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Batterie-Plattform für Infineon-Chipsätze

Neutron Controls präsentiert eine Systemplattform für die Entwicklung von Batteriemanagementsystemen auf Basis von Infineon-Chipsätzen. Die Plattform ist mit Lithium-Ionen-Batteriezellen kompatibel und überwacht bis zu zwölf Zellen pro Modul.

Neutron Controls, bevorzugter Designpartner von Infineon, hat jetzt die Systemplattform ECU8 angekündigt, die die Entwicklung von Batteriemanagementsystemen (BMS) auf Basis von Infineon-Chipsätzen beschleunigt. Mit der Plattform steht eine vollständige Hardware- und Software-Plattformlösung für ein Batteriemanagementgerät zur Verfügung, die auf einer ASIL-D- und ISO26262-Basis aufbaut.

Die ECU8-Leistungsteuerung umfasst das proprietäre Mikrocontrollermodul von Neutron Control, das mit dem Aurix TC3xx und TC4xx, dem TLF35584 Hypersonic PMIC, dem TLE9015 ISO UART Transceiver und der TLE9012 ISO UART Battery Interface Card ausgestattet ist. Bei der Steuereinheit handelt es sich um die neueste Ergänzung der RED-Plattformfamilie (rapid engineering development) von Neutron Control.

Die ECU8-Plattform ist mit Lithium-Ionen-Batteriezellen kompatibel und überwacht bis zu zwölf Zellen individuell pro Modul. Durch die Kombination von bis zu 20 Modulen unterstützt die Plattform Batterien mit bis zu 1000 V. Zu den Kommunikationsschnittstellen gehören iso-UART und iso-SPI für den Ringmodus sowie duale Ethernet-Ports und dreifache CAN-FD-Ports. Darüber hinaus gibt es High-Side- und Low-Side-Treiber für externe Kontaktgeber. Auf der Softwareseite sind Low-Level-Treiber für die verschiedenen Komponenten der Aurix-TC3x-TriCore-Architektur implementiert. Auch lassen sich Berechnungen für den Ladezustand (SoC) und den Betriebszustand (SoH) integrieren.

Das Y-Lock Pullforce Steckverbindersystem von Yamaichi Electronics ist eine zuverlässige und prozesssichere Lösung für Anwendungen mit hohen Anforderungen, insbesondere für Batterie- oder Zellkontaktiersysteme für den Automotivebereich. Das System wird nun erweitert um die Version V4 mit Connector Position Assurance und integriertem Berührungsschutz für die FFC/FPC.

Das Pullforce System (Non-ZIF) des Y-Lock zeichnet sich durch den intelligenten One-Push-Lock Verriegelungsmechanismus aus, den es in verschiedenen Versionen gibt. Dabei wird das flexible Flachkabel (FFC) oder die flexible Leiterplatte (FPC) mit Hilfe des vormontierten Stiffeners in den Steckverbinder eingeführt. Bei den Versionen V3 und V4 rastet der Stiffener automatisch in zwei Stufen ein, zunächst über seitliche Verriegelungshaken und im nächsten Schritt über die die doppelte Frontverriegelung.

Dank der Führungsstifte am System ist auch ein blindes Stecken und Kontaktieren möglich. Dieses Blindstecken ist besonders vorteilhaft bei schwer zugänglichen Anwendungen oder bei engen Platzverhältnissen. Das Trennen der Verbindung erfolgt durch einfaches Herausziehen von FFC/FPC – eine mechanische Betätigung des Steckers ist dabei nicht erforderlich. Aufgrund der doppelten Verriegelung, der Blind-Steckfunktion und der geringen Bauhöhe von 3,9 mm ist diese Lösung geeignet für Batteriesysteme, bei denen die FFC/FPC nach dem Abziehen vom Steckverbinder nicht unter Spannung steht. Die Qualifizierung erfolgte auf Basis der LV214.

Die nächste Entwicklungsstufe der Y-Lock Serie ist die Version V4. Der Steckverbinder verfügt über eine optionale Connector Position Assurance (CPA), die eine zusätzliche Verriegelung der Kabelseite mit dem Steckverbinder gewährleistet. Die CPA befindet sich auf der Stiffenerseite und verrastet bei der Betätigung mit dem Steckverbinder. Ein Lösen der FFC/FPC ist nur nach Entriegelung der CPA möglich. Natürlich verfügt auch die V4 über die Frontal- und seitliche Verriegelung mit Pullforce Funktion, so dass eine sichere Verriegelung auch ohne CPA gewährleistet wird.

Ein weiterer Vorteil von Y-Lock V4 ist der integrierte Berührungsschutz im Kontaktbereich der FFC/FPC. Dieser Schutz sorgt dafür, dass die FFC/FPC von allen vier Seiten vom Stiffener abgedeckt wird und keine Gefahr besteht, wenn das Kabel nach dem Lösen noch unter Spannung steht. Die Kontaktabstände von beispielsweise 1,3 mm oder 1,8 mm können bei V4 individuell den Anforderungen an Luft- und Kriechstrecken angepasst werden. Alle Versionen sind mit unterschiedlichem Raster und verschiedenen Polzahlen erhältlich. Durch die niedrige Bauhöhe von 4,5 mm ist der Y-Lock V4 besonders bei platzkritischen Applikationen die richtige Wahl.

MicroNova bietet ab sofort ein individuell konfigurierbares, echtzeitfähiges Simulationsmodell für Batteriezellen an. Das MicroNova Battery Model bildet das elektrische und thermische Verhalten der Batteriezellen genau nach – ohne, dass diese direkt mit einer Batterie verbunden sein müssen. Das Simulationsmodell eignet sich somit ideal für den Einsatz in Hardware-in-the-Loop(HiL)-Systemen zur Validierung von Batteriesteuergeräten.

Um mehr Individualisierbarkeit zu ermöglichen, hat MicroNova einzelne Bestandteile seines Batteriemodells gekapselt, um diese als Bibliotheksbausteine zu verwenden. Somit können Anwender kleine Änderungen nun selbst durchführen und damit das Modell im Rahmen seiner Konfigurationsmöglichkeiten für verschiedene Testprojekte anpassen. Dieses Vorgehen reduziert Kosten und Projektzeiten.

Das Battery Model ist als konfigurierbares MATLAB/Simulink-Modell verfügbar. Es handelt sich um ein offenes Modell, das beliebig erweitert und an individuelle Anforderungen angepasst werden kann. Das Simulationsmodell ist für den Einsatz auf der NovaCarts-Hardware von MicroNova optimiert, eignet sich aber ebenso für die Verwendung auf anderen Zielsystemen.

Der Hauptteil des Modells berücksichtigt eine hohe Anzahl an physikalischen Mechanismen, die während der Lade- und Entladezyklen innerhalb der einzelnen Batteriezellen ablaufen. Als Basis zahlreicher Berechnungen innerhalb dieses Kernmodells dienen die Kenndaten der zuvor vom Testingenieur ausgewählten Batteriezelle. Diese Tool-gestützte Modellierung einer spezifischen Batterie erfolgt über einen Generator mit grafischer Bedienoberfläche. Sie ermöglicht innerhalb von MATLAB/Simulink die Auswahl zwischen verschiedenen Batteriekonfigurationen und Batteriezellenherstellern. Um das gesamte Spektrum der jeweiligen Kennlinien abzubilden, stehen während der Laufzeit des Tests verschiedene Interpolationsmethoden zur Wahl.

Je nach Definition der verschiedenen Konfigurationsparameter erzeugt das Battery Model auf Basis eines Referenzmodells das gewünschte Batteriemodell mit bis zu 17-Zell-Controllern und 16 Zellen je Controller. Da dieses maßgeschneiderte Modell ausschließlich die für die jeweiligen Konfigurationen erforderlichen Blöcke enthält, steigt sowohl seine Performance auf einem Simulationsknotenpunkt als auch die Übersichtlichkeit bei der Bearbeitung in MATLAB/Simulink. Der Generator ist bei Bedarf auf beliebig große Batterien erweiterbar und liefert MATLAB/Simulink-Basismodelle, die in das Gesamtmodell integriert werden.

Chargebyte stellt das B-Sample seines Ladecontrollers „Charge Control D“ für DC-Ladestationen vor. Das Sample beinhaltet bereits alle notwendigen Funktionen zum Laden eines Fahrzeugs und ermöglicht eine frühzeitige Integration in komplette Ladesysteme. Der Ladecontroller ist das erste Produkt aus der neuen Reihe der Charge Cores. Der auf einem Real-Time Operating System basierte Controller regelt alle Abläufe eines Ladevorgangs beim DC-Laden, von der Kommunikation mit dem Fahrzeug über die Steuerung der  eistungselektronik bis hin zur Interaktion mit einem Backend.

Die Charge Cores sind eine Reihe von Ladecontrollern von Chargegyte, welche auf einem System-on-Module aufbauen und mit allen Funktionen fürs Laden ausgestattet sind. Die Charge Control D besitzt eine große Schnittstelle, welche auf ein Trägerboard aufgesteckt werden kann, um den höchsten Grad der Integration eines Ladecontrollers in eine Wallbox zu ermöglichen.

Charge Control D wiegt 90 g, hat einen Betriebstemperaturbereich von -40 bis +85 °C, ist RoHS/REACH-konform, läuft mit Versorgungsspannungen von 5 V bzw. 3,3 V, hat eine Leistungsaufnahme von maximal 4 W und hat die Abmessungen 94,5 × 79,5 × 8 mm³. Der Ladecontroller entspricht der IEC61851 und ISO 15118/DIN 70121. Er ist Plug-and-Play-fertig. Zu den Schnittstellen gehören RS-485, CAN, Ethernet, Bluetooth und Wi-Fi.

Mit der Serie ZXCT21xQ stellt Diodes präzise Strom-Shunt-Monitors vor, die für die Messung kleiner Shunt-Differenzspannungen über einen weiten Gleichtaktspannungsbereich in Elektrofahrzeugen entwickelt wurden. Zu den Automotive-Anwendungen für diese einstufigen Messverstärker gehören die Strommessung von Last-/Schienenströmen in Steuerungen für bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC), E-Kompressoren, Hochleistungs-DC/DC-Wandlern, On-Board-Ladegeräten (OBC), Batteriemanagementsystemen (BMS), ADAS-Stromversorgungen und Ladegeräten für Smartphones.

Die niedrige Offset-Spannung (±30 μV) und der Verstärkungsfehler (±0,5 und ±0,8 Prozent) des Zero-Drift-Kerns (typ. ±100 nV/°C) dieser Bauelemente ermöglichen die Strommessung über den Shunt mit maximalen Spannungsabfällen von nur 10 mV (Full scale range). Dies ermöglicht kleine Messwiderstände für die präzise Überwachung großer Ströme und verringert Leistungsverluste während der Messung. Darüber hinaus trägt auch die geringe Ruhestromaufnahme von maximal 100 μA zu einem geringeren Stromverbrauch bei.

Die Strommonitore verfügen über einen Gleichtakt-Messspannungsbereich von 0 bis 26 V (unabhängig von der Versorgungsspannung) und ermöglichen präzise High- als auch Low-Side-Strommessungen, während ihr REF-Pin eine bidirektionale Stromflussmessung ermöglicht. Die ZXCT21xQ-Reihe verfügt über sechs Spannungsverstärkungsoptionen (50, 75, 100, 200, 500 und 1000 V/V), die jeweils eine eigene Bestellnummer mit drei Genauigkeitsvarianten haben.

Alle Bausteine der Serie ZXCT21xQ sind nach AEC-Q100 Grade 1 qualifiziert, werden in IATF-16949-zertifizierten Einrichtungen hergestellt und unterstützen PPAP-Dokumentation. Sie arbeiten im Temperaturbereich.

DELO hat einen dualhärtenden Hochtemperatur-Klebstoff für Elektromotoren entwickelt. DELO Dualbond HT2990 ist für Fertigungsprozesse wie die Magnetverklebung und segmentierte Magnete konzipiert. Der hochtemperaturbeständige Strukturklebstoff lässt sich mit Licht fixieren. Dieser zusätzliche Aushärtungsschritt hilft den Herstellern von Elektromotoren, Montageprozesse zu beschleunigen und die Effizienz ihrer Produktion zu optimieren – die Lichtfixierung wird in 5 bis 10 s erreicht.

Bei der Magnetverklebung ist Wärme zwar für die vollständige Aushärtung des Klebstoffs erforderlich, durch die nun mögliche Lichtfixierung entsteht aber eine bereits ausgehärtete äußere Schicht. Diese sorgt dafür, dass alles an seinem Platz bleibt und auch der Klebstoff nicht nach außen oder auf die Motorlaminierung läuft. Beim Stapeln von Magneten, das Wirbelstromverluste vermeidet, lässt sich die gewünschte Schichtdicke durch die zusätzliche Lichtfixierung erreichen, ohne dass die Magnete mit einer Vorrichtung im Ofen in der gewünschten Position gehalten werden müssen.

Die Endaushärtung im Ofen dauert 30 Minuten bei 150 °C oder 60 Minuten bei 130 °C. Erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt bei der Fertigung ohnehin eine Wärmeeinwirkung, z. B. durch Warmschrumpfen, kann die bei Hochtemperatur-Klebstoffen bislang erforderliche separate Warmhärtung übersprungen werden. Mit Induktionshärtung besteht zudem eine zusätzliche Warmhärtungsalternative.

Bei Raumtemperatur erreicht DELO DUALBOND HT2990 auf Stahl eine Druckscherfestigkeit von bis zu 70 MPa. Bisherige Standardprodukte im Hochleistungsbereich erzielen hier 45 MPa. Außerdem hat der Klebstoff eine hohe Glasübergangstemperatur von 165 °C. Bei extremer Hitze von 180 °C weist er daher immer noch eine Zugscherfestigkeit von 7 MPa auf Aluminium auf. Das entspricht einer Kraft von 70 kg/cm² und ist eine sehr starke Verbindung.

EA Elektro-Automatik stellt den EA-BT 20000 Triple Battery Tester vor, ein Batterietestgerät mit drei Kanälen und hohen Spannungs- und Stromausgängen. Die Geräte können bis zu drei Batteriezellen, -module oder -packs mit einer Leistung von 4 kW/Kanal, 6 kW/Kanal und 10 kW/Kanal gleichzeitig prüfen. Zur Prüfung von Batterien mit höherer Kapazität können die Kanäle parallel geschaltet werden, um 12 kW-, 18 kW- und 30 kW-Batteriepacks zu prüfen. Die EA-BT 20000 Triple-Serie besteht aus acht Modellen mit Spannungsausgängen von 10 V bis 920 V und Stromausgängen/Kanälen von 40 A bis 600 A. Das Testerät kann kontinuierlich drei Kanäle mit 600 A oder einen einzelnen Kanal mit 1800 A liefern.

Die Batterieprüfgeräte mit dreifacher Ausgangsleistung eignen sich für den gesamten Lebenszyklus von Batterien, von der Materialforschung über die Batterieentwicklung und -herstellung bis hin zur Eingangskontrolle und dem Recycling von Second-Life-Batterien. Mit dem EA-BT 20000 können einzelne Zellen, Batteriemodule und große Batteriepacks für die Grundlagenforschung und die Industrie, einschließlich der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt-/Verteidigungsindustrie und der erneuerbaren Energiesysteme für Verbraucher getestet werden.

Die Batterietester bieten in einem einzigen Gerät alle Funktionen zum Laden und Entladen von Hochleistungsbatterien für Batterietests, Batteriesimulation und Batterierecycling. Die Tester messen Parameter wie den Zustand der Batterie (SOH) und das Ende der Lebensdauer (EOL). Die Prüfgeräte enthalten auch Steuerungen für externe Schutzschalter und andere Sicherheitsfunktionen zur Überwachung und zum Schutz der zu prüfenden Batterie. Die Softwarepakete EA-Power Control und EA-Battery Simulator ermöglichen eine automatisierte Testersteuerung und erlauben eine Testkonfiguration und -abfolge, ohne dass eine Programmiersprache verwendet werden muss.

Um die Softwareentwicklung in anwendungsspezifischen Systemen zu ermöglichen, bietet der Hersteller eine Treiberunterstützung, die IVI-Treiber und NI LabView-Treiber umfasst. Darüber hinaus kann der EA-BT 20000 entweder mit SCPI-Befehlen an einen PC oder mit ModBus-Befehlen an eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) angeschlossen werden. Alle Modelle der Familie verfügen über eine identische Programmierschnittstelle, um Entwicklungszeit zu sparen, wenn ein System mehrere Modelle erfordert. Zu den Standardschnittstellen gehören USB, Gb/s Ethernet, EtherCAT und CAN FD. Mit CAN FD lässt sich der Batterietester bequem mit Kfz-Prüfständen verbinden.

Die neue Generation der 1200-V-EliteSiC-M3S-Bauelemente auf SiC-Basis von Onsemi umfasst EliteSiC-MOSFETs und -Module, die höhere Schaltgeschwindigkeiten ermöglichen, um die wachsende Zahl von 800-V-Elektrofahrzeug-/EV-On-Board-Ladegeräten (OBC) und Energieinfrastruktur-Anwendungen, wie EV-Lade- , Solar- und Energiespeichersysteme zu unterstützen.

Ebenfalls Teil des Angebots sind die neuen EliteSiC-M3S-Bausteine in integrierten Halbbrücken-Leistungsmodulen (PIMs) mit dem laut Herstellerangaben branchenweit niedrigsten R_DS(on) in einem Standard-F2-Gehäuse. Die Module zielen auf industrielle Anwendungen ab und eignen sich für DC/AC-, AC/DC- und DC/DC-Hochleistungswandler. Sie bieten ein höheres Maß an Integration mit optimierten, direkt gebondeten Kupferdesigns, die eine ausgewogene Strom- und Wärmeverteilung zwischen parallelen Schaltern ermöglichen. Die PIMs sind für hohe Leistungsdichte in Energieinfrastrukturen, DC-Schnellladestationen für EVs und unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) ausgelegt.

Die Automotive-qualifizierten 1200-V-EliteSiC-MOSFETs sind für Hochleistungs-OBCs bis 22 kW und DC/DC-Wandler für hohe bis niedrige Spannungen geeignet. Die M3S-Technologie wurde speziell für schnelles Schalten entwickelt und weist sehr niedrige Schaltverluste auf.

Der hochintegrierte isolierte Gatetreiber UCC5880-Q1 von Texas Instruments (TI) soll es Entwicklern ermöglichen, effizientere Traktionswechselrichter auf Basis von SiC-Bauelementen und IGBTs zu designen und damit die Reichweite von Elektrofahrzeugen zu erhöhen. Kennzeichnend für den neuen Baustein sind eine in Echtzeit variierbare Gate-Treiberstärke, eine SPI-Schnittstelle (Serial Peripheral Interface) sowie fortschrittliche SiC-Überwachungs- und Schutzfunktionen und Diagnosen im Interesse der funktionalen Sicherheit.

Indem die Gate-Treiberstärke in Echtzeit stufenweise zwischen 20 A und 5 A variiert wird, lässt sich der Systemwirkungsgrad mithilfe des UCC5880-Q1 um bis zu zwei Prozentpunkte steigern, da die Schaltverluste in den SiC-Bauelementen kleiner werden. Ein Elektrofahrzeug kann folglich mit einer Ladung um über 11 km weiter fahren, was bei drei Ladevorgängen in der Woche eine zusätzliche jährliche Fahrstrecke von fast 1600 km ergibt.

Die Programmierbarkeit des UCC5880-Q1 über die SPI-Schnittstelle und seine integrierten Überwachungs- und Schutzfunktionen können sowohl die Designkomplexität als auch die Kosten für externe Bauelemente verringern. Mithilfe eines Referenzdesigns (SiC EV Traction Inverter Reference Design) ist es möglich, den Bauteileaufwand weiter zu reduzieren und ein effizienteres Traktionswechselrichter-System zügig als Prototyp zu realisieren. Das individuell anpassbare, geprüfte Design ist neben dem UCC5880-Q1 auch mit einem Power-Modul für die Bias-Versorgung, einem Echtzeitsteuerungs-Mikrocontroller sowie hochpräziser Sensorik ausgestattet.

High-Voltage-Subsysteme in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (BEVs) und Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEVs) benötigen einen Mechanismus zum Schutz der High-Voltage-Verteilung und der Lasten im Falle einer Überlast. Um den Entwicklern dieser Fahrzeuge eine schnellere und zuverlässigere Lösung für den Schutz von High-Voltage-Schaltkreisen zu bieten, stellt Microchip das E-Fuse-Demonstrator-Board vor, das auf SiC-Technologie basiert und in sechs Varianten für Batteriesysteme von 400 V bis 800 V mit einer Stromstärke bis zu 30 A erhältlich ist.

Der E-Fuse-Demonstrator kann Fehlerströme in Mikrosekunden erkennen und unterbrechen, was aufgrund seines High-Voltage-Halbleiterdesigns 100-500-mal schneller vonstatten geht als mit herkömmlichen mechanischen Ansätzen. Die schnelle Reaktionszeit reduziert die Kurzschlussspitzenströme von mehreren zehn kA auf Hunderte von Ampere, was verhindert, dass ein Fehlerereignis zu einem schweren Ausfall führt.

Mit der rücksetzbaren Funktion des E-Fuse-Demonstrators können Entwickler eine E-Fuse einfach in das Fahrzeug einbauen, ohne dass sie sich an die Vorgaben zur Wartungsfähigkeit halten müssen. Dies reduziert die Designkomplexität und ermöglicht eine flexible Verpackung von Fahrzeugteilen für die Endmontage, um die Distribution von BEV/HEV-Stromsystemen zu verbessern.

OEMs können die Entwicklung SiC-basierter Zusatzanwendungen mit dem E-Fuse-Demonstrator mithilfe der integrierten LIN-Schnittstelle beschleunigen. Diese ermöglicht die Konfiguration der Überstromauslöse-Charakteristik, ohne dass Hardware-Komponenten geändert werden müssen. Zudem wird der Diagnose-Status übertragen.

Infineon stellt ein neues Automotive-Leistungsmodul vor: Das HybridPACK Drive G2. Es baut auf dem bewährten HybridPACK-Drive-G1-Konzept eines integrierten B6-Gehäuses auf, bietet Skalierbarkeit bei gleichem Platzbedarf und ermöglicht höhere Leistung und einfachere Bedienung. Das Modul wird in verschiedenen Stromstärken und Spannungsklassen (750 V und 1200 V) erhältlich sein und die Chiptechnologien der kommenden Generation EDT3 (Si-IGBT) und CoolSiC-G2-MOSFET von Infineon enthalten.

Mit einem Leistungsbereich bis zu 300 kW in den Klassen 750 V und 1200 V bietet das Leistungsmodul eine hohe Benutzerfreundlichkeit und neue Funktionen. Hierzu gehört die Integrationsmöglichkeit für einen Phasenstromsensor der nächsten Generation sowie eine On-Chip-Temperaturerfassung bei IGBT-Produkten. Beides reduziert die Systemkosten. Das Leistungsmodul erreicht durch verbesserte Montage- und Verbindungstechnologien eine höhere Leistung und Leistungsdichte. Die Einführung einer neuen Verbindungstechnologie (Chip Sintering) und neuer Materialien (schwarzes Kunststoffgehäuse) führt zu einem höher nutzbaren Temperaturbereich und somit zu einer höheren Leistung und einer längeren Lebensdauer des Produkts.

Die Hauptprodukte (FS1150R08, FS01MR08, FS02MR12) des neuen HybridPACK Drive G2 sind ab Mai 2023 verfügbar. Zusätzliche Produktvarianten sollen in den Jahren 2023 und 2024 folgen. Evalkits und Design-In-Support stehen zur Verfügung, um eine schnelle und einfache Evaluierung für Kunden zu ermöglichen. Weitere Informationen sind erhältlich unter www.infineon.com/hybridpackdrive.

Die einpoligen Relais der Serien AZEV116, AZEV132 und AZEV140 von Zettler verfügen über einen speziellen Überwachungskontakt, der im Fehlerfall ein Verschweißen des Lastkontakts signalisieren kann. Dies ist speziell für den Einsatz in Ladekabeln (IC-CPD) entsprechend der IEC 62752 für das Laden von Elektrofahrzeugen der Ladebetriebsart 2 erforderlich. Alle Ausführungen zeichnen sich durch einen großen Kontaktabstand von ≥2,25 mm und einer Spannungsfestigkeit (Spule/Kontakt) von 4000 V_RMS aus. Alle drei Serien sind Relais für die Elektromobilität und erfüllen zusätzlich zu den hohen Kurzschlussanforderung der IEC 62752 die Anforderung der IEC 62955 für den Einsatz in Wallboxen der Ladebetriebsart 3, wie z. B. die elektrische Lebensdauer von mindestens 50.000 Schaltzyklen. Eine TÜV und UL / CUR Approbation liegt für alle Typen vor.

• Das AZEV116 ist für Ströme von max. 20 A spezifiziert (30.000 Schaltzyklen). Sein Schaltvermögen bei 50.000 Schaltzyklen liegt bei 16 A. Die Schaltspannung beträgt max. 400 V_AC und die Schaltleistung max. 6400 VA. Die Kurzschlussstromfestigkeit ist mit ≥1,02 kA; ≥2,5 kA²s (IEC 62752) definiert.
• Das AZEV132 ist für Ströme von max. 40 A spezifiziert (10.000 Schaltzyklen). Sein Schaltvermögen bei 50.000 Schaltzyklen liegt bei 32 A. Die Schaltspannung beträgt max. 400 V_AC und die Schaltleistung max. 12.800 VA. Die Kurzschlussstromfestigkeit ist mit ≥1,5 kA; ≥6,0 kA²s (IEC 62752) definiert.
• Das AZEV140 ist für Ströme von max. 50 A spezifiziert (6000 Schaltzyklen). Sein Schaltvermögen bei 50.000 Schaltzyklen liegt bei 20 A Einschalten / 50 A Führen / 20 A Ausschalten. Die Schaltspannung beträgt max. 440V_AC und die Schaltleistung max. 22.000 VA. Die Kurzschlussstromfestigkeit ist mit ≥1,5 kA; ≥6,0 kA²s (IEC 62752) und ≥1,85 kA; ≥4,5 kA²s (IEC 62955) definiert.

Der Überwachungskontakt (1FormB) ist bei allen Ausführungen mit 10 mA, 12V_DC und 50.000 Schaltzyklen spezifiziert.

Der Distributor Schukat richtet sein Angebot bei Relais auf Elektrofahrzeuge und deren Ladeinfrastruktur aus, begründet durch den steigenden Bedarf im privaten Bereich.

(emt2_2023)

Chargebyte ermöglicht mit der Veröffentlichung der Pionix-Softwareprodukte einen effizienten ISO-15118-20-Layer. Damit ist es möglich, bidirektionale Ladestationen aufzubauen. Die Veröffentlichung von cbEXIGen und cbV2G geschieht im Rahmen des Open-Source-Projektes EVerest der Linux Foundation Energy. Mit dem EXI-De- und Encoder cbEXIGen ist es möglich, das V2G-XML-Schema aus der ISO 15118 bzw. DIN 70121 in kompakten C-Code umzuwandeln. Dieser eignet sich für alle Hardwareplattformen. Die Softwarebibliothek cbV2G bildet alle gängigen Kommunikationsstandards aus ISO 15118-2 und DIN 70121 ab und wird kontinuierlich um weitere Standards (z.B. ISO 15118-20) erweitert. Ziel der Veröffentlichung ist es, die E-Mobilität noch schneller voranzutreiben. Die aktuelle Erweiterung von EVerest ist der neueste Baustein einer langen Kette um neben OCPP, Energiemanagement, Hardware-Abstraktion und Simulation nun auch bi-direktionales Laden in Industriequalität zu ermöglichen.

(emt2_2023)

Der CAB 1500 ist das jüngste Mitglied der CAB-Reihe von LEM-Sensoren in Automotive-Qualität. Mit ihren Eigenschaften als Fluxgate-Wandler liefern sie eine hohe Genauigkeit und einen geringen Offset, was für eine zuverlässige Coulomb-Messung erforderlich ist. Dabei wird der Entladestrom von Li-Ionen-Batterien zur Abschätzung ihres Ladezustands (SoC; State of Charge) gemessen. Die CAB-Serie ist ISO-26262-konform für funktionale Sicherheit (Automotive Safety Integrity Level / ASIL C) sowie für den einfachen Einsatz über eine CAN-Schnittstelle mit 500 Kbit/s.

Der Open-Loop-Fluxgate-Sensor CAB 1500 ist mit Elektronik und Software ausgestattet, um die von BMS geforderte Zuverlässigkeit zu sichern. Er kann auf Sammelschienen oder in Schalttafeln montiert werden und kombiniert eien Auflösung von bis zu 0,1 % mit geringstem Offset und hoher Genauigkeit.

Der neue Sensor bietet einen erweiterten Strombereich bis ±1500 A und ist gemäß IEC 60664-1 kompatibel mit 800-V-Anwendungen. Er sorgt für eine kontaktlose Messung mit vollständiger galvanischer Isolierung bis 2,5 kV. Weitere Vorteile gegenüber Shunt-basierenden Lösungen ist die Vermeidung von Verlustleistung sowie ein Gesamtfehler von 0,5 % bei Temperaturen von -40 bis +85°C.

(emt2_2023)

Solvay gibt die Einführung eines neuen hochwärmebeständigen und flammwidrigen Materials im XydarLCP-Portfolio bekannt. Das LCP G330 HH greift kritische Sicherheitsanforderungen an Batteriekomponenten für Elektrofahrzeuge (EV) auf. Es kommt hohen Ansprüchen an die thermische Stabilität und Isolierfähigkeit entgegen und ist vor allem für Batterien von Elektrofahrzeugen gedacht, deren Systeme mit hohen Spannungen betrieben werden.

Mit neuen Vorschriften und dem Umstieg auf 800-V-Systeme steigen die Anforderungen an die Fähigkeit von Batteriekomponenten, Temperaturen von 300 °C bis 1000 °C über einen erweiterten Zeitraum von bis zu 15 Minuten standzuhalten. Entsprechende Kunststoffe müssen einen elektrischen Isolationsschutz sicherstellen, der den Fahrzeuginsassen im Fall einer unkontrollierbaren thermischen Belastung im Bereich der Batterien ausreichend Zeit gibt, um das Fahrzeug zu verlassen.

Xydar LCP G-330 HH ist ein glasfaserverstärktes LCP für Spritzgussanwendungen und ist in der Lage, seine elektrische Isolierfähigkeit unter der Einwirkung von 400 °C über 30 Minuten lang aufrecht zu erhalten. Als inhärent flammwidriges Polymer bietet es hohe Brandschutzeigenschaften ohne den Einsatz von halogen- oder bromhaltigen Additiven. Darüber hinaus bietet es eine gute Fließfähigkeit und ermöglicht Wanddickenreduzierungen, wie sie mit anderen Materialien für Batteriemodulisolierungen, einschließlich solchen aus Polycarbonat und Aerogelen, kaum erreichbar wären. Der neue Materialtyp wurde erfolgreich für das Spritzgießen von Platten mit typischen Abmessungen von 100 x 150 x 0,5 mm³ getestet.

Die Xydar-LCPs kommen in elektronischen Komponenten, aber auch als Beschichtung zum Einsatz, z.B. bei Beleuchtungsteilen, Sensoren, Magnetventilen, Steckverbindern oder dünnwandigen Nutisolierungen von Elektroantriebsmotoren.

(emt2_2023)

Continental erweitert sein Sensorangebot für die Elektromobilität um einen induktiven Hochgeschwindigkeits-E-Motor-Rotationspositionssensor (eRPS). Dieser erfasst die genaue Position des Rotors in einem elektrischen Synchronmotor. Dies trägt zu einer Steigerung der Effizienz bei und ermöglicht einen reibungsloseren Betrieb. Der eRPS ist ein standardisiertes Bauteil, welches unabhängig von der Anzahl der Polpaare für jeden Motor geeignet ist. Dieser neue Sensor lässt sich leicht von einem Motor auf einen anderen übertragen, was ihn zu einer attraktiven Option für Elektrofahrzeuge macht. Im Vergleich zu bestehenden Resolversensoren ist der eRPS kompakter, um 40 Prozent leichter und robuster. Der Produktionsstart ist für Ende 2025 geplant.

Der neue eRPS ist ein induktiver Rotationspositionssensor, der mehrere Integrationskonfigurationen abdeckt. Der Sensor kann durch die Rotorwelle hindurch oder am Ende der Welle montiert werden, in diesem Fall sogar mit Dichtungsfunktion. Das Modul enthält Erreger- und Empfangsspulen, in die ein oder zwei integrierte Schaltkreise eingebettet sind, welche direkt die elektrische Winkelposition des metallischen Encoders auf der Rotorwelle erfassen. Diese unkomplizierte, robuste und gewichtssparende Lösung stellt ein Signal zur Verfügung, welches nur eine minimale Signalnachbearbeitung erfordert. Die elektrischen Winkelpositionsdaten werden für eine effiziente Drehmomentsteuerung der E-Maschine und zum Erreichen einer möglichst langen Lebensdauer des Motors benötigt.

Mit einer maximalen Stromaufnahme von 15 mA bietet der eRPS eine elektrische Genauigkeit von ±0,5° für einen Motor mit vier Polpaaren. Er ist so konzipiert, dass er die für künftige Elektrofahrzeugplattformen erforderlichen Drehzahlen (~24.000 U/min) abdeckt. Der Betriebstemperaturbereich des Sensors ist sehr breit und reicht von −40 °C bis +140 °C mit Spitzenwerten von bis zu 155 °C.

Der eRPS wurde speziell für die Steuerung von Synchronmotoren entwickelt, bei denen sich der Rotor mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Drehfeld in der Maschine dreht. Um einen maximalen Wirkungsgrad des Motors zu erreichen, muss die Motorsteuerung die genaue Position des Rotors kennen, was diese Sensorausführung zu einem wesentlichen Bestandteil von Synchronmotoranwendungen macht. Während der Resolver ein vergleichsweise massiver Sensor ist, fällt der eRPS sehr flach aus und unterstützt kompakte Motordesigns mit geringer Baulänge. Die Sensorbauweise basiert auf dem Wirbelstromprinzip und ist daraufhin optimiert, die Robustheit gegenüber mechanischen Toleranzen zu erhöhen. Für die Signalverarbeitung kommen aktuelle integrierte Schaltkreise zum Einsatz. Diese wurden gemäß der Norm ISO 26262 für funktionale Sicherheit im Automobilbereich entwickelt, um ASIL C zu erreichen. Optional können zwei integrierte Schaltkreise in den eRPS eingebettet werden, um Redundanz zu gewährleisten, welche ein wesentlicher Bestandteil der funktionalen Sicherheit des Gesamtsystems darstellt.

(emt2_2023)

Strom und Überstrom zu messen und zu melden – diese Schlüsselfunktion erledigt ein Hochvolt-Sensor innerhalb des Batteriemanagementsystems (BMS). Der von Marquardt entwickelte Sensor misst präzise und dabei auch sehr schnell. So kann das BMS sofort reagieren. Misst der Sensor einen Überstrom, meldet er es sofort dem Pyroswitch. Dieser funktioniert wie ein Schalter und trennt die Fahrzeugelektronik innerhalb von nur 5 ms von der Hochvoltbatterie. Der Spannungssensor misst außerdem den Isolationswiderstand und überwacht dadurch kontinuierlich, ob der Widerstand von der Karosserie zur Batterie im gewünschten Bereich ist. Dies ist besonders bei dynamischen Systemen wie einem in Bewegung befindlichen Elektrofahrzeug eine Herausforderung. Für die Isolationsmessung hat Marquardt einen Algorithmus entwickelt und liefert den Sensor mit einer eigenen Software.

Der HV-Sensor kann in vollelektrische Autos, in Fahrzeuge mit Hybridmotoren oder Brennstoffzellen-Antrieben, sowie in stationären Betriebssystemen verbaut werden. Wie bei E-Autos deckt der HV-Sensor auch in Brennstoffzellenfahrzeugen die jeweils erforderlichen Sicherheitsfunktionen von ASIL A bis ASIL D ab. Ein Vorteil des HV-Sensors ist das skalierbare Design, das es ermöglicht, unterschiedliche Funktionen zu kombinieren.

(emt2_2023)