Intelligente, halbleiterbasierende Energieverteilung

Autonome Arbeitsmaschinen benötigen eine zuverlässige und sichere Stromversorgung der elektronischen Fahrzeugkomponenten. Halbleiterbasierte Energieverteiler wie die SCS-Geräte von E-T-A vereinfachen die Fahrzeugelektrik, ermöglichen es, drohende Ausfälle frühzeitig zu erkennen, und erhöhen somit die Verfügbarkeit. 

Die Autonomisierung von Fahrzeugen und mobilen Arbeitsmaschinen schreitet rasant voran. Hersteller steigern durch automatisierte Funktionen die Effizienz ihrer Maschinen, während Fahrzeugbetreiber von höherer Zuverlässigkeit und reduzierten Stillstandszeiten profitieren. Gleichzeitig helfen autonome Baumaschinen dabei, dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken. Damit diese Entwicklung gelingt, spielt die zuverlässige Stromversorgung sämtlicher elektrischer Fahrzeugkomponenten eine Schlüsselrolle. 

Halbleiterbasierte Energieverteilung 

Bisher kamen in Fahrzeugen konventionelle Energieverteilungen basierend auf Schmelzsicherungen oder rücksetzbare mechanische Schutzschalter sowie Relais mit begrenzten Schaltspielen zum Einsatz. Diese Technik hat in autonomen Maschinen jedoch viele Nachteile, da der Bedarf an elektronischen Komponenten und Sensoren zur Steuerung und Überwachung wesentlich höher ist. Es ist sinnvoll, jeden Verbraucher getrennt abzusichern, um einen Geräteausfall im Falle einer Sicherungsauslösung so gering wie möglich zu halten. Eine konventionelle Energieverteilung erfordert somit wesentlich mehr Sicherungen und einen hohen Verkabelungsaufwand, um die Verbraucher von einem zentralen, gut zugänglichen Ort mit Strom zu versorgen.  

Eine zukunftsfähige Alternative bieten halbleiterbasierte Energieverteiler, wie die SCS-Geräte von E-T-A. Diese Module verteilen die Energie dezentral direkt an den Stellen im Fahrzeug, an denen die meisten Verbraucher sitzen. Ein direkter Zugang zu den Verteilstellen, beispielsweise um ein Auslösen der Überstromüberwachung zurückzusetzen oder um messtechnisch nach einem Fehler zu suchen, ist nicht erforderlich. Stattdessen stellt das Gerät über seine Kommunikationsschnittstelle, wie CAN J1939 oder CANopen, Informationen zur Auslösungsursache bereit. Auch ein Zurücksetzen aus der Ferne und eine automatische Rücksetzung ohne Eingriff von außen ist dadurch möglich. 

Die kontinuierliche Strommessung bietet einen weiteren Vorteil: Sie ermöglicht die Früherkennung von Ausfällen. Steigt der Stromverbrauch eines Lüfters beispielsweise ungewöhnlich an, weist dies auf Verschmutzung oder einen bevorstehenden Defekt hin. Betreiber können rechtzeitig eingreifen und geplante Wartungen einleiten, bevor es zum Ausfall kommt. Bei autonomen Maschinen, die oft an abgelegenen Einsatzorten arbeiten, ist diese Fähigkeit entscheidend. Serviceeinsätze lassen sich gezielt planen, was Ressourcen spart und die Verfügbarkeit der Maschine erhöht. 

Kompakte SCS-Module 

Die SCS3000 und SCS1000 Module sind extrem kompakte Stromverteiler mit integrierter Logik. Die Module bieten eine erhebliche Funktionsvielfalt gepaart mit hoher Leistungsfähigkeit in einem der kleinsten Formfaktoren. SCS3000/1000 sind ideal in puncto Aufrüstbarkeit bei Flottenmodernisierung und Projekten, bei denen Platzeinsparung von größter Bedeutung ist.  

Die SCS3000-Module eignen sich ideal für einen zentralisierten Systemansatz: Stromverteilung und Steuerungsfunktionen, wie logische Verknüpfungen, PWM und Soft Start, sind in einem Modul kombiniert. So sind unterschiedliche Einzelkomponenten durch eine einzige ersetzbar. 

Das SCS1000 verfügt im Vergleich zu SCS3000 über lediglich einen CAN-Kanal und ist somit die ideale Einstiegslösung für kleinere oder dezentrale Systemarchitekturen und für die ersten Schritte in Richtung Fahrzeug-Digitalisierung. Die beiden SCS-Module lassen sich über eine graphische Programmieroberfläche flexibel konfigurieren. 

Der intelligente Stromverteiler SCS200 ermöglicht die dezentrale Steuerung und Überwachung von Lasten über den CAN-Bus. Hier setzt E-T-A auf eine platinenbasierte Stromverteilung im kompakten IP66/67-Gehäuse. 

Die SCS200-Module sind Plug-and-play-Lösungen, die den Verdrahtungsaufwand reduzieren und Platz einsparen. Die umfassende Diagnosefähigkeit (integrierter Lastschutz, Laststrom- und Spannungsmessung, Ausgangsstatus) und integrierte CAN-Anbindung des SCS200 ermöglichen vorbeugende Wartung und die Implementierung eines Lastmanagements. 

Anwendung in der Praxis 

E-T-A arbeitet derzeit gemeinsam mit einem führenden Baumaschinenhersteller an der Fahrzeugarchitektur der Zukunft. Der Fokus liegt dabei auf der kontinuierlichen Überwachung von Sensoren und Lasten, der Früherkennung möglicher Fehlerfälle, der kosteneffizienten Einplanung von Instandhaltungen sowie einer umfassenden Ferndiagnose.  

Dabei übernehmen die SCS-Module die Absicherung und Überwachung der Stromversorgung sicherheitsrelevanter Komponenten wie Kameras, Radar- und LiDAR-Sensoren. Auch Rundumkennleuchten, Arbeitsscheinwerfer oder Lüfter profitieren von der präzisen Absicherung. Im Fehlerfall erfolgt die Diagnose aus der Ferne, sodass Betreiber schnell entscheiden können, ob ein Service vor Ort erforderlich ist. Das reduziert Ausfallzeiten, senkt die Servicekosten und steigert die Produktivität. 

Halbleiterbasierte Energieverteiler, wie die SCS-Module von E-T-A, sind ein Schlüsselbaustein für die nächste Generation autonomer Arbeitsmaschinen. Sie sichern kritische Verbraucher zuverlässig ab, ermöglichen eine vorausschauende Wartung und sorgen so für maximale Verfügbarkeit bei gleichzeitig reduzierten Betriebskosten.  

Bilder: E-T-A Elektrotechnische Apparate GmbH