Der Elektromobilität gehört auch im Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) die Zukunft. Viele kommunale Verkehrsunternehmen stellen ihre Flotte deshalb sukzessive auf E-Busse um. Da die Reichweite dabei ein zentraler Aspekt ist, steht bei Diskussionen zu dem Thema meist die Akku- bzw. Batteriekapazität im Fokus. Weniger Beachtung erfährt dagegen eine andere wichtige Komponente in den Elektrobussen: Der Hochvoltverteiler. Dieses auch High Voltage Power Distribution Unit (HV PDU) genannte System sorgt für die Verteilung der Hochspannungsenergie von der Batterie bzw. dem Stromabnehmer an die Verbraucher im Fahrzeug. Ohne HV PDU wäre ein elektrifizierter Bus nicht betriebsbereit.
Eine zentrale Komponente in E-Fahrzeugen
Das Hochvoltverteilsystem hat die Aufgabe, die Energie sicher und verlustarm an Abnehmer wie z. B. den Motor, den Traktionswechselrichter, die Beleuchtung oder die Lüftung zu übertragen. Eine HV PDU besteht u. a. aus einer Platine, einem Relais, Sicherungen, Schützen sowie Spannungssensoren und beinhaltet oft auch einen Isolationswächter.
Hochvoltverteiler gewährleisten die Absicherung aller Ein- und Ausgänge an den Polen und schützen die einzelnen Elemente sowie die Verbindungen vor Überlastung. Durch den Einsatz von Hochspannungstechnologie können nicht nur Busse, sondern auch Baumaschinen und Nutzfahrzeuge eine hohe Leistung erzielen und gleichzeitig effizienter arbeiten.
Damit Hochvoltverteilsysteme zuverlässig arbeiten, müssen sie wirksam vor Einwirkungen von außen geschützt werden. Die elektronischen Komponenten sind an Bussen, LKW oder Baufahrzeugen verschiedensten Belastungen ausgesetzt. Neben Vibrationen können z. B. Feuchtigkeit, Hitze, Kälte und elektromagnetische Strahlung die Funktionsfähigkeit eines Hochvoltverteilsystems beeinträchtigen.
Namhafte Hersteller elektrischer Antriebssysteme kapseln ihre Power Distribution Units deshalb mit robusten Gehäuselösungen von ROSE Systemtechnik. Das Unternehmen aus Porta Westfalica fertigt seit mehr als 50 Jahren Industriegehäuse, die weltweit in den unterschiedlichsten Anwendungen und Branchen zum Einsatz kommen.
Im Produktprogramm von ROSE findet sich eine große Bandbreite an Gehäuselösungen aus Aluminium, Edelstahl, Polyester, Polycarbonat und ABS. Welche Variante für den Schutz der elektronischen Komponenten in den jeweiligen HV PDUs verwendet wird, entscheiden die Experten von ROSE gemeinsam mit dem Kunden. „Wir stimmen uns bei der Konstruktion des Gehäuses eng mit dem Auftraggeber ab“, berichtet Mirko Nuhanovic, Gebietsverkaufsleiter Business Development Gehäusetechnik bei ROSE.
Erfahrung, die sich auszahlt
Jeder Auftrag beginnt mit einem ausführlichen Gespräch: Dabei klären Mirko Nuhanovic und seine Kollegen nicht nur ab, unter welchen Umgebungsbedingungen das Hochvoltverteilsystem eingesetzt werden soll. Auch die Anforderungen hinsichtlich der Beständigkeit des Gehäuses, der Funktion des HV-Systems und der Fahrzeugkomponenten, mit denen die PDU verbunden sein soll, werden thematisiert. Durch den intensiven Austausch finden die Spezialisten das optimale Gehäuse für die Kapselung des Hochvoltverteilers. Bei Bedarf kann darüber hinaus eine platzsparende Wasserkühlung in das Gehäuse integriert werden, die an den Kühlkreislauf des Fahrzeugs angeschlossen wird.
„Wir verstehen uns als Lösungspartner unserer Kunden“, beschreibt Joscha Plass, Produktmanager Enclosure Systems die Unternehmensphilosophie. „Auf Wunsch begleiten wir jedes Projekt vom Prototyp bis zur Serienfertigung.“ Zu den Dienstleistungen von ROSE gehören neben einer umfangreichen Beratung auch zahlreiche Bearbeitungsservices: So wird jedes Gehäuse auf Wunsch mechanisch angepasst – z. B. durch Bohren, Fräsen, Gewindeschneiden oder Rückwärtssenkung. Darüber hinaus ist eine umfassende Oberflächenbehandlung möglich. Hierfür stehen ebenfalls verschiedene Verfahren wie Pulverbeschichtung, Lackierung, Siebdruck, Grundieren und Gravieren zur Verfügung. ROSE fertigt seine Gehäuse wahlweise nach IP-, NEMA- und IK-Schutzstandard. Sämtliche Produkte werden im hauseigenen Labor daraufhin geprüft, ob sie alle einschlägigen Normen und Richtlinien erfüllen.
Besonders robuste Konstruktion
Für den Schutz der Elektronik von High Voltage Distribution Units eignen sich besonders die Aluminiumgehäuse von ROSE: Sie sind nach dem Feder-Nut-Prinzip konstruiert und damit absolut dicht. Der Anwender hat die Wahl zwischen einer großen Bandbreite an Dichtungen z. B. aus Polyurethan (PUR) oder Chloropren (CR). Auf Anfrage können die Gehäuse aber auch mit Sonderdichtungen jeder Art ausgestattet werden.
Für eine hohe Robustheit sorgt zudem das Fertigungsverfahren: Aluminium-Standardgehäuse von ROSE werden im Druckguss aus einer hochwertigen Aluminium-Gusslegierung AC-AlSi 12 (Fe) hergestellt (nach DIN-EN 1706). Dadurch sind die Gehäuse sowohl leicht als auch sehr stabil und können in einem weiten Temperaturbereich eingesetzt werden. Das Druckgussverfahren bietet aber noch einen weiteren Vorteil: Es sorgt für eine gleichmäßige Struktur und hohe Festigkeit der Gehäusewände.
Cleverer Aufbau verhindert Schäden im Inneren
ROSE ist der Erfinder des Aluminiumgehäuses für industrielle Anwendungen und besitzt mehr als 50 Jahre Erfahrung in der Fertigung dieses Produktes. Anfang der 1970er Jahre entwickelte Firmengründer Friedhelm Rose das erste Gehäuse dieser Art, das direkt bei der Markteinführung auf großes Interesse in der Industrie stieß. Der Grund lag nicht nur in der Robustheit, sondern auch im besonderen Aufbau der Gehäuse: Sie sind mit separaten, aber dennoch in die Gehäuseform integrierten Schraubbefestigungskanälen ausgestattet. So wird verhindert, dass die elektronischen Einbauten beim Einschrauben der Deckelschrauben durch Späne Schaden nehmen. Darüber hinaus geht durch diese Konstruktion kein wertvoller Einbauraum im Gehäuse verloren.
Mit der Entwicklung des extrem robusten Aluminiumgehäuses wurde der Grundstein für den Erfolg von ROSE gelegt. Die Ostwestfalen unterscheiden sich aber nicht nur durch die hohe Produktqualität von Wettbewerbern – auch die umfangreichen Serviceleistungen und der ganzheitliche Ansatz sind Alleinstellungsmerkmale. Das Know-how und die Erfahrungen aus unzähligen Kundenprojekten ermöglichen die Konstruktion von Gehäuselösungen, die genau den Anforderungen der jeweiligen Anwendung entsprechen.
