Der Einsatz bidirektionaler On-Board-Batterien (OBCs) hat in den letzten Jahren ein bemerkenswertes Wachstum erfahren, da sie es Endnutzern ermöglichen, mit ihrer Autobatterie ein anderes Fahrzeug, ein Elektrogerät oder sogar ihr Haus mit Strom zu versorgen. Ihre bidirektionale Natur birgt jedoch einige Sicherheitsherausforderungen. Entwickler müssen die Sicherheit vor Hochspannungen gewährleisten, insbesondere die Überwachung und Kompensation von Leckströmen, und gleichzeitig Gewicht reduzieren, die Effizienz verbessern und die Kosten bidirektionaler OBCs senken. Die Lösung ist ein Automotive-RCM-Sensor vom Typ B, der alle relevanten Sicherheitsstandards erfüllt und CDT genannt wird. Der
neue Sensor von LEM beseitigt die Bedenken, die mit der Entwicklung von Lösungen für eingeschränkte Umgebungen wie Automobile verbunden sind, und beschleunigt die Designarchitektur, da er ISO 26262 ASIL B (Automotive Safety Integrity Level B)-konform ist. Noch wichtiger ist, dass der neue RCM-Sensor vom Typ B in diesem sich schnell entwickelnden Sektor eine Vorreiterrolle einnimmt und es Entwicklern ermöglicht, schnell auf die neue Norm ISO 5474 Teil 2 für Wechselstromübertragung zu reagieren. Diese Norm, die sich auf Elektrofahrzeuge konzentriert, beschreibt die funktionalen und sicherheitstechnischen Anforderungen für die elektrische Übertragung zwischen dem Fahrzeug und einem externen Wechselstromkreis. Als Teil einer Normenreihe mit ISO 5474 Teil 1 deckt der neue Standard die Anforderungen an das leitungsgebundene Laden für die Modi 2 und 3 gemäß IEC 61851-1 sowie die umgekehrte elektrische Übertragung über herkömmliche Bordstecker oder EV-Anschlüsse und Spannungen bis zu 1000 V AC ab.
Da der neue Sensor mit einer einzigen Einheit mehrere Herausforderungen für Ingenieure von Elektrofahrzeugsystemen lösen kann, eignet er sich ideal für den Einsatz mit bidirektionalen On-Board-Controllern (OBCs), die V2X-Anwendungen (Vehicle-to-Everything) wie V2L (Vehicle-to-Load) zur Stromversorgung externer Geräte, V2G (Vehicle-to-Grid) zur Stromversorgung des Stromnetzes und V2V (Vehicle-to-Vehicle) zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen ermöglichen.
Der neue CDT-Sensor erkennt Stromdifferenzen zwischen zwei Punkten, identifiziert Fehler wie Kurzschlüsse und ermöglicht die schnelle Isolierung der beschädigten Bereiche, um Folgeschäden zu verhindern. Der neue CDT-Sensor von LEM wurde als optimale Kombination aus Fehlerstrom-Schutzschalter (RCM) Typ B für bidirektionale On-Board-Ladegeräte (OBCs) entwickelt, in denen Fehlerströme, einschließlich Wechsel- und Gleichstrom-Ableitströme, erkannt und überwacht werden.
Dieser RCM-Typ eignet sich ideal für komplexe elektrische Systeme, insbesondere solche in Elektrofahrzeugen (EVs) mit Gleichstromkomponenten, und kann potenziell gefährliche Ableitströme erkennen. Bei einem bidirektionalen On-Board-Ladegerät (OBC) kann die Erkennungs- und Auslösefähigkeit eines Fehlerstrom-Schutzschalters (RCD) Typ A beeinträchtigt sein, wenn der Gleichstrom-Fehlerstrom 6 mA überschreitet. Dadurch erhöht sich das Risiko eines Stromschlags. Nur ein RCM Typ B kann sowohl Wechsel- als auch geglätteten Gleichstrom messen und erkennen. Der neue CDT-Sensor wurde speziell für diese Anforderungen entwickelt und kombiniert erstklassige Automobiltechnologie mit einer beispiellosen Genauigkeit von ±0,5 mA bis 5 mA, dank der mehrfach patentierten Fluxgate-Magnetinduktionstechnologie von LEM.
Die magnetische Induktion eignet sich ideal für hochpräzise Magnetfeldmessungen, da magnetische Induktionssensoren extrem empfindlich sind und selbst kleinste Magnetfelder erfassen können. Sie messen zudem genau niederfrequente Wechsel- und Gleichfelder und gewährleisten stabile Messungen unter verschiedensten Temperaturen und Umgebungsbedingungen.
Zu den weiteren Merkmalen des neuen LEM-Sensors gehören erweiterte Funktionen über den sicheren SPI-Bus (Serial Peripheral Interface), wie z. B. dynamische Fehlererkennung, Temperaturüberwachung, Leckstrommessung und Überwachung der Stromversorgung (ein sicherer Bus gewährleistet die Übertragung verschlüsselter und authentifizierter Daten zwischen den Geräten). Weitere Merkmale sind erweiterte Diagnosefunktionen und die Fähigkeit zum Betrieb mit einphasigem und dreiphasigem Wechselstrom.
Clément Amilien, Leiter des globalen Produktmanagements Automotive bei LEM, erklärt: „Die neue Norm ISO 5474 Teil 2 für Wechselstromübertragung bezieht sich auf die Nutzung von Elektrofahrzeugen (EVs) als Wechselstromquelle. Daher ist die Überwachung von Ableitströmen in Fahrzeugen unerlässlich. Die Norm schreibt außerdem vor, dass V2L-Anwendungen beim Anschluss über das RCM einen Sicherheitsschutz benötigen. Unser neuer CDT-Sensor wurde entwickelt, um die Sicherheit von V2X-Funktionen mit automobilen RCMs des Typs B zu gewährleisten. Er ist optional ASIL-B-konform und zielt darauf ab, alle Herausforderungen, die On-Board-Controller (OBCs) für Entwickler von EV-Systemen mit sich bringen, mit einem einzigen, einfach integrierbaren Gerät zu bewältigen. Dieser neue Sensor wird ihnen helfen, die Markteinführungszeit zu verkürzen und alle Sicherheitsstandards für V2X-Anwendungen zu erfüllen.“
