TDK Electronics · TDK Europe
Bis 1200 V DC und 500 A DC

Gasgefüllte Hochspannungs-Schütze für Gleichstrom

Die TDK High-Voltage Contactor -Serie (HVC) wurde für die Trennung von Hochvolt-Lithium-Ionen-Batterien in DC-Anwendungen für hohe Ströme entwickelt. Die hermetisch dichte und gasgefüllte Konstruktion basiert auf mehr als 80 Jahren Erfahrung mit Gasentladungsröhren. Die HVC-Serie kann in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, bei denen eine schnelle und zuverlässige Trennung von hohen Gleichspannungen und -strömen erforderlich ist.

Hochgenaues und schnelles Schalten

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Die TDK Hochspannungsschütze löschen in 1,2 ms mit definierter klarer Stromabschaltung.

 pic-switching-bad

Ein typisches konventionelles Schütz dagegen löscht in 4,6 ms mit vielen Überschwingungen, wodurch die Hauptkontakte erhitzt werden.

Die TDK HVC-Serie bietet im Vergleich zu bestehenden Produkten eine längere Lebensdauer und höhere Zuverlässigkeit durch
  • Geringere Erhitzung der Kontakte
  • Geringere Wahrscheinlichkeit des Verschweißens
  • Weniger EMI


Funktion

Die Grundkonstruktion besteht aus einem beweglichen Anker innerhalb einer hermetisch dichten, gasgefüllten Löschkammer. Der Anker wird durch einen Elektromagneten bewegt und öffnet den Kontakt, um den Strom zu unterbrechen. Beim Trennen einer hohen Gleichspannung ist die Entstehung eines Lichtbogens unvermeidlich.

Merkmale

Kontaktlose Verschweißerkennung (Hilfskontaktprinzip)

 pic-stuckdetection

Die Blockierkennung ermöglicht die Überwachung eines störungsfreien Schaltvorgangs. Für den Fall, dass das Schütz blockiert ist, werden die Aux-COM- und Aux-NO-Leitungen kurzgeschlossen wodurch die LED geschaltet wird (siehe Beispielschaltung). Die Aux-COM- und Aux-NC-Leitungen arbeiten in entgegengesetzter Richtung: Die LED ist ausgeschaltet, wenn das Schütz blockiert ist. Die Blockiererkennung befindet sich an der gegenüberliegenden Seite, abseits der Lichtbogenkammer zur Verhinderung von Auswirkungen des Hauptschaltbetriebs. Die Blockiererkennung ist auch als Zustandskontrolle oder Hilfskontakt bekannt.

Vorteile der TDK-Konstruktion

  • Kontaktlos
  • Keine Auswirkung auf das Schaltvermögen
  • Keine Auswirkungen auf die Durchschlagsfestigkeit


Temperatur- und Spannungssensor

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Ein Integrierter Temperatursensor sorgt für sicheren Betrieb. Lose Kabel oder Stromschienen führen zu erhöhtem Übergangswiderstand und damit zu erhöhter Wärmeentwicklung. Der integrierte Temperatursensor erkennt erhöhte Temperaturen und sorgt so für einen sicheren Betrieb.

Ein integrierter Spannungssensor ermöglicht die direkte Messung des Spannungsabfalls am Hauptkontakt.

Temperatursensor

  • Die Kabel für den Temperatursensor werden an einen NTC-Thermistor mit einem Widerstand von 10 kΩ (R25) angeschlossen
  • Messbarer Temperaturbereich ist −55 bis +155 °C
  • NTC-Typ: EPCOS B57551G1103+000 (RT-Nr. 8307). Toleranz = ±2 %

Spannungssensor

  • Die Kabel für Spannung 1 und Spannung 2 sind über 1 MΩ-Widerstände mit den Hauptanschlüssen verbunden
  • Toleranz <1 %

Prinzip der Doppelspule

 Einzelspule versus DoppelspuleSingle coil versus dual coil

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Einzelspule

  • Kein zusätzlicher Strom beim Einschalten (Anziehen)
  • Betriebsleistung: 6 W, 0,5 A bei 12 V
  • Kein Economizer erforderlich
  • Integrierter Spulenanschluss
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Doppelspule

  • Leistung beim Einschalten (Anziehen) 28 W, 3,2 A @ 12 V während 80 bis 120 ms
  • Betriebsleistung: 4,2 W (0,35 A) bei 12 V
  • Hot-Restart (<1 s)
  • Funktioniert wie ein Economizer, jedoch ohne die Nachteile einer PWM-Schaltung
  • Integrierte Begrenzung der Spulenspannung


Doppelspule

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Geschätzte Lebensdauer für ohmsche Lasten

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  • Hochspannungsschütze sind nicht dafür ausgelegt, unter Last dauerhaft zu schalten
  • Das Schütz schaltet nur im Notfall unter Last
  • Das Schaltvermögen hängt von Spannung, Strom, Induktivität und Widerstand während des Trennvorgangs ab
  • Doppelspule für eine um >50 % längere Lebensdauer: 3000 Zyklen mit 300 A @ 450 V, 1000 Zyklen mit 300 A @ 750 V

Bipolare Kontakte

HVC ist bipolar ausgelegt und ermöglicht den Anschluss unabhängig von der Polarität. Dies ist ein großer Vorteil bei der Montage und ermöglicht außerdem das Laden und Entladen einer Batterie ohne Verwendung eines zweiten Schützes.

 pic-bipolar2

 pic-bipolar1

Zuverlässigkeit

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> 1 Million mechanische Schaltzyklen
CE
CE-Kennzeichnung, entspricht der EG-Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EG
ISO
Alle unsere Standorte sind nach folgenden Standards zertifiziert:
ISO 9001, IATF 16949, ISO 14001
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UL 60947-4-1 zertifiziert
Datei-Nr.: E491412
AFC Q200
Geprüft nach
AEC Q-200, Rev. D
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Bis zu 1200 V DC Betriebsspannung und 500 A DC-Dauerstromtragfähigkeit.


 Whitepaper_pic

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Gleichstrom-Schaltung mit Hochstrom und Hochspannung

Das Hochspannungsschütz ist ein sicherheitsrelevantes Bauteil, insbesondere in der Elektromobilität. Es muss sehr hohe Ströme und gleichzeitig sehr hohe Spannungen in Gefahrensituationen sicher trennen. Das Whitepaper beschreibt die genaue Funktionsweise.

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Produktdaten

PDF Nominale Spulenspannung (V DC) Max. Betriebsspannung (V DC) Betriebsdauer­strom (A) Spulentyp Hilfskontakt Typ                
- - - --- --- Accessory Cover shield
12 1000 500 Dual Coil Yes HVC500B-12SE
12 1000 500 Single Coil Yes HVC500B-12S
12 1000 500 Dual Coil No HVC500B-12E
12 900 500 Single Coil No HVC500B-12
12 1000 500 Single Coil No HVC500B-12
new
12, 24 1000 150 - 250 Single Coil No HVC43
12 1000 300 Dual Coil Yes HVC300A-12SE
12 1000 300 Single Coil Yes HVC300A-12S
12 1000 300 Dual Coil No HVC300A-12E
12 1000 300 Single Coil No HVC300A-12
12 900 300 Single Coil No HVC300A-12
12 1000 200 Dual Coil Yes HVC200A-12SE
12 1000 200 Single Coil Yes HVC200A-12S
12 1000 200 Dual Coil No HVC200A-12E
12 900 200 Single Coil No HVC200A-12
12 1000 200 Single Coil No HVC200A-12
12 900 135 Single Coil No HVC135A-12
24 1000 500 Dual Coil Yes HVC500B-24SE
24 1000 500 Single Coil Yes HVC500B-24S
24 1000 500 Dual Coil No HVC500B-24E
24 1000 500 Single Coil No HVC500B-24
24 900 500 Single Coil No HVC500B-24
24 1000 300 Dual Coil Yes HVC300A-24SE
24 1000 300 Single Coil Yes HVC300A-24S
24 1000 300 Dual Coil No HVC300A-24E
24 900 300 Single Coil No HVC300A-24
24 1000 300 Single Coil No HVC300A-24
24 1000 200 Dual Coil Yes HVC200A-24SE
24 1000 200 Single Coil Yes HVC200A-24S
24 1000 200 Dual Coil No HVC200A-24E
24 900 200 Single Coil No HVC200A-24
24 1000 200 Single Coil No HVC200A-24
24 900 135 Single Coil No HVC135A-24

Sie können bis zu 20 Dateien gesammelt als zip-Datei herunter laden. Markieren Sie dazu die gewünschten Dateien und klicken Sie auf Download unter der Liste.

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Step-Dateien für die HVC-Serie herunterladen

  • A M6-Innengewinde und
  • B M8 Außengewinde
ZIP - 1.6 MB Download

Anwendungen

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DC Ladestationen

Für Elektro- und Nutzfahrzeuge

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Nutzfahrzeuge

LKW, Busse, Gabelstapler, Sonderfahrzeuge

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Lithium-Ionen-Akku (>400 V)

Solarwechselrichter, USPs etc.

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Elektrofahrzeuge

HVC-Anwendung: Elektrofahrzeuge

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Batteriemanagementsystem (BMS)

  • Überwacht das Laden der Batterie, kontrolliert die Batterie und steuert HVC.
  • Im Notfall muss die Batterie von der Last getrennt werden. Daher gehört die Batterietrenneinheit (BDU) zum BMS oder ist Teil davon.
  • Der bipolare HVC ermöglicht das Laden (regenerative Unterbrechung) und das Entladen mit demselben Schütz.

DC-Ladestationen 

  • HVC ist nur während des Ladevorgangs verbunden.
  • HVC wird verwendet, um die Ladestation im Notfall vom Akku zu trennen.


HVC-Anwendung: DC-Schnellladestation

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Beschreibung

  • Üblicherweise 2 DC-Steckdosen pro Ladesäule in Europa
  • Bis zu 2 Schütze pro Ausgang
  • Zusätzliche Schütze für internes Schalten
  • Abschaltung bei Störung oder Notfällen