EV-Sicherungen – Spezialabsicherung für Elektromobilität

Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb erfreuen sich zunehmender Beliebtheit und stärker wachsender Marktanteile als je zuvor. Besonders hybridelektrische Fahrzeuge (HEV) verkaufen sich in letzter Zeit in hohen Stückzahlen, aber auch reinelektrische Fahrzeuge (BEV) haben gute Aussichten, künftig großen Absatz zu finden. Dies liegt nicht nur in fallenden Materialpreisen und Förderungen begründet, sondern auch im wachsenden Umweltbewusstsein der Menschen.

Schutz essentieller Elektrokomponenten

Wie jedes gewöhnliche Auto auch, besitzen Elektroautos elektrische Komponenten, die vor Überströmen und Kurzschlüssen geschützt werden müssen. Zusätzlich zu diesen Bauteilen niederer Spannung gilt es jedoch auch Hochvolt-Bestandteile abzusichern, wie etwa die Traktionsbatterie, Energieumwandlungsgeräte, Klimaanlage und andere Hilfs-Stromkreise. Da diese mit Gleichstrom versorgt werden, müssen die entsprechenden Sicherungen besondere Anforderungen erfüllen.
Dies gilt auch für Sicherungen in der stationären Ladeinfrastruktur, welche als Schnelllader hohe Gleichströme liefern kann. Sie bildet eine wichtige Säule der Elektromobilität, weshalb mittels anwendungsgerechter Absicherung für Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit Sorge getragen werden muss.

Übersicht der Elektrik eines Elektroautos
© 2017 ADLER Elektrotechnik Leipzig GmbH

Allerdings existieren bislang nur wenige internationale Standards, welche die Anforderungen und die Auswahl an jene Schutzorgane definieren. Daher neigen EV- und Ladeinfrastruktur-Hersteller dazu, Halbleiter- oder gar Wechselstrom-Sicherungen „von der Stange“ einzusetzen, indem sie lediglich nach Nennstrom und –spannung auswählen. Diese können günstiger sein als DC-Sicherungen und sind für die bestimmungsgemäße Verwendung auch geeignet, jedoch erfüllen sie keineswegs die Anforderungen der automobilen Umgebung. Angesichts des hohen Wertes der Hochvolt-Komponenten, wie etwa der Traktionsbatterie, ist deren bestmöglicher Schutz essentiell. Es ist ökonomisch sinnvoll, etwas mehr in die korrekte Absicherung zu investieren anstatt Schäden an teuren Anlagen in Kauf zu nehmen, sollte die falsch ausgewählte Sicherung versagen.

Besondere Anforderungen in einem besonderen Anwendungsgebiet

Da sie in Fahrzeuge eingebaut werden, müssen EV-Sicherungen den Ansprüchen an Automobil-Sicherungen genügen, jedoch gibt es noch keinen expliziten internationalen Standard für EV-Sicherungen im Speziellen. Solange wie es keinen solchen gibt, sollten allgemeine Normen als Richtlinie dienen, wie etwa ISO 8820-8 oder JASO D622. Diese befassen sich mit Sicherungseinsätzen für Straßenfahrzeuge bzw. bolzenmontierte Hochspannungssicherungen.
BEVs fanden bei Einführung und Revidierung der vorgenannten Normen keine Berücksichtigung. Lediglich Sicherungen mit einer Nennspannung von 450 VDC wurden betrachtet, welche für HEVs zwar ausreichen, jedoch nicht für die Hochvolt-Stromkreise der BEVs. In der Folge müssen BEV-Sicherungen weitaus höheren Anforderungen als jenen in den Normen genügen. Diese Anforderungen werden für gewöhnlich von den Herstellern selbst bzw. in Einklang mit den Kundenwünschen definiert und erprobt.
Die gängige aR-Sicherungscharakteristik ist aufgrund fehlenden Überstromschutzes für EV-Anwendungen nicht ausreichend. Um Langzeitschäden an elektrischen Geräten zu verhindern, sollten die Sicherungen minimale Auslösestromstärken vom ca. 1,3fachen des Nennstroms aufweisen. Ein hohes Nennausschaltvermögen sorgt für sicheres Ausschalten von hohen Kurzschlussströmen.
Auch die mechanische Konstruktion muss an die automobilen Umstände angepasst werden. Der begrenzte Platz im Fahrzeug erfordert kompakte Sicherungen, welche mechanisch und elektrisch ausreichend belastbar sind. Anstelle von vergleichsweise gegen Stöße anfälligen Keramikkörpern, eignen sich besonders Gehäuse aus beschichtetem Glasfasergewebe, um das Sicherungselement vor den Belastungen zu schützen. Für präzise Auslegung und optimale Lichtbogenlöschung empfehlen sich Sicherungselemente aus purem Silber. Anschlusskontakte aus silberbeschichtetem Kupfer leiten den Strom im Normalbetrieb mit geringen Leistungsverlusten.

Lesen Sie auch:  Von der Entwicklung, den Trends und den Einsatzbereichen von LED
© 2017 ADLER Elektrotechnik Leipzig GmbH
© 2017 ADLER Elektrotechnik Leipzig GmbH

Erfreulicherweise gibt es Sicherungshersteller, die ihren Kunden anwendungsbezogene Produkte für Elektromobilität bieten. Oftmals stellen sie ihnen auch Leitfäden oder Hilfestellungen bei der Sicherungsauswahl zur Verfügung. Sie sind in der Regel auch flexibler als Hersteller von Massenprodukten, wenn es um das Eingehen auf Kundenwünsche geht.
Im Hinblick auf den wachsenden Markt der elektrischen Fahrzeuge wird die Forderung als auch die Notwendigkeit seitens der Industrie nach verbindlichen Richtlinien zur EV-Absicherung immer deutlicher. Es ist nur eine Frage der Zeit, dass sich ein internationaler Standard durchsetzen wird. Möglicherweise wird dieser auf den bestehenden Standards ISO 8820 und JASO D622 basieren. Somit bereiten Hersteller wie ADLER, welche Sicherungen schon jetzt nach diesen Standards bauen, den Weg zu einem weltweit anerkannten Standard.

© 2017 ADLER Elektrotechnik Leipzig GmbH (www.adlerelektro.de)

ADLER Elektrotechnik Leipzig

Dieser Artikel wurde erstellt von: ADLER Elektrotechnik Leipzig



schrieb bereits 3 Beiträge auf ET-News.de.

Schreiben Sie einen Kommentar

Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

Ich akzeptiere