Hochvolt-Batteriesensor kombiniert Shunt- und Hall-Effekt-Technik

Elektromobilität Hochvolt-Batteriesensor kombiniert Shunt- und Hall-Effekt-Technik

17.06.2025 Von Stefanie Eckardt 2 min Lesedauer

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LEM hat mit der Hybrid Supervising Unit, kurz HSU, einen Stromsensor für das Batteriemanagement in Elektrofahrzeugen auf den Markt gebracht. Besonderheit: Shunt- und Open-Loop-Hall-Effekt-Technik wurden in einem Bauteil kombiniert, so dass zum einen weniger Platz notwendig ist und zum anderen die Systemarchitektur vereinfacht wurde.

Der neue Hochvolt-Batteriesensor von LEM kombiniert Shunt- und Hall-Effekt-Technik.(Bild: LEM) — Der neue Hochvolt-Batteriesensor von LEM kombiniert Shunt- und Hall-Effekt-Technik.
(Bild: LEM)

Das Batteriemanagementsystem im Elektrofahrzeug erfüllt drei wichtige Aufgaben: Es verwaltet den Ladezustand und den Allgemeinzustand der Batterie (State Of Health), sorgt für die Sicherheit des Systems und des Anwenders und führt im Rahmen des Batterieoptimierungsprozesses einen Zellenausgleich durch. Für höhere Sicherheitsstandards verwenden Entwickler zwei separate Bauteile: einen Shunt zur Messung von 2.000 A und einen vollständig galvanisch getrennten Stromsensor für Messungen bis 2000 A.

Technische Details

LEM hat nun Funktion und Leistungsfähigkeit beider Technologien in einer Einheit kombiniert und in die Battery Disconnect Unit (BDU) integriert. Die Signale der einzelnen Bereiche – Shunt und Stromsensor – werden dann vom BMS erfasst.

Auf BDU-Ebene ermöglicht die HSU:

Wenig Platzbedarf, geringes Gewicht und geringe Kosten (BOM)

Minimalen Integrationsaufwand für schnelle Einsatzfähigkeit

Einfache System-Upgrades ohne Beeinträchtigung des mechanischen Layouts bei gleichzeitig erhöhter Sicherheit.

Auf BMS-Ebene ermöglicht die HSU, die für Stromer erforderliche ASIL-D-Sicherheitsstufe problemlos zu erreichen.

Der Widerstand des Shunts beträgt 25 µΩ; der Hall-Teil ist galvanisch getrennt. Die Genauigkeit ist mit 2 Prozent bei 500 A und 5 Prozent bei 2000 A. Die Signalleitungen sind getrennt (Shunt-Signal und analoger oder digitaler Bus für den Hall-Teil), und es gibt ein NTC-Signal zur Temperaturkompensation des Shunts. Der Strommessbereich beträgt für beide Teile bis zu ±2000 A bei 10 s, ebenso wie der breite Betriebstemperaturbereich von –40 bis +125 °C.

LEM plant, sein HSU-Angebot durch neue Technologien zu erweitern – beispielsweise plant das Unternehmen einen Shunt mit einem kernlosen Hall-Effekt-Bauteil zu kombinieren. Ziel ist es, Größe und Kosten der Bauteile weiter zu senken und ihre Leistungsfähigkeit zu verbessern.

Verfügbarkeit

Die HSU ist sofort einsatzbereit (Plug-and-Play) und lässt sich einfach montieren. LEM bietet zunächst ein HSU00-Teil an; HSU01 soll noch in diesem Monat folgen. Beide Bauteile sind für die beiden gängigsten BDU-Sammelschienen ausgelegt: 84 mm × 36 mm × 3 mm (HSU00) und 84 mm × 20 mm × 3 mm (HSU01). Muster sind ab sofort erhältlich. (se)

Die Stromsonden TICP IsoVu messen Spannungen über Strom-Shunts. Erhältlich sind die Sonden in Brandbreiten von 250 und 500 MHz sowie 1 GHz für Spannungen bis 1,8 kV. (Bild: Tektronix)

Isabellenhütte Analogsensoren BS-series Portfolio für Ihre Anwendung in der Präzisionsstrommessung. (Bild: Isabellenhütte Heulser GmbH & Co. KG)

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Stand: 08.12.2025

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