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Eaton Bussmann EBPS50F40A und EBPS65F40: Leistungsstarke Pyrosicherungen für den Schutz von Elektrofahrzeugen

Mit der Weiterentwicklung der Elektromobilität steigt die Bedeutung zuverlässiger Hochvolt-Schutzsysteme für die Sicherheit von Elektrofahrzeugen (EV), die Integrität von Batteriesystemen und die Beherrschung elektrischer Fehler. Die Eaton Bussmann Pyrosicherungen EBPS50F40A und EBPS65F40 wurden entwickelt, um elektrische Sammelschienen im Fehlerfall schnell und kontrolliert zu trennen und dadurch Hochvoltbatteriesysteme zu schützen.

Beide Modelle verfügen über einen Nenn-Dauerstrom von 400 A und eignen sich für moderne 400-V- und 800-V-Architekturen in Elektrofahrzeugen. Sie zeichnen sich durch eine hohe Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit, eine robuste Bauweise und externe Auslösemöglichkeiten aus.

Der wesentliche Unterschied liegt in der Auslösekonfiguration: Die EBPS65F40 verfügt über eine aktive externe Auslösung, während die EBPS50F40A externe Auslösung mit einer zusätzlichen Selbstauslösefunktion kombiniert.

Dieser Ratgeber erläutert die technischen Daten, wesentlichen Eigenschaften, Funktionsprinzipien und Anwendungsbereiche der Eaton Bussmann Pyrosicherungen und unterstützt Entwickler, Fahrzeughersteller und Einkäufer bei der Auswahl des passenden Produkts.

Was sind die Eaton Bussmann Pyrosicherungen EBPS50F40A und EBPS65F40?

Die Eaton Bussmann EBPS50F40A und EBPS65F40 sind pyrotechnische Sicherungen für den Hochvolt-Schutz in Elektrofahrzeugen und verwandten batterieelektrischen Systemen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Schmelzsicherungen, die bei Überstrom durch das Schmelzen eines Sicherungselements auslösen, verwenden Pyrosicherungen einen pyrotechnischen Auslösemechanismus, um die elektrische Verbindung gezielt zu trennen. Dadurch lässt sich eine schnelle Stromkreisunterbrechung als Reaktion auf einen Fehler oder ein entsprechendes Auslösesignal realisieren.

Diese Technologie ist besonders für Hochvoltbatteriesysteme von Elektrofahrzeugen relevant, da hohe Fehlerströme erhebliche Risiken für Batteriepacks, Stromverteilungskomponenten und angeschlossene Hochvoltgeräte darstellen können.

EBPS65F40: Pyrosicherung mit aktiver Auslösung

Die Eaton Bussmann EBPS65F40 verfügt über eine aktive externe Auslösung. Erkennt das Batteriemanagementsystem (BMS) einen Fehler, kann es über ein externes Auslösesignal die Trennung der elektrischen Verbindung veranlassen.

Die wichtigsten Merkmale im Überblick:

• Aktive externe Auslösung

• Nenn-Dauerstrom von 400 A

• Einsatz in geeigneten 400-V- und 800-V-Hochvoltsystemen

• Angegebene Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit von 16 kA bei 500 V DC und 20 µH

• Betriebszeit unter 2 ms

• Robuste Konstruktion mit Schutzart IP65

Diese Ausführung eignet sich für Anwendungen, bei denen das Fahrzeugsteuerungs- und Überwachungssystem die Fehlererkennung übernimmt und die Stromkreisunterbrechung gezielt auslöst.

EBPS50F40A: Pyrosicherung mit Doppelauslösung

Die Eaton Bussmann EBPS50F40A bietet eine Doppelauslösung. Sie kombiniert die externe Ansteuerung mit einer zusätzlichen aktiven Selbstauslösefunktion.

Die externe Auslösung ermöglicht dem BMS, eine Trennung anzufordern. Die zusätzliche Auslösefunktion bietet einen weiteren Schutzmechanismus, der nicht ausschließlich von einem externen BMS-Auslösesignal abhängig ist.

Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:

• Doppelauslösung

• Nenn-Dauerstrom von 400 A

• Externe Auslösung und zusätzliche Selbstauslösefunktion

• Betriebszeit unter 2 ms; für das zusätzliche Auslöseverhalten ist die entsprechende Strom-Zeit-Kennlinie (C-T-Kurve) zu berücksichtigen

• Schutz für Hochvoltsysteme in Elektrofahrzeugen

• Schutzart IP65 und Kunststoffteile gemäß UL94-V0

Die EBPS50F40A kommt insbesondere dann infrage, wenn das Schutzkonzept neben der externen Ansteuerung einen zusätzlichen Auslösemechanismus vorsieht.

EBPS50F40A vs. EBPS65F40: Die wichtigsten Unterschiede

Die Auswahl des passenden Modells hängt vom Schutzkonzept, der Systemarchitektur und den erforderlichen Auslösefunktionen ab.

Welches Modell ist die richtige Wahl?

Die EBPS65F40 eignet sich, wenn eine extern angesteuerte aktive Auslösung den Anforderungen des Schutzkonzepts entspricht. Die EBPS50F40A ist eine Option, wenn zusätzlich ein Selbstauslösemechanismus benötigt wird, der eine weitere Schutzebene bereitstellt.

Die endgültige Auswahl sollte anhand des aktuellen Herstellerdatenblatts, der vorgesehenen elektrischen Architektur und der funktionalen Sicherheitsanforderungen des Fahrzeugs erfolgen.

*Die Gewichtsangaben sind in den bereitgestellten Katalogdaten ohne explizite Einheit aufgeführt. Die Einheit muss vor der Verwendung für Konstruktion oder Logistik bestätigt werden.

Die wichtigsten Vorteile der Eaton Bussmann EV-Pyrosicherungen

1. Schnelle Unterbrechung hoher Fehlerströme

Hochvoltbatteriesysteme in Elektrofahrzeugen können im Fehlerfall erhebliche Ströme liefern. Eine schnelle Trennung begrenzt die Dauer eines Kurzschlusses und kann das Risiko von Schäden an angeschlossenen Komponenten reduzieren.

Für die EBPS50F40A und EBPS65F40 wird eine Betriebszeit von weniger als 2 ms angegeben. Die Produktinformationen beschreiben außerdem eine Unterbrechung hoher Kurzschlussströme in weniger als 1,5 ms nach Empfang des externen Auslösesignals unter den jeweils geltenden Bedingungen.

Die tatsächliche Unterbrechungszeit hängt von den Betriebsbedingungen und den einschlägigen Herstellerprüfungen ab.

2. Flexible Auslöseoptionen

Die Auslösekonfiguration ist eines der wichtigsten Unterscheidungsmerkmale der beiden Modelle.

Die EBPS65F40 nutzt eine aktive externe Auslösung. Dadurch kann das BMS oder ein kompatibles Steuerungssystem bei erkannter Fehlerbedingung die Trennung veranlassen.

Die EBPS50F40A ergänzt die externe Auslösung um eine Selbstauslösefunktion. Damit lässt sich ein zusätzliches Schutzkonzept umsetzen, das nicht ausschließlich auf eine externe Ansteuerung durch das BMS angewiesen ist.

3. Hohe Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit

Für beide Modelle wird eine Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit von 16 kA bei 500 V DC und 20 µH angegeben.

Die Produktinformationen nennen außerdem eine Kurzschlussfestigkeit von bis zu 20 kA bei 20 µH für entsprechende Systemkonfigurationen.

Diese Angaben dürfen nicht gleichgesetzt werden: Die Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit beschreibt das Vermögen, einen Fehlerstrom sicher zu unterbrechen. Die Kurzschlussfestigkeit bezieht sich auf die Belastbarkeit unter definierten Fehlerbedingungen. Die konkreten Werte müssen deshalb anhand des jeweiligen Datenblatts und der zugehörigen Prüfbedingungen überprüft werden.

4. Geeignet für 400-V- und 800-V-Architekturen

Moderne Elektrofahrzeuge verwenden unterschiedliche Hochvolt-Batteriearchitekturen, insbesondere 400-V- und 800-V-Systeme.

Die Eaton Bussmann EBPS50F40A und EBPS65F40 sind laut den bereitgestellten Produktinformationen für entsprechende EV-Anwendungen vorgesehen. Ob eine bestimmte Ausführung für ein konkretes Fahrzeug geeignet ist, hängt unter anderem von der tatsächlichen Betriebsspannung, dem möglichen Fehlerstrom, der Schaltungsinduktivität und den Anforderungen an die Schutzkoordination ab.

5. Robuster Schutz für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen

Elektrische Komponenten in Elektrofahrzeugen müssen Temperaturschwankungen, Vibrationen, Feuchtigkeit und Verschmutzung standhalten.

Beide Modelle verfügen über die Schutzart IP65. Diese bietet unter den entsprechenden Prüfbedingungen Schutz gegen Staubeintritt und gegen Wasserstrahlen.

Die Kunststoffteile sind gemäß UL94-V0 klassifiziert. Dabei handelt es sich um eine Klassifizierung des Brennverhaltens von Kunststoffen.

Der angegebene Betriebs- und Lagertemperaturbereich beträgt –40 °C bis +85 °C. Damit sind die Komponenten für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen in elektrischen Fahrzeugsystemen ausgelegt.

Technische Daten der EBPS50F40A und EBPS65F40 im Vergleich

Die folgende Tabelle fasst die bereitgestellten technischen Daten beider Modelle zusammen.

Wichtiger technischer Hinweis: Als empfohlener Leitungsquerschnitt werden 150 mm² angegeben. Bei kleineren Querschnitten empfiehlt der Hersteller laut den bereitgestellten Produktinformationen eine Rücksprache. Die Auslegung der Auslöse- und Diagnosekreise muss ebenfalls gemäß den geltenden Herstellervorgaben erfolgen.

Auslöseverhalten und elektrische Anforderungen

Bei der Integration einer Pyrosicherung müssen die Auslöseelektronik und ihre elektrischen Eigenschaften sorgfältig berücksichtigt werden.

Initiatorwiderstand

Der Initiatorwiderstand beträgt laut Spezifikation 2 ± 0,3 Ω. Dieser Wert ist für die Auslegung der Ansteuerelektronik und die Prüfung der elektrischen Kompatibilität relevant.

Anforderungen an den Auslöseimpuls

Die angegebenen Anforderungen an den Auslöseimpuls lauten:

• Mindestens 1,75 A bei einer Impulsdauer von 0,5 ms oder

• mindestens 1,2 A bei einer Impulsdauer von 2,0 ms.

Die Stromanstiegsgeschwindigkeit ist mit Itr ≥ 1 A/µs spezifiziert.

Diese Parameter müssen bei der Auslegung der Trigger-Elektronik berücksichtigt werden, damit der erforderliche Impuls unter den vorgesehenen Betriebsbedingungen zuverlässig bereitgestellt werden kann.

Diagnose- und Nichtauslösestrom

Der empfohlene Diagnosestrom beträgt maximal 10 mA. Der angegebene Nichtauslösestrom liegt unter 0,4 A für eine Dauer von 10 Sekunden.

Diese Grenzwerte sind bei der Konzeption von Überwachungs-, Durchgangsprüfungs- und Diagnosekreisen zu beachten. Die konkrete Schaltung muss den Herstelleranforderungen entsprechen, um unbeabsichtigte Auslösungen oder eine unzuverlässige Funktion zu vermeiden.

Betriebszeit und Strom-Zeit-Kennlinie

Für beide Modelle wird eine Betriebszeit von weniger als 2 ms angegeben. Bei der EBPS50F40A ist zusätzlich die entsprechende Strom-Zeit-Kennlinie (C-T-Kurve) für das zusätzliche Auslöseverhalten zu berücksichtigen.

Für die Systemvalidierung sollten Entwickler die veröffentlichten Kennlinien und Prüfbedingungen des jeweiligen Modells heranziehen. Dies ist insbesondere bei der Auslegung der Fehlerreaktion und der Schutzkoordination wichtig.

Typische Anwendungen der Eaton Bussmann Pyrosicherungen

Die EBPS50F40A und EBPS65F40 sind für Hochvolt-Anwendungen vorgesehen, bei denen eine schnelle und kontrollierte Stromkreisunterbrechung erforderlich ist.

Typische Einsatzbereiche sind:

• Batteriepacks von Elektrofahrzeugen: Trennung von Hochvoltverbindungen bei erkannten kritischen Fehlern.

• Hochvolt-Stromverteilung: Schutz von Sammelschienen und zugehörigen Stromverteilungskomponenten.

• 400-V- und 800-V-Elektrofahrzeuge: Integration in geeignete Hochvoltarchitekturen.

• Batteriemanagementsysteme: Extern angesteuerte Fehlerabschaltung über eine kompatible Auslöseelektronik.

• Erweiterte Batterieschutzsysteme: Einsatz der Doppelausführung, wenn eine zusätzliche Selbstauslösefunktion benötigt wird.

Die Eignung für diese Anwendungen muss im Rahmen einer Systemvalidierung nachgewiesen werden. Eine Pyrosicherung ist Bestandteil eines abgestimmten Schutzkonzepts und ersetzt nicht automatisch das BMS, Schütze, herkömmliche Sicherungen oder weitere erforderliche Schutzkomponenten.

Hinweise zur Installation und Systemintegration

Vor der Installation einer EBPS50F40A oder EBPS65F40 sollten Entwickler und Einkäufer die folgenden Punkte prüfen.

Elektrische Kompatibilität: Betriebsspannung, Dauerstrom, prospektiver Kurzschlussstrom, Schaltungsinduktivität und erforderliche Unterbrechungsleistung müssen zur Anwendung passen.

Kompatibilität der Auslöseelektronik: AK-2-Steckverbinder, Initiatorwiderstand, Impulsstrom, Impulsdauer und Stromanstiegsgeschwindigkeit sind zu überprüfen.

Sammelschienen- und Leitungsdimensionierung: Die empfohlene Leitungsdimensionierung von 150 mm² ist zu berücksichtigen. Für kleinere Querschnitte sollte der Hersteller konsultiert werden.

Mechanische Montage: Beide Modelle verwenden M8-Schrauben. Das angegebene Anzugsdrehmoment beträgt 12 ± 1 Nm. Die Montage muss gemäß den Herstellervorgaben erfolgen.

Umgebungsbedingungen: Die vorgesehenen Betriebs- und Lagertemperaturen sollten innerhalb des Bereichs von –40 °C bis +85 °C liegen, sofern kein erweiterter Temperaturbereich vom Hersteller bestätigt wurde.

Schutzkoordination: Die Pyrosicherung muss mit dem gesamten Schutzkonzept des Fahrzeugs abgestimmt werden. Dazu gehören Fehlererkennung, Auslöseansteuerung, Isolationsanforderungen und weitere Schutzkomponenten.

Pyrosicherungen sind sicherheitskritische Komponenten. Installation, elektrische Prüfung und Austausch müssen von qualifiziertem Fachpersonal nach den freigegebenen Herstellervorgaben durchgeführt werden.

Normen und Zulassungsinformationen

Die bereitgestellten Produktinformationen nennen für den Initiator folgende Qualifikationen:

• AK-LV 16

• USCAR 28

Für die Transportgefahrenklassifizierung wird die Klasse 9 angegeben. Als Referenzen werden folgende Dokumente genannt:

• ST/SG/AC.10/11/Rev.7

• ST/SG/AC.10/1/Rev.22

Weitere angegebene Produkteigenschaften sind die Schutzart IP65 und die Brennbarkeitsklassifizierung UL94-V0 für Kunststoffteile.

Diese Angaben beziehen sich auf die bereitgestellten Produktinformationen. Sie sind nicht als Nachweis einer Zertifizierung nach sämtlichen relevanten Automobil-, Elektro- oder Transportnormen zu verstehen. Der genaue Umfang der Qualifikationen und die jeweils geltenden Normfassungen sollten anhand der aktuellen Herstellerdokumentation geprüft werden.

Katalogdaten: EBPS50F40A und EBPS65F40

Die folgende Übersicht enthält die bereitgestellten Bestell- und Kataloginformationen.

*Die bereitgestellten Katalogdaten enthalten für die Gewichtsangaben keine eindeutige Einheit. Diese sollte vor der Verwendung in der mechanischen Konstruktion oder Logistik beim Hersteller bestätigt werden.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Was ist der Unterschied zwischen der Eaton Bussmann EBPS50F40A und der EBPS65F40?

Die EBPS65F40 ist eine Pyrosicherung mit aktiver externer Auslösung. Die EBPS50F40A kombiniert externe Auslösung mit einer zusätzlichen Selbstauslösefunktion und bietet damit eine weitere Schutzmöglichkeit.

Welchen Nennstrom haben die EBPS50F40A und EBPS65F40?

Beide Modelle verfügen über einen Nenn-Dauerstrom von 400 A. Der tatsächlich zulässige Betriebsstrom hängt zusätzlich von den jeweiligen Anwendungs- und Betriebsbedingungen ab.

Sind die Pyrosicherungen für 400-V- und 800-V-Elektrofahrzeuge geeignet?

Die bereitgestellten Produktinformationen sehen beide Modelle für entsprechende 400-V- und 800-V-EV-Architekturen vor. Vor der Auswahl müssen die konkrete Spannungsfreigabe, die Kurzschlussunterbrechungsgrenzen und die Anforderungen der jeweiligen Anwendung anhand des Herstellerdatenblatts überprüft werden.

Wie hoch ist die Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit?

Für beide Modelle wird eine Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit von 16 kA bei 500 V DC und 20 µH angegeben. Davon getrennte Angaben zur Kurzschlussfestigkeit müssen anhand der jeweiligen Prüfbedingungen bewertet werden.

Welchen Temperaturbereich decken die Pyrosicherungen ab?

Der angegebene Betriebs- und Lagertemperaturbereich beträgt für beide Modelle –40 °C bis +85 °C. Erweiterte Temperaturbereiche sind gegebenenfalls nach Rücksprache mit dem Hersteller zu prüfen.

Welchen Steckverbinder und welche Befestigung verwenden die Modelle?

Beide Ausführungen verfügen über einen Auslöseanschluss mit AK-2-Code und verwenden M8-Befestigungsschrauben. Das angegebene Anzugsdrehmoment beträgt 12 ± 1 Nm.

Welcher Leitungsquerschnitt wird empfohlen?

Der empfohlene Leitungsquerschnitt beträgt 150 mm². Bei kleineren Querschnitten sollte vor der Auslegung der Hersteller kontaktiert werden.

Wie schnell können die Pyrosicherungen einen Fehlerstrom unterbrechen?

Die angegebene Betriebszeit liegt unter 2 ms. Darüber hinaus beschreiben die Produktinformationen eine Unterbrechung in weniger als 1,5 ms nach Empfang eines externen Auslösesignals unter den entsprechenden Bedingungen. Die tatsächliche Leistung muss anhand der Herstellerdokumentation und der relevanten Prüfbedingungen bestätigt werden.

Fazit

Die Eaton Bussmann EBPS50F40A und EBPS65F40 sind leistungsfähige Pyrosicherungen für den Schutz von Batteriesystemen und Hochvolt-Stromkreisen in modernen Elektrofahrzeugen.

Beide Modelle bieten einen Nenn-Dauerstrom von 400 A, kurze Betriebszeiten, eine angegebene Kurzschlussunterbrechungsfähigkeit von 16 kA bei 500 V DC und 20 µH sowie die Schutzart IP65.

Der entscheidende Auswahlfaktor ist die Auslösearchitektur: Die EBPS65F40 setzt auf aktive externe Auslösung, während die EBPS50F40A zusätzlich eine Selbstauslösefunktion bietet.

Für Entwickler, Fahrzeughersteller und Einkäufer hängt die optimale Wahl von der vorgesehenen Schutzstrategie, den elektrischen Betriebsbedingungen und den Anforderungen an die Systemintegration ab. Vor der Produktauswahl und Installation sollte stets die aktuelle Herstellerdokumentation geprüft werden.