Verfahren zur Lichtbogenlöschung für 42-V-Steckverbinder

Durch die Vorversuche und Untersuchung des Abbrandverhaltens von Steckverbinderkontakten in typischen Lastkreisen wird gezeigt, dass Maßnahmen zur Kontrolle und Begrenzung der Lichtbogenbildung in einem 42-V-Bordnetz erforderlich sind. Da die Lichtbogenmindestspannung im Gegensatz zur Hochspannungstechnik nur knapp überschritten wird, können vergleichweise einfache Gegenmaßnahmen eingesetzt werden, um die Lichtbogenbildung deutlich zu reduzieren. Im Rahmen dieser Arbeit werden alternative Wirkprinzipien untersucht und bewertet. Das Wirkprinzip "Lichtbogenlöschung mittels Luftstrom" wird als das geeigneteste für den Einsatz im Automoibl ausgewählt und näher betrachtet. Basierend auf der Modellierung des Lichtbogenlöschungsprozesses wird ein Berechnungsverfahren zur Bestimmung der Lichtbogenbranddauer entwickelt und genutzt, um geeignete Parameterkombinationen zur Minimierung der Lichtbogenbildung auszuwählen. Die Ergebnisse werden mit einem prototypisch umgesetzten Konzept für Steckverbinder mit integrierter Lichtbogenlöschung verifiziert. Die berechnete Reduzierung der Lichtbogenbildung wurde erreicht.

The first tests of the arcing during a hot disconnect of connectors in typical electric circuits of a 42 V automotive powernet have shown, that actions to control and minimize arcing are necessary. The only slight exceeding of the minimum arcing voltage, compared to high voltage devices, allows to look for a simple but effective new method to avoid damages by arcing. The technique of making use of the air flow in the connector chamber is chosen as the best suiting solution to fulfil the particular needs of applications in automotive powernets. Based on a theoretical model, a software tool to calculate the response of the arc has been developed. Various parameter settings have been calculated. The arcing characteristics have been plotted and the best suiting parameter set has been chosen. The results are verified with a prototype of a corresponding connector chamber. The calculated reduction of arcing could be achieved.