Ein Beispiel: Hat eine Kontaktstelle einen Widerstand von 10mΩ und wird mit einem Strom von 100A beaufschlagt, ergibt sich eine Verlustleistung von 100W, was sehr schnell zu einer Überhitzung führt. Aus diesem Grund müssen in Elektrofahrzeuge kritische Kontaktstellen – zum Beispiel ein Steckverbinder zwischen Batterie und Motorinverter – thermisch überwacht werden und bei drohender Überhitzung rechtzeitig eine Drosselung des Stroms erfolgen. Zur Überwachung der Temperatur an kritischen Stellen eignen sich NTC-basierte Temperatursensoren, die ein Derating des Stroms einleiten. I2
Die Herausforderung bestand darin, ein Material zu finden, dass einerseits ein hohes elektrisches Isolationsverhalten aufweist, gleichzeitig aber auch eine sehr gute thermische Leitfähigkeit besitzt, um daraus wiederum ein Design zu entwickeln, in das sich ein NTC-Element integrieren lässt. Außerdem galt es eine hohe Temperaturbeständigkeit zu bieten. Als geeignet erwies sich eine Hülse aus einer speziellen Keramik, in die das Sensorelement integriert ist.
Dass der TDK-Temperatursensor die an ihn gestellten Anforderungen erfüllt, wurde in mehreren Tests nachgewiesen. Der Hochspannungstest ergab eine Spannungsfestigkeit von 5kVDC des Sensorkopfs, was die Systemspannung von 1kVDC deutlich übertrifft. Auch die geforderte kurze Ansprechzeit wurde erreicht. Sie ist besonders wichtig, um bei plötzlicher Überhitzung rechtzeitig das Derating einzuleiten. Hier wurde ein τ-Wert (63%) von deutlich <10s in einer typischen Einbausituation ermittelt. Der zulässige Temperaturbereich beträgt -40°C bis +150°C, wobei kurzfristige Beaufschlagungen von 180°C zulässig sind.
Bei dem Sensor ergibt sich bei 25°C eine maximale Abweichung von ±0,2K und der Widerstandswert R25 beträgt 10kΩ mit einer Toleranz von 1%.
