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14.09.2018

48-VDC-Trennrelais

Leistungselektronik

Das Trennrelais 850 von Gruner wurde für das erweiterte 48-V-Bordnetz entwickelt. Es garantiert die galvanische Trennung des Lastkreises und unterdrückt Schalt-Lichtbögen. Im Gegensatz zu Hochvoltgeräten kommt es ohne Schutzgasfüllung und Löschmagnet aus und kann laut Hersteller einfach adaptiert werden.

© Gruner AG

© Gruner AG

Das Schalten und Trennen von Lithium-Ionen-Batterieversorgungen in einem 48 V-Bordnetz birgt neue Herausforderungen für die Automobilindustrie. Im Gegensatz zum 12 bis 24 V-Bereich sind hier Schaltlichtbögen problematisch. Sie lassen sich bei einer Niederspannung von 48 bis 60 V schwierig unterdrücken. Wegen des hohen elektrischen Potenzials erlischt ein Störlichtbogen nicht selbstständig. Das könnte zu Schäden im Relais oder Fahrzeug führen. Um die Zündung solcher Lichtbögen zu unterdrücken, griff die Automobilindustrie bislang auf Trennelemente aus dem 400-VDC-Bereich zurück, die eine kostenintensive Schutzgasfüllung aufweisen und somit keine wirtschaftliche Lösung darstellen. Außerdem befindet sich in ihrem Inneren ein Permanentmagnet, der Lichtbögen mit seinem Feld streckt und zum Erlöschen bringt. Dadurch wird es allerdings notwendig, die Stromflussrichtung am Relais vorzugeben, sodass der Lichtbogen in die richtige Richtung gestreckt wird.

Die neue Lösung

Beim Trennrelais 850 wurde dies anders gelöst: Anstatt einer Gasfüllung und magnetischer Löschvorrichtungen sorgen bei der Entwicklung von Gruner bestimmte Kontaktabstände und die schnelle, temperaturunabhängige Öffnungsgeschwindigkeit dafür, dass der Lichtbogen erlischt. Zudem ist die Kontaktbaugruppe symmetrisch konstruiert, sodass kundenseitig nicht auf die Stromflussrichtung geachtet werden muss. Da es somit deutlich mehr Einbaumöglichkeiten gibt, kann das Trennelement flexibler eingesetzt werden als andere Hochvoltgeräte.

Dadurch ist das Relais auch für Anwendungen prädestiniert, die eine wechselseitige Stromflussrichtung erfordern. Ein weiteres Merkmal des Gruner-Relais stellt die Abfrage der Kontaktstellung dar. Mittels einer separaten Sensorabfrage lässt sich ermitteln, ob das Relais aktuell offen oder geschlossen ist. Das Diagnose-Potenzial kann dabei an mehreren Punkten an der Kontaktbaugruppe abgegriffen werden. Im Fall einer Störung sind Fehler somit schnell und zuverlässig identifizierbar.

Beim Antriebssystem des Trennrelais kann zwischen einer mono- und einer bistabilen Lösung gewählt werden. Bei bistabilen Relais gibt es im Gegensatz zu monostabilen Modellen zwei feste Kontaktstellungen, geschlossen oder geöffnet. Hierbei ist das Energieeinsparpotenzial besonders hoch, da im Gegensatz zur monostabilen Lösung lediglich für das Ändern der Kontaktstellung ein kurzer Spannungsimpuls benötigt wird. Auf diese Weise entsteht keine nennenswerte Verlustleistung und Erwärmung durch die Spule.

Das Relais 850 ist so konzipiert, dass Anpassungen leicht umsetzbar sein sollen; beispielsweise eine Spulenauslegung mit 12- oder 48-V-Ansteuerung. Das Modell von Gruner, das mit zwei verschiedenen Stecksystemen kompatibel ist, wiegt 130 g – bei konventionellen Hochspannungsrelais sind 400 g üblich – und weist eine besonders flache und kompakte Bauform auf.

Im Hinblick auf Strom- beziehungsweise Energieanforderungen ist das 48-V-Relais von Gruner mit großen Trennelementen vergleichbar. Der konstruktive Aufbau wurde so gestaltet, dass eine hohe Kurzschlussfestigkeit gewährleistet ist: Das Trennrelais zeichnet sich zudem durch eine hohe Schockfestigkeit aus. Die Relais wurden bei 60 G getestet – dabei kam es laut Hersteller zu keinem Ausfall.

zu Gruner

Unternehmensinformation

Gruner AG Sales Office/Vertrieb

Bürglestr. 15-17
DE 78564 Wehingen
Tel.: 07426 948-0
Fax: 07426 948-200

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