eBTS, elektronischer Batterietrennschalter
Projekt: eBTS, elektronischer Batterietrennschalter
Fördergeber: BMWi
Laufzeit: 2019 – 2021
Inhalte und Ziele
- Entwicklung eines vollelektronischen Batterietrennschalters, der herkömmliche mechanische Trennschalter bzw. Hochstromrelais ersetzt
- Schalten von bis zu 400 A Dauerstrom bei 12–48 V Bordnetzen
- Umsetzung eines sicheren Not-Halt / Safe-State entsprechend ADR und DIN EN ISO 13849 (Not-Aus, sicherheitsgerichtetes Abschalten)
- Integration in bestehende Fahrzeugarchitekturen
- Realisierung mit hoher Packungsdichte
- Thermisches Gesamtkonzept zur Ableitung der Verlustwärme
- Entwicklung eines MOSFET-basierten Schaltmoduls mit hoher RDSon-Effizienz
- Firmware-Architektur zur synchronen Ansteuerung aller MOSFETs
Das eBTS ersetzt klassische mechanische Batterietrennschalter durch ein hochstromfähiges, rein elektronisches System auf MOSFET-Basis. Hintergrund ist die steigende Komplexität moderner Fahrzeugarchitekturen, bei denen ein schnelles, zuverlässiges und normkonformes Abschalten der Batterie überlebenswichtig ist – insbesondere in Gefahrguttransporten (ADR), Ex-Bereichen (ATEX) oder in militärischen und Offroad-Anwendungen.
Bereits zu Beginn wurde ein umfangreicher Anforderungskatalog definiert basierend auf Konkurrenzanalyse und Kundengesprächen: hohe Stromtragfähigkeit, Vibrationsfestigkeit, IP69K-Dichtigkeit, AEC-qualifizierte Bauteile, funktionale Sicherheitsanforderungen und kompakte Abmessungen. Im technischen Kern basiert das eBTS auf 14 parallel geschalteten MOSFETs, die über den Treiber und eine Ladungspumpe synchron gesteuert werden. Ziel war es, die reine MOSFET-Lösung thermisch so zu optimieren, dass sie dauerhaft 400 A schalten kann – ohne mechanische Kontaktbrücken. Dazu wurden Dickkupferstrukturen, Inlay-Technologie, Stanzbiege-Busbars und ein optimiertes Leiterplattenlayout entwickelt. Die MOSFET-Auswahl wurde umfangreich analysiert - niedriger RDSon, hohe Temperaturstabilität und kleiner Footprint.
