Sicherheit im 48V-Bordnetz
Das 48-V-Bordnetz wird vor allem für die Versorgung der Verbraucher mit höherer elektrischer Leistung verwendet.
Durch die höhere Spannung reduziert sich der Strom und damit der Querschnitt und die Masse der Kabel in einem Fahrzeug. Die im Vergleich zur 12V-Spannung 4-fach höhere Spannung reduziert den Strom und damit den notwendigen Leitungsquerschnitt auf ein Viertel. Es lassen sich somit einige Kilogramm an Kabel einsparen.
Berührungsschutz
Das 48-V-Bordnetz ist hinsichtlich der Schutzkleinspannung sicher. Die Spannung von 48V ist deutlich geringer als die Schutzkleinspannung von 60V. Selbst im Ladefall der 48-V-Batterie tritt maximal eine Spannung von 57 V auf.
Es besteht keine Gefahr durch die Berührung der elektrischen Bauteile und es ist auch kein zusätzlicher Berührungsschutz notwendig.
Es empfiehlt sich trotzdem die Leitungen getrennt von den 12-V-Leitungen zu verlegen.
Lichtbogen
Allerdings besteht ab Spannungen von 20V die Gefahr der Entstehung eines Lichtbogens im Störfall und damit der Entstehung eines Brandes:
Grundsätzlich unterscheidet man
- Serieller Lichtbogen
- Paralleler Lichtbogen
Ein serieller Lichtbogen tritt auf, wenn ein Leiter unterbrochen oder ein Stecker gezogen wird. Der Stromfluss wird dann über das Plasma fortgesetzt. Praktische Versuche haben gezeigt, dass bei 48V-Spannungen ab 5A ein Lichtbogen entstehen kann. Am Plasma können dabei Temperaturen bis 1000°C auftreten.
Als Schutzmaßnahme muss die Unterbrechung bzw. Beschädigung des Kabels sowie das Abgehen von Steckern verhindert werden:
- Geschützte Kabelführung z.B. durch verstärkten Leitungsmantel und Aussparung von crash-empfindlichen Bereichen
- Sichere Kontaktierung z.B. durch geschraubte Verbindung
Ein paralleler Lichtbogen entsteht durch einen Stromfluss parallel zu den echten Verbrauchern.
Als Schutzmaßnahmen gelten die gleichen wie bei einem seriellen Lichtbogen.
48V-Batterieemulator
Der 48V-Batterieemulator kann durch seine Funktionen das Auftreten von einem Lichtbogen verhindern bzw. erlöschen.
Im Gegesatz zu einer echten Batterie ist es möglich eine Grenze für einen Strom zu definieren. Dieser Strom wird dann entweder nicht überschritten (Strommode) oder führt zum Abschalten des 48V-Batterieemulators.