Batterietrennschalter

Zum Glück passieren Unfälle selten. Dennoch müssen Nutz-, Bau- und Landfahrzeuge unbedingt in der Lage sein, sich notfalls selbst vollständig abzuschalten. Dafür benötigen sie einen Batterietrennschalter. Diese Abschaltung wird vor allem deshalb zunehmend wichtig, weil Schwerlaster und Nutz-, Bau- und Landfahrzeuge mit immer mehr autonomen und halbautonomen Fahrfunktionen ausgestattet sind.

Gemäß den geltenden Sicherheitsstandards sind Nutz-, Bau- und Landfahrzeuge heute neben der 12-V-Stromversorgung für die Komfortfunktionen der Kabine mit einem 24-V-Bordnetz und einer redundanten 24-V-Stromversorgung ausgestattet. Eine entscheidende Funktion dieses Systems ist der Batterietrennschalter. Diese Hauptabschaltung ist mit einem Isolator ausgestattet, der die Batterien des 24-V-Hauptnetzes vollständig vom redundanten 24-V-Netz trennt. Um die Betriebssicherheit in Gebieten mit extremer Witterung – von eisiger Kälte bis zu brütender Hitze – zu garantieren, muss ein Batterietrennschalter so konstruiert sein, dass er selbst unter rauesten Umwelt- und Umgebungsbedingungen zuverlässig funktioniert.

Hier gilt: je kleiner desto besser. Eine kleine Batterietrennschalterlösung ist leichter einzubauen, kostet weniger und erfordert einen geringeren Entwicklungsaufwand. Die Idealmaße liegen bei 100 x 50 mm. Weitere Spezifikationen, die beim Design von Batterietrennschaltern eine Rolle spielen, sind z. B.:

• Höhe: 1,3 mm
• Elektrischer Widerstand: 60 µOhm
• Thermischer Widerstand (nicht-isolierte Ausführung): 0,1 K/W
• Thermischer Widerstand (isolierte Ausführung): ~ 0,2 K/W
• Kupfergefüllte Laserdurchkontaktierungen je MOSFET: 300
• RDS(on) von Anschluss zu Anschluss: 110 µOhm

Dank der niederohmigen MOSFETs von Infineon beträgt der Durchlasswiderstand des gesamten Batterietrennschalters von Anschluss zu Anschluss weniger als 160 uΩ. Dabei entfallen auf die acht MOSFETs bei Raumtemperatur lediglich 67 uΩ. Dieser Wert kann bei einer Bordtemperatur von 120 °C und einer Stromstärke von 500 A auf ca. 100 uΩ ansteigen. Die Architektur des Demonstrators umfasst typischerweise acht niederohmige, parallel geschaltete MOSFETs auf einer strukturierten IMS-Kupferplatine (Insolated Metal Substrat) mit einer Gate-Treiberschaltung. Die MOSFETs sind durch vier Suppressordioden vor Spannungsspitzen geschützt.

Der ADR-Batterietrennschalter von Infineon und Schweizer ermöglicht den Austausch des Leistungsrelais durch eine bistabile intelligente Leistungsschalterplatine ohne Beeinträchtigung der vorhandenen Steuerungslogik und des Steuergeräts. Außerdem lässt er sich problemlos in das vorhandene Batteriegehäuse integrieren. Und schließlich bietet die Hochstromrelais-Austauschlösung von Infineon und Schweizer den Vorteil, dass sämtliche ADR-Funktionen ohne Anpassung der Software in vollem Umfang genutzt werden können. Erfahren Sie mehr

Für den Einsatz einer Systemlösung von Infineon in Ihrem Batterietrennschalterprojekt gibt es viele gute Gründe. Zum Beispiel glänzt unsere hochwertige Systemlösung mit FiT-Raten von < 0,05 ppm. Das Preis-Leistungs-Verhältnis unseres bistabilen Halbleiterschalters ist attraktiver als das eines mechanischen Relais. Außerdem sorgt er durch besonders schnelles Ein- und Ausschalten für Betriebssicherheit auch in kritischen Situationen. Und nicht zuletzt ist es beruhigend zu wissen, dass eine Systemlösung von Infineon extrem robusten Schutz vor Kurzschlüssen bietet.

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