Jüngste Entwicklungen erzielen eine massive Erhöhung der Batteriespannung als auch der Batterieladekapazitäten, dadurch können immer ausgereiftere Lösungen und Verbesserungen erzielt werden. Diese neuen und verbesserten Entwicklungen erfordern ebenso neue Vorschriften, gegeben durch ein besseres Verständnis der Sicherheits- und Leistungsanforderungen – ist man sich bei Mersen sicher. Die erhöhte Leistungsanforderungen bringen herkömmliche DC-Leistungsrelais und Überstromschutzgeräte (OCPD – over current protection devices) an ihre Grenzen :
- Bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebsspannung sind die DC-Leistungsrelais in ihrer Stromunterbrechungsfunktion begrenzt. Um größere Fehlerströme zu unterbrechen, ist eine Integration der Lichtbogenlöschkammer erforderlich. Solche DC-Leistungsrelais, Formfaktor und Gewicht, machen es schwierig diese in einen Akku zu integrieren.
- Auf der anderen Seite kann die Hochgeschwindigkeitssicherung bei hohen Gleichstromfehlerströmen eine gute Leistung erbringen, bei niedrigen Fehlerströmen funktioniert sie jedoch nicht so gut und neigt aufgrund der schwierigen Zyklus- und Überlastbedingungen zum Altern.
- Insgesamt wird bei zunehmender Batteriespannung eine Grauzone erreicht, in der weder regelmäßige Schütze noch regelmäßige Sicherungen einen Fehlerstrom sicher löschen können.
Mersen hat speziell für diese Anwendung Hybridlösungen entwickelt: die Serien Xs und Xp; jeweils zwei innovative DC-Leistungsrelais und OCPDs, die die Mängel und Überlastungen beheben und die Sicherheits- und Leistungsanforderungen der Kunden über alle Strombereiche bis 1500 VDC erfüllen.
(Bild: Mersen)
Sowohl Xp als auch Xs wurden so konzipiert, dass sie einen verbesserten Schutz für DC-Batterieanwendungen bieten, mit Lichtbogenschutz bei voller Einhaltung der Sicherheitsanforderungen, schnell wirkend im Betrieb, nahezu keine Leitungsverluste bei sehr geringem Platzbedarf und gleichzeitig bleiben sie vollständig integrierbar.
Xs Funktionsprinzip
Xs ist eine Kombination aus Relais und Halbleiter. Es wurde entwickelt, um hohe Gleichstrom-Schaltleistungen sowohl bei Hochspannungen als auch bei Hochstrom gegenüber herkömmlichen mechanischen Leistungsrelais zu bieten, zusammen mit der Möglichkeit, seine Eigenschaften anzupassen.
Das Grundprinzip von Xs besteht darin, einen Halbleiterschalter, ein Sekundärrelais und einen Varistor parallel zum Hauptrelais zu haben. Während des normalen Betriebs ist der Halbleiterschalter ausgeschaltet, sodass das Hauptrelais den gesamten Strom mit sehr niedrigem Widerstand handhabt. Bei einer Überlastung wird der Halbleiter eingeschaltet; Das Hauptrelais wird bei Nullspannung ausgeschaltet, während der Halbleiter den Unterbrechungsvorgang übernimmt. Mit dieser einzigartigen Funktion können Xs 2 kA-Löschfunktionen verarbeiten und sind bis zu 1500 V DC rücksetzbar.
(Bild: Mersen)
XP-Funktionsprinzip
Die Xp-Serie wurde speziell als Hochleistungs-Gleichstromschutzvorrichtung mit hoher Zykluszeit und sehr hoher Überlaststromfestigkeit entwickelt.
Es besteht aus einer Kombination aus einem Räumelement und einem Pyroschalter parallel. Diese Architektur verhindert die Alterung der Elemente aufgrund von Stromausfallanforderungen und gewährleistet eine schnelle Unterbrechung im Kurzschlussfall.
Diese Lösung ist in 4 Hauptfamilien eingeteilt, die auf jede einzelne Kundenanwendung zugeschnitten werden kann:
- Xp-S: Externes Triggersignal (Airbag, Stromsensor…) zur Auslösung
- Xp-ST: Selbstauslöser-Funktion, mit der das Gerät den Fehler selbst beheben kann
- Xp-STT: Identisch mit ST mit optionaler externer Auslösefunktion
- Xp-e: Selbstauslösung durch Elektronik
Weitere Informationen unter www.ep.mersen.com
Quelle: Mersen