Analoge Shunts für präzise Messungen von ISABELLENHÜTTE

Präzision und Rückverfolgbarkeit in jedem Shunt

Die analogen Shunt-Lösungen von ISABELLENHÜTTE stehen für höchste Präzision und Zuverlässigkeit und sind die ideale Wahl für exakte Strommessungen in anspruchsvollen Anwendungen. Jeder Shunt ist mit einer Seriennummer und einem Herstellungsdatum versehen, sodass eine vollständige Rückverfolgbarkeit gewährleistet ist. Zudem sind die gemessenen Widerstandswerte und der nominale Temperaturkoeffizient des Widerstands (TCR) im DMC-Code hinterlegt, um eine exakte Leistungsüberwachung zu ermöglichen.

Integrierte Temperaturerfassung und optimierte Signalabnahme

Ein weiterer Vorteil des Designs ist die Integration von NTCs (Negative Temperature Coefficient Thermistors) auf der PCB. Diese ermöglichen eine Echtzeit-Temperaturüberwachung und die Kompensation temperaturbedingter Widerstandsänderungen. Dadurch erfüllt der analoge Sensor zwei zentrale Funktionen eines Batterie-
Management-Systems (BMS): Strommessung (CSM) und Temperaturmessung (TMP).

Durch die direkte Integration der PCB auf den Shunt, gewährleisten analoge Shunts eine präzise und stabile Signalübertragung, reduziert externe Störungen und minimiert zusätzliche Montageaufwände. Ein Steckverbinder erleichtert die Erfassung von Spannungs- und Temperaturdaten und überträgt die analogen Signale nahtlos an das übergeordnete Steuerungssystem des Kunden.

Der Benutzer profitiert von einem hochpräzisen Messsignal, da die PCB genau dort platziert wird, wo der Temperaturkoeffizient (TCR) optimal ist. Wählt der Benutzer eine eigene Kontaktierung, könnte diese ungünstig positioniert sein, sodass der TCR nicht genau erfasst wird – das kann das Messergebnis beeinträchtigen. Durch die direkte
Platzierung der PCB an der Kante des Widerstandsmaterials wird hingegen eine präzise Signalerfassung sichergestellt.

Designflexibilität und Anwendungsvielfalt

Darüber hinaus bietet der analoge Sensor mit PCB eine erhöhte Flexibilität in Bezug auf den Einbauraum: Das System muss nicht speziell darauf ausgelegt sein, dass sich Shunt und separate PCB so nah wie möglich beieinander befinden. Es ist jedoch zu beachten, dass die Verbindung zur übergeordneten PCB wie eine Antenne wirken
kann, wodurch Störungen auftreten können. Dieses Problem lässt sich jedoch durch eine verdrillte oder geschirmte Leitung lösen (Abbildung 1: BSN-Produktbild, Abbildung 2: BSL-verzinnt-Produktbild).

Mit dem neuen BSX-Shunt erweitert die ISABELLENHÜTTE Ihr Portfolio um eine leistungsstarke Lösung, die eine kontinuierliche Strombelastung von bis zu 1340A ermöglicht (Abbildung 3: BSX-L025.59-Produktbild).

Automotive- und E-Mobilitätsanwendungen

Analoge Shunts spielen eine entscheidende Rolle in Battery Disconnection Units (BDU) und Battery Junction Boxes (BJB), indem sie eine präzise Strommessung und thermische Überwachung in verschiedenen Plattformen für Elektrofahrzeuge ermöglichen:

• Personenkraftwagen – Unterstützung einer effizienten Energieverteilung in elektrischen und hybriden Fahrzeugen
• Landwirtschaftliche Elektrofahrzeuge – Einsatz in elektrischen Traktoren, automatisierten Landmaschinen und Offroad-Fahrzeugen, wo Robustheit und Präzision gefragt sind
• LKW und Busse – Sicherstellung einer stabilen und sicheren Energieverwaltung in gewerblichen Elektroflotten
• Zwei- und Dreiräder – Bereitstellung kompakter und leichter Strommesslösungen für Elektromotorräder, Roller und Rikschas
• Bagger & Mining-Fahrzeuge – Verwendung in schwerem elektrischem und hybridem Bergbauequipment, wo eine zuverlässige Strommessung für Hochleistungsanwendungen unerlässlich ist
• Alternative Mobilitätslösungen – einschließlich Schneemobile, elektrische Rollstühle, Züge und andere spezialisierte Elektrotransportlösungen, die höchste Messgenauigkeit und Überwachung erfordern

Anwendungen von Energiespeichersystemen

• Batterieüberwachungseinheiten (BMU) – präzise Energieverwaltung für großflächige Batteriespeicher
• Stationäre Energiespeichersysteme – Unterstützung von Netzspeichern, erneuerbaren Energiesystemen und Notstromanwendungen durch Echtzeit-Stromüberwachung
• Mobile Energiespeichersysteme – Einsatz in tragbaren und modularen Batteriespeichern, um eine sichere und effiziente Energieverteilung zu gewährleisten

Industrielle und leistungselektronische Anwendungen

• Industrielle Wechselrichter – Obwohl Hall-Effekt-Sensoren dominieren, werden analoge Shunts für hochpräzise Messungen in industriellen Leistungsumwandlungsanwendungen eingesetzt.
• Phasenstrommessung – erlaubt eine genaue Phasenstrommessung in elektrischen Antrieben und Wechselrichtern
• Summenstrommessung – Unterstützung mehrphasiger Leistungsanwendungen durch aggregierte Strommessung über mehrere Stromkreis

Vollständige TCR-Messung

Ein besonderes Alleinstellungsmerkmal dieser Shunts ist die 100% TCR-Messung für jedes einzelne Bauteil, im Gegensatz zu vielen Wettbewerbern, die den TCR nur auf Chargenebene bestimmen. Dadurch wird eine hohe Gesamtpräzision über die gesamte Produktlebensdauer sichergestellt, selbst unter wechselnden Betriebsbedingungen, die durch kundenspezifische Einsatzprofile validiert werden (Abbildung 4: Beispiel Temperatur- und Widerstandsänderung).

Durch die Integration in Stand Alone Shunts oder aktive Current Shunt Monitor (CSM)-Lösungen bieten diese Sensoren ein präzises und vollständiges analoges Messpaket für anspruchsvolle Anwendungen (Tabelle 1: Analoge Sensoren).

Erklärung des TCR und das Auslesen des DMC-Codes

Jeder analoge Shunt der ISABELLENHÜTTE verfügt über ein einzigartiges Polynom, das im Data-Matrix-Code (DMC) gespeichert ist. Dieses enthält bauteilspezifische Messwerte und ermöglicht eine exakte Rückverfolgbarkeit. Im Gegensatz zu vielen Wettbewerbern, die lediglich Chargenwerte approximieren, führt die ISABELLENHÜTTE für jedes einzelne Bauteil eine End-of-Line (EOL)-Prüfung durch. Dabei wird der Temperaturkoeffizient des Widerstands (TCR) gemessen und per Laser direkt auf das Bauteil aufgebracht.

Der TCR-Wert beschreibt die Temperaturabhängigkeit des Widerstands eines Materials – jede Legierung besitzt einen spezifischen TCR-Wert. Bei analogen Sensoren wird dieser durch zwei Hauptfaktoren beeinflusst: die Materialzusammensetzung (Legierung & Kupfer) sowie die präzise Platzierung der Messpfade. Diese hochpräzise Charakterisierung sorgt für eine hohe Messgenauigkeit und somit eine optimale Leistung in verschiedensten Anwendungen (Tabelle 2: Lookup Table, Abbildung 5: Rchange).

Ihr Ansprechpartner

Kontaktieren Sie gerne Matteo Nervo für weiterführende Informationen über analoge Shunts.