Pyrofuse sorgt für sichere E-Autos

Fingernagelgroße Mikrochips von Bosch steuern kleine Sprengladungen an der Batterie von Elektrofahrzeugen und kappen bei einem Unfall die Stromverbindung. Fahrzeuginsassen, Rettungskräfte und Ersthelfer sind so vor Stromschlägen geschützt.

01. Oktober 2019
Pyrofuse sorgt für sichere E-Autos
Speziell entwickelte Mikrochips schalten in Sekundenbruchteilen den Strom im E-Fahrzeug ab. (Bild: Bosch)

Vielerorts herrscht Skepsis, ob bei Elektroautos im Fall eines Unfalls das Risiko besteht, dass beschädigte Leitungen die Karosserie unter Strom setzen. Immerhin liefern die Batterien von Fahrzeugen mit Hybrid- oder reinem Elektroantrieb eine Spannung von 400 bis 800 Volt. Damit Fahrzeuginsassen, Rettungskräfte oder Ersthelfer am Unfallort nicht in Berührung mit stromführenden Bauteilen kommen, sorgen Halbleiterchips von Bosch dafür, dass die Hochvoltbatterie im Auto automatisch abgeklemmt wird.

Kleine Explosionen kappen die Kabel

Die Halbleiter sind Teil von pyrotechnischen Batterie-Trennsystemen, auch »Pyrofuse« genannt. Diese Systeme sprengen bei einem Unfall ganze Teile der Verbindungsleitung zur Hochvoltbatterie mittels kleiner Treibsätze heraus, damit der Stromkreis schnell und wirkungsvoll unterbrochen wird.

Die Halbleiter von Bosch spielen in diesen Systemen die entscheidende Rolle: Erkennt beispielsweise das Airbag-Steuergerät einen Unfall, lösen die gerade einmal zehn mal zehn Millimeter großen und nur wenige Gramm leichten Halbleiterwinzlinge die Pyrofuse aus.

Durch kleine Explosionen treiben die Systeme anschließend einen Keil durch die Hochvoltleitung zwischen Batterieeinheit und Leistungselektronik und trennen die Verbindung. Das Fahrzeug wird damit stromlos geschaltet und die Gefahr eines Brandes oder Stromschlages wird gebannt.

Komplexe Schaltungen auf wenigen Quadratmillimetern Silizium

Der Halbleiterchip CG912 in den »Pyrofuse«-Systemen gehört zu den anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen – kurz: ASICs. Diese Schaltungen sind auf spezielle Anforderungen im Auto ausgelegt.

Der ursprünglich von Bosch für das Auslösen von Airbags entwickelte CG912 hat sich in dieser Anwendung bereits millionenfach bewährt. Integrierte Schaltungen im Fahrzeug steuern heute neben sicherheitsrelevanten Komponenten wie Airbag und Gurtstraffer auch Tempomat, Abstands-, Fernlicht- und Spurhalteassistenten, den Regensensor sowie Systeme zum Erkennen von Müdigkeit am Steuer an.