„Der HSU stellt eine bedeutende Innovation in der Sensortechnologie dar, da er als erster Shunt- und Hall-Effekt-Detektion in einem einzigen Bauteil vereint. Diese Integration vereinfacht die Systemarchitektur, erhöht die Sicherheit und ermöglicht Upgrades ohne Änderungen am mechanischen Design. Zudem reduziert sie die Materialkosten und minimiert die Entwicklungszeit für den Kunden“, erklärte Jérémie Piro, Produktmanager für Batteriemanagementsysteme und Batteriespeicher bei LEM.
Das Hochvolt-Batteriemanagementsystem (BMS) eines Elektrofahrzeugs erfüllt drei Hauptfunktionen: die Verwaltung des Ladezustands und des Ladezustands der Batterie, die Gewährleistung der System- und Endnutzersicherheit sowie den Zellausgleich im Rahmen der Batterieoptimierung. Systemingenieure verwenden typischerweise zwei separate Geräte, um die Sicherheit bei der Strommessung zu erhöhen: einen Shunt zur Messung von Strömen bis zu 2000 A und einen vollständig isolierten Stromsensor, der ebenfalls für die Messung von Strömen bis zu 2000 A ausgelegt ist.
LEM hat nun die Funktionen und die Leistungsfähigkeit beider Technologien in einer einzigen, in die BDU integrierten Einheit vereint. Die Signale der einzelnen Abschnitte, des Shunts und des Stromsensors, werden anschließend vom BMS erfasst.
Auf BDU-Ebene bietet die HSU folgende Vorteile:
• Minimierung von Größe, Gewicht und Kosten.
• Minimierung des Integrationsaufwands zur Beschleunigung der Markteinführung.
• Ermöglichung von System-Upgrades ohne Änderung der mechanischen Konstruktion und Verbesserung der Sicherheit.
Im Hinblick auf das BMS ermöglicht die HSU Systementwicklern, das für Elektrofahrzeuge erforderliche ASIL-D-Sicherheitsniveau problemlos zu erreichen.
Der Shuntwiderstand ist mit nur 25 µΩ sehr gering, während der Hall-Effekt-Teil galvanisch getrennt ist und eine Genauigkeit von 2 % bei 500 A und 5 % bei 2000 A bietet. Die Signalleitungen sind getrennt (Shuntsignal und analoger oder digitaler Bus für den Hall-Effekt-Teil), und es gibt ein NTC-Signal (Negative Temperaturkompensation) zur Kompensation der Shunttemperatur.
Der aktuelle Messbereich beträgt ±2000 A für 10 Sekunden für beide Geräte, während der Betriebstemperaturbereich von −40 °C bis +125 °C reicht.
Der HSU vereint zwei Technologien in einem Shunt in Standardgröße. Er ist als Plug-and-Play-Gerät konzipiert und daher einfach zu installieren. LEM bietet zunächst das Modell HSU00 an, das im Juni durch das Modell HSU01 ergänzt wird. Beide sind für die gängigsten BDU-Sammelschienengrößen ausgelegt: 84 x 36 x 3 mm (HSU00) und 84 x 20 x 3 mm (HSU01).
Die Muster sind jetzt verfügbar.
LEM plant, sein Angebot an Hybrid Supervising Units (HSU) durch die Integration neuer Technologien zu erweitern, beispielsweise durch die Kombination eines Shunts mit einem kernlosen Hall-Effekt-Sensor.
