Der Schütz ist die Komponente, die das Fahrzeug physisch mit der Stromversorgung verbindet und trennt. Es ist auch die Komponente, deren Ausfallart die folgenreichsten Folgen hat, da ein Schütz, das geschlossen wird, einen Stromkreis unter Spannung lässt, von dem das Ladegerät glaubt, er habe ihn isoliert.
Wenn man es so auswählt, wie man es bei einem Allzweck-Schaltgerät tun würde, erhält man ein Ladegerät, das funktioniert und dann nicht, und zwar über einen Zeitraum von Jahren statt Monaten.
Die Pflicht ist in zweierlei Hinsicht ungewöhnlich
Es führt stundenlang ununterbrochen nahezu Nennstrom, was ein thermisches Problem darstellt. Und im Laufe der Produktlebensdauer, gemessen in Jahren des täglichen Gebrauchs, kommt es zu einer hohen Zyklenzahl, was ein mechanisches und elektrisches Verschleißproblem darstellt.
Geräte, die für eine dieser Aufgaben ausgewählt werden, sind nicht automatisch für die andere geeignet und das Laden erfordert beides gleichzeitig.
Herstellen und Brechen unter Last
Im Normalbetrieb bedeutet die Steuerpilotsequenz, dass das Schütz schließt, bevor ein erheblicher Strom fließt, und öffnet, nachdem das Fahrzeug aufgehört hat, Strom zu ziehen. Das ist sanfte Pflicht und so sehen die meisten Zyklen aus.
Die Zyklen, die es beschädigen, sind die anormalen: eine Notabschaltung, eine Schutzauslösung, ein Fahrzeug, das abrupt aufhört zu ziehen, eine Versorgungsunterbrechung. Diese unterbrechen den Strom unter Last und tragen jeweils unverhältnismäßig zur Kontakterosion bei.
Schweißen ist der Fehlermodus, gegen den man konstruieren muss
Kontakte verschweißen, wenn sie unter ausreichendem Strom hergestellt oder unterbrochen werden, und der entstehende Lichtbogen schmilzt Material, das dann als Brücke erstarrt. Nach dem Verschweißen kann das Schütz nicht mehr öffnen und der Trennbefehl des Ladegeräts hat keine Wirkung.
Deshalb ist Feedback wichtig. Ein Design, das davon ausgeht, dass das Schütz seinem Befehl gefolgt ist, kann diesen Zustand nicht erkennen und stellt einen stromführenden Stromkreis weiterhin als isoliert dar.
Auswahlfaktoren, die sich von der allgemeinen Umstellung unterscheiden
- Dauerstromnennwert bei der maximalen Umgebungstemperatur, die das Gehäuse tatsächlich erreicht, nicht unter Laborbedingungen.
- Elektrische Lebensdauer bei der relevanten Lastart und nicht die mechanische Zyklenzahl, die normalerweise eine viel größere und weniger relevante Zahl ist.
- Spulenleistung, da ein Schütz, das stundenlang geschlossen gehalten wird, kontinuierlich Energie abgibt und zur Gehäusetemperatur beiträgt.
- Kontaktkonfiguration, einschließlich der Frage, ob ein Hilfskontakt für die Zustandsrückmeldung verfügbar ist.
- Verhalten bei einem Einbruch der Spulenversorgung, der kein Kontaktflattern hervorrufen sollte.
Die Verlustleistung der Spule ist ein Gehäuseproblem
Die Spule, die das Schütz geschlossen hält, verbraucht während der gesamten Sitzung Strom, und diese Wärme gelangt zusammen mit der Wärme der Leiter und der Elektronik in das Gehäuse. Bei einem versiegelten Außengerät in einem heißen Klima ist dieser Beitrag nicht zu vernachlässigen.
Aus diesem Grund gibt es Economiser-Schaltkreise, die die Halteleistung nach dem Einschalten reduzieren, und ob einer verwendet wird, ist eher eine thermische Designentscheidung als eine Komponentenpräferenz.
Feedback und Diagnose
Mithilfe eines Hilfskontakts oder einer Spannungserkennung am Ausgang kann die Firmware bestätigen, dass das Schütz tatsächlich das getan hat, was ihm gesagt wurde. Dies ermöglicht die Erkennung verschweißter Schütze und muss eher integriert als später hinzugefügt werden.
Es ermöglicht auch eine nützliche Diagnose: Ein Schütz, dessen Reaktionszeit sich im Laufe seiner Lebensdauer verlängert, ist ein Wartungssignal, das lange vor dem völligen Ausfall verfügbar ist, sofern jemand es aufzeichnet.
Warum dies ein schlechtes Kostensenkungsziel ist
Der Schütz ist eine sichtbare Linie auf einer Stückliste und ein offensichtlicher Ersatzkandidat. Es handelt sich außerdem um eine Sicherheitspfadkomponente, deren Ausfallart ein stromführender Stromkreis ist und deren Schwächen erst nach achtzehn Monaten und nicht erst bei Abnahmetests auftreten.
Bei einem Ersatz handelt es sich hier um eine Zertifizierungs- und Qualifizierungsübung einschließlich Ausdauertests, nicht um eine Beschaffungsentscheidung, und die Ersparnis überdauert diese Berechnung nur selten.