Elektromobilität fordert modernste Schaltrelais


Die Elektrifizierung des Antriebsstrangs ist eine innovative Methode, um den Kraftstoffverbrauch von Fahrzeugen zu senken. Den Einstieg machen hybride Antriebsstränge mit Verbrennungsmotor in Kombination mit Elektromotor. Langfristig wird der Weg zum reinen Elektrofahrzeug führen.

In vielen Hybridfahrzeugen ist der Elektromotor so stark, dass kurze Strecken rein elektrisch zurückgelegt
werden können.
Das erfordert Batteriesysteme mit hoher Kapazität. Bei leistungsstarken Hybrid- und Elektroautos wirken Leistungen von 150 kW und mehr und die Batteriespannung liegt typisch bei 450 V DC.
Anforderungen an die Fahrzeugelektronik sind z.B. Überstromtoleranz, Kurzschlußfestigkeit, geringe Verlustleistung sowie der Einsatz bis 5000 m u.. NN.
Um die hohe Spannung sicher nutzen zu können, muss es möglich sein, die Batterie jederzeit zuverlässig vom Bordnetz zu trennen oder zuzuschalten.
Dies gilt nicht nur für den Betrieb des Fahrzeuges, sondern auch für Wartung, Reparatur sowie bei Störungen und Unfällen.

Entgegen anderen Konzepten war es bei TE Connectivity oberstes Ziel auf Gasfüllung und druckdichte Kapselung zu verzichten. Dies erforderte ein neues Relaiskonzept. Die Konstruktion muss die Trennfähigkeit des Schaltsystems unabhängig von der Stabilität der Atmosphäre im Inneren der Schaltkammer gewährleisten. Das Ergebnis ist das neue Hochvoltrelais EVC 250.

Ergänzend zu den guten Trenneigenschaften wurde das Relais so ausgelegt, dass bei Strömen von bis zu 6 kA / 20 ms keine Levitation (magnetische Kontaktabhebung) stattfindet.
Damit ist ein Verschweißen der Schaltkontakte nicht zu erwarten.

Durch den Verzicht auf Gasfüllung besteht das Risiko des Gasverlustes nicht und damit entfällt der Einfluss auf Schaltvermögen und Lebensdauer. Diese Lösung verlangt größere Kontaktabstände und höhere Kontaktkräfte.
Dem daraus resultierenden höheren Energiebedarf zur Betätigung des Kontaktsatzes kann durch die Kombination von speziellen Spulensystemen und Elektronik entgegengewirkt werden.

Für die beschriebene Relaisbaureihe gibt es neben des klassischen monostabilen Relaisantriebs auch eine Zweispulenvariante mit integrierter Spulenstromsteuerung.
Dabei erfolgt die Umschaltung zwischen der niederohmigen Boosterspule und der höherohmigen Haltespule durch eine interne Elektronik. Diese Elektronik beinhaltet Überspannungsschutz, Stromregelung, zeitgesteuerte Spulenumschaltung und Schutzbeschaltung der Relaisspulen.

Dadurch ist einerseits ein Ansprechen des Relais bei 7 V möglich, andererseits beträgt die Leistungsaufnahme der Haltespule bei 12 V typisch nur 4 W und das Relais ist für eine Umgebungstemperatur von 105°C bei 100% Einschaltdauer ausgelegt.
Roman Dietrich
TE Connectivity


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In dieser Ausgabe:
Von Europa in die Welt!
Editorial:
In die Zukunft schalten und Weltmeistertitel halten
Kostenkalkulatoren, Optimisten & Optimierer
Elementarrelais und funktionale Sicherheit
Die Zukunft des "Würfels"
Elektromobilität fordert modernste Schaltrelais
DC Power Relais Kurzschlusseffekt -> Levitation

©2014 Forum Innovation der
Deutschen Schaltrelais-Hersteller im ZVEI
Update 04/11/2014