangen Dauerbetrieb
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Die globale Nachfrage nach leichten, batterieelektrisch betriebenen Nutzfahrzeugen (LCV) nimmt deutlich zu. Das ist durchaus nachvollziehbar, denn neben dem meist wichtigsten Aspekt des umweltfreundlichen Fahrens bringen diese Fahrzeuge auch noch andere überzeugende Vorteile mit sich: So ist der Antrieb eines Elektrofahrzeuges im direkten Vergleich deutlich wartungsärmer und die Lebensdauer merklich höher als konventionell betriebener Fahrzeuge. Damit ergibt sich gerade im Kurz- und Mittelstreckenbereich eine deutlich höhere Effizienz. Zahlreiche Hersteller haben das Potenzial erkannt und bieten bereits heute E-Nutzfahrzeuge für diese Einsatzbereiche an. Nichtsdestotrotz, Faktoren wie die Reichweite, die Ladegeschwindigkeit und die Betriebssicherheit spielen eine wichtige Rolle bei der Akzeptanz der Elektromobilität. Die Firma Schaltbau trägt dazu bei, elektrische Fahrzeuge sicherer zu machen und somit zu einer höheren Akzeptanz der E-Fahrzeuge in der Gesellschaft.

Sicherheit zwischen Fahrzeug und Batterie

Elektrofahrzeuge werden durch einen Elektromotor angetrieben, der seine Energie aus der hochkapazitiven Batterieeinheit bezieht. In der Wechselrichtereinheit wird aus der Gleichspannung dreiphasige Wechselspannung erzeugt mit der dann der Antriebsmotor gespeist wird. Die Lithium-Ionen- Akkus sind derzeit die verbreitetste Batterietechnologie für die Elektromobilität. DC-Schütze spielen im Sicherheitskreis eine wesentliche Rolle, da die sie im Fehlerfall abschalten und so eine galvanische Trennung zwischen der Batterie und dem Rest des Bordnetzes herstellen. Derzeit erfolgt eine allpolige Abschaltung mit 2 unidirektionalen Schützen. Ein Schütz wird in der Regel invers (verpolt) betrieben, damit je nach Stromrichtung (Laden/Entladen) mindestens ein Schütz in der richtigen Polarität verschaltet ist (beide Schütze schalten im Fehlerfall immer gleichzeitig ab).

Schaltbau bietet vollwertige bidirektionale Schütze. Der Kontakt bietet somit unabhängig von der Stromrichtung die identische Abschaltperformance. Ein zweiter Schütz ist systemtechnisch somit nicht zwingend notwendig, sofern nicht andere Anforderungen eine zweipolige Abschaltung erfordern (z.B. FuSi- Anforderungen).

Je nach Leistungsklasse des Fahrzeuges ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die Schaltspannung und den Schaltstrom.

Die C310 Familie deckt die Leistungsklasse von PKWs oder LCVs im Regelfall ab.
Für die mittlere Nutzfahrzeugklasse eignen sich eher leistungsstärker Komponenten wie z.B. das C195X.

Welche Aufgabe übernehmen die Schütze?
  • im Normalbetrieb schalten die Schütze lastfrei ein und aus (sehr viele mechanische Schaltspiele möglich)
  • im Fehlerfall schalten die Schütze unter Volllast aus ( nur wenige Schaltspiele möglich, da hoher Verschleiß an den Kontakten aufgrund Lichtbogenausbildung)
Warum werden die Schütze von Schaltbau eingesetzt?
  • die Schütze arbeiten mit einem Luftsystem. Somit besteht keine Gefahr von Undichtigkeiten und Explosionen.
  • optimiertes Konzept welches viele mechanische Schaltspiele erlaubt und wenige Notabschaltungen (Volllast). Dies wird mit einer Löschkammer erreicht, die den idealen Kompromiss zwischen Leistungsfähigkeit und Lebensdauer herstellt.
  • Leistungsreduzierte Ansteuerung: Die intelligente Sparschaltung reduziert die Leistungsaufnahme der Spule im statischen Betrieb. Die integrierte Elektronik der Spule gleicht Schwankungen der Ansteuerspannung und Umgebungstemperatur aus. Somit wird die Spule immer mit dem optimalen Signal versorgt.
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