Für Systemintegratoren, Schaltschrankbauer, Einkauf und Elektroingenieure: TPS-BM1510KTHIF und TPS-BM1510KTHIRF sind kompakte, galvanisch getrennte, dreiphasige AC/DC-Leistungsmodule für bidirektionale Energieflüsse bei niedriger DC-Spannung und sehr hohen Strömen. Die Plattform verbindet 10 kW AC-zu-DC-Leistung mit 8 kW DC-zu-AC-Rückspeisung, einem 15-VDC-Bus, CAN-Kommunikation und Parallelbetrieb für Zellformierung, regenerative Alterung und bidirektionale Prüfsysteme.
Dieser BoFu-Leitfaden übersetzt das Datenblatt in einen belastbaren RFQ-Prozess: Welche Werte sind bestätigt, welche Randbedingungen muss der Integrator auslegen und welche Nachweise sollte der Einkauf vor der Lieferantenfreigabe anfordern?
Entscheidungsprofil: Wann passt dieses bidirektionale 15V-Leistungsmodul?
Die entscheidende Eigenschaft ist nicht nur „10 kW“, sondern die Kombination aus sehr niedriger DC-Spannung und mehreren hundert Ampere. In AC-zu-DC-Richtung ist das Modul mit 10.000 W und 666,7 A bei 15 VDC spezifiziert. In regenerativer DC-zu-AC-Richtung beträgt die Nenneingangsleistung 8.000 W bei 533,3 A. Diese Asymmetrie muss in Lade- und Entladeprofilen berücksichtigt werden; 10 kW dürfen nicht pauschal für beide Energieflussrichtungen angesetzt werden.
Der Netzanschluss erfolgt dreiphasig als 3Ph+PE ohne Neutralleiter bei 380/400/415 VAC. Das Datenblatt nennt 343 bis 456 VAC für Volllast und 304 bis 343 VAC mit Leistungsreduzierung auf 80 %. Die adaptive Frequenzregelung ist für 50/60 Hz ±5 Hz angegeben. Für internationale Projekte ist das eine gute Ausgangsbasis. Trotzdem müssen Netzform, Erdung, Vorsicherung, Spannungsverzerrung, Rückspeisebedingungen und lokale Anschlussregeln projektspezifisch bestätigt werden.
TPS bietet diese Produktklasse nicht nur als Einzelkomponente an. TPS kann Auswahl, äquivalente Lösungen, Systemarchitektur, Schaltschrankintegration und projektbezogene Engineering-Beratung für globale B2B-Kunden unterstützen. Für die Vorauswahl stehen die Produktseiten zum TPS-BM1510KTHIF und zum TPS-BM1510KTHIRF bereit; anschließend sollte das reale Lastprofil technisch geprüft werden.
AC → DC
15 VDC, 666,7 A Nennwert
DC → AC
15 VDC, 533,3 A Nennwert
380/400/415 VAC
Ohne Neutralleiter
Technische Kenndaten für die Lieferanten- und Systembewertung
| Prüfpunkt | Datenblattwert | Bedeutung im RFQ |
|---|---|---|
| Energiefluss | Bidirektional, Hochfrequenzisolation | Laden, Entladen, Übergänge und Fehlerreaktion definieren. |
| AC → DC | 10 kW; 15 VDC; 666,7 A; 250 mV Ripple; 1 % Spannungsgenauigkeit | Spannungsfall, Messpunkt und DUT-Ripplelimit prüfen. |
| DC → AC | 8 kW; 15 VDC; 533,3 A | Regenerative Zyklen auf 8 kW Rückspeiseleistung auslegen. |
| Netzqualität | PF 0,99 bei 380 VAC/Volllast; THDi <5 %; Bedingung im Datenblatt: Netz-THDu ≤2 % | Standort-THDu und Abnahmeverfahren nennen. |
| Spitzenwirkungsgrad | 92 % in beiden Richtungen | Für Kühlung und Energiebedarf reale Arbeitspunkte verwenden. |
| Umgebung | -10 °C bis 45 °C Volllast; 45 °C bis 60 °C auf 90 % reduziert; 5–95 % rF, nicht kondensierend | Schaltschrank-Einlasstemperatur und Lastprofil angeben. |
| Erweiterung | Bis zu 4 Geräte parallel; Stromteilungsabweichung ≤5 % | Freigegebene Bus-, Schutz- und Sequenzierungsarchitektur anfordern. |
| Mechanik | 218 × 86 × 300 mm; ≤6,5 kg | Serviceabstand, Luftweg, Biegeradius und Tragstruktur vorsehen. |
TPS-BM1510KTHIF oder TPS-BM1510KTHIRF: die Auswahl entscheidet sich am Luftstrom
Das Spezifikationsblatt deckt beide bestellbaren Varianten ab und weist identische elektrische Hauptdaten aus. Der dokumentierte Unterschied liegt in der Luftstromrichtung. Die Standardausführung saugt vorn an und bläst nach hinten aus. Beim R-Typ ist der Luftweg umgekehrt: Einlass hinten, Auslass vorn; die Zeichnung kennzeichnet die Vorderseite als Lüfterseite und die Rückseite als Anschlussseite. Das Suffix ist deshalb eine Systementscheidung und kein kosmetisches Detail.
Luftstrom passend zur Schaltschrankarchitektur auswählen
Der TPS-BM1510KTHIF mit Standardluftstrom passt, wenn saubere Kühlluft an der Modulfront bereitsteht und die Warmluft nach hinten ungehindert abgeführt wird. Der TPS-BM1510KTHIRF mit umgekehrtem Luftstrom ist für Einlass an der rückseitigen Anschlussseite und Auslass an der Frontseite vorgesehen. Vor Bestellung sollten TPS und Integrator Suffix, Einbaulage, Filterdruckverlust, benachbarte Wärmequellen und Wartungszugang bestätigen.
Einlass vorn → Modul → Auslass hinten
Einlass hinten → Modul → Auslass vorn
Anwendungsfit: Wo Energierückspeisung wirtschaftlich relevant wird
Zellformierung und Niedervolt-Batterietest
Die 15-VDC-Architektur und der hohe Strom passen zur Formierung, Klassifizierung und zyklischen Prüfung von Niedervolt-Zellen oder Zellgruppen innerhalb des validierten Arbeitsbereichs. Beim Laden wird Netzenergie in kontrollierte DC-Energie umgesetzt. Beim Entladen kann Energie in das dreiphasige Netz zurückgespeist werden, statt vollständig als Wärme zu enden. Besonders bei langen, wiederholten Prüfzyklen kann das die Hallenkühlung und den Energieverlust reduzieren.
Die Auswahl darf jedoch nicht allein anhand der Zellnennspannung erfolgen. In die Anfrage gehören minimale und maximale DUT-Spannung, Stromprofil, Leitungs- und Kontaktwiderstand, Umschaltzeit, zulässiger Ripple, Not-Halt-Verhalten und erforderliche Kanaltrennung. Als Vergleich für eine verwandte Niedervolt-Plattform bietet TPS Informationen zu AC/DC-bidirektionalen Leistungsmodulen für 14-V-Zellformierung.
Regenerative Alterungs- und Power-Cycle-Systeme
Regenerative Alterungsanlagen können große dissipative Lasten ersetzen, sofern Netz und Standort Rückspeisung zulassen. Dadurch sinkt die thermische Belastung im Dauerbetrieb. Gleichzeitig muss der Integrator Netztrennung, Inselnetzerkennung, vorgeschaltete Schaltgeräte, Entladepfade, Fehlerbegrenzung und Standortabnahme koordinieren. Für höhere Spannungen kann TPS diese Architektur mit einer regenerativen DC-Last EA-PUL 10000 6U vergleichen.
Bidirektionale Komponenten- und Subsystemprüfung
Wandler, Niedervolt-Leistungselektronik und Energiespeicher-Subsysteme müssen am selben Prüfanschluss häufig Energie aufnehmen und abgeben. Bidirektionale Isolation, CAN und möglicher Parallelbetrieb bilden dafür Bausteine einer automatisierten Testanlage. TPS kann Leistungsstufe, programmierbare Quellen, Messtechnik, Schrankbau und Energieverteilung zusammenführen. Für Entwicklungsplätze ohne den 15-V/666,7-A-Arbeitspunkt kann beispielsweise ein programmierbares DC-Tischnetzgerät EA-PSI 9000 DT geeigneter sein.
3Ph+PE
Isolierte Wandlung
Formierung / Test / Alterung
Elektrische Integration: mehrere hundert Ampere beherrschen
Bei 15 VDC erzeugen bereits kleine Widerstände relevante Spannungsfälle und Verlustwärme. Das RFQ sollte deshalb maximale Verbindungslänge, Material und Querschnitt von Leiter oder Stromschiene, Kontaktaufbau, Zielwert des Übergangswiderstands, Temperaturerhöhung, Drehmomentkontrolle und Messpunkt definieren. Das Datenblatt nennt zwölf M6×12-Befestigungsschrauben an den Ausgangsklemmen mit 2 N·m und vier M4×8,5-Schrauben an den Eingangsklemmen mit 1,5 N·m. Vor Serienfreigabe sind aktuelle Montagezeichnung und Anschlussbelegung anzufordern.
Die Schutzkoordination muss Drehstromeingang, Hochstrom-DC-Seite, Vorladung beziehungsweise kontrolliertes Zuschalten, Verpolungsrisiko, Abschaltvermögen der Schütze, Not-Halt und gespeicherte Energie abdecken. Das Datenblatt warnt, dass eine DC-Spannung über 20 VDC zum Leistungsausfall führen kann. Dieser Wert ist als harte Auslegungsgrenze zu behandeln; ein freigegebenes Überspannungs- und Fehlerreaktionskonzept ist erforderlich. Interne Schutzfunktionen ersetzen nicht automatisch projektspezifische Sicherungen, Trenneinrichtungen, Berührungsschutz oder eine Sicherheitssteuerung.
Auch die Netzwerte benötigen Kontext. Bei 380 VAC und Volllast nennt die Spezifikation einen Eingangsstrom ≤19 A, PF 0,99 und THDi <5 %, wobei die Oberschwingungswerte an eine Netz-THDu ≤2 % gebunden sind. Generatorbetrieb, schwaches Netz, hohe nichtlineare Lasten oder abweichende Verzerrung sollten bereits in der Anfrage genannt werden. TPS kann dann prüfen, ob Netzstudie, zusätzliche Schutztechnik, Konditionierung oder eine alternative Architektur sinnvoll ist.
Thermische und mechanische Integration
92 % Spitzenwirkungsgrad bedeutet nicht, dass die Wärme vernachlässigbar ist. Bei 10 kW entsprechen beispielhafte 8 % Wandlungsverlust am Punkt des Spitzenwirkungsgrads rund 800 W. Die reale Verlustleistung hängt von Energieflussrichtung, Spannung, Strom, Schaltbetrieb und Umgebung ab. Die Kühlung muss daher mit bestätigter Verlustkennlinie und Lastprofil dimensioniert werden. Das Modul nutzt zwangsbelüftete Kühlung mit intelligenter Regelung und ist von -10 °C bis 45 °C für Volllast spezifiziert. Zwischen 45 °C und 60 °C nennt das Dokument eine Reduzierung auf 90 % Leistung.
Luftrezirkulation kann eine rechnerisch ausreichende Lüfterleistung unwirksam machen. Ansaugung und Warmluftauslass müssen getrennt, Filterdruckverluste berücksichtigt und Anschlüsse ohne Blockierung des Luftwegs zugänglich sein. Die Spezifikation gilt bis 2.000 m; oberhalb davon ist Derating vorgesehen, mit 1 % Temperaturreduzierung je weiteren 100 m. Zulässig sind 5–95 % relative Feuchte ohne Kondensation, der Lagertemperaturbereich beträgt -40 °C bis 70 °C.
Das Gehäusemaß von 218 × 86 × 300 mm unterstützt eine hohe Kanaldichte. Zusätzlich sind jedoch Luftweg, Serviceausbau, Anschlüsse, Biegeradius von Kabeln oder Stromschienen, Berührungsschutz und eine Tragstruktur für bis zu 6,5 kg vorzusehen. Die Zeichnung warnt davor, die Tiefe reservierter Montagebohrungen mit zu langen Schrauben zu überschreiten. Schaltschrankbauer sollten deshalb vor Blechfreigabe die kontrollierte Zeichnung anfordern. Für größere Systeme kann TPS Module, Energieverteilung, Schutz und Kühlung in einem Sentinel-Y 42HE Leistungsschrank oder einem kundenspezifischen Gehäuse integrieren.
CAN-Steuerung und Parallelbetrieb
Das Modul verfügt über CAN-Kommunikation und Statusanzeigen: Blau für Betrieb, Rot für Fehler. Laut Datenblatt sind automatischer Parallelbetrieb mit bis zu vier Geräten und eine Stromteilungsabweichung ≤5 % vorgesehen. Eine Viererbank kann hohe Ströme bereitstellen, doch Nennwerte dürfen nicht ohne Systemprüfung multipliziert werden. Energieflussrichtung, gemeinsamer DC-Bus, Netzstrom, Schutzeinrichtungen, Controller-Adressen, Startsequenz, Fehlerisolation und Stromteilung müssen für die konkrete Konfiguration freigegeben sein.
Für die Automatisierung sollte der Einkauf das aktuelle CAN-Protokoll beziehungsweise Frame-Verzeichnis, Skalierungen, Aktualisierungsraten, Zustandsmodell, Alarmdefinitionen, Watchdog-Verhalten, Firmwarepolitik und Verhalten bei Kommunikationsverlust anfordern. Der FAT sollte Sollwertgrenzen, Richtungswechsel, Not-Halt, Netzausfall, Übertemperatur, Fehler eines einzelnen Moduls im Parallelverbund und sicheren Wiederanlauf prüfen. TPS kann die Schnittstelle zwischen Leistungsmodul, PLC/IPC, Prüfsoftware und Sicherheitskette mit auslegen.
Netz, Stromschiene, Sicherung, Schütze
Luftweg, Verluste, Filter, Höhe
CAN, Sequenz, Alarme, Interlocks
Zertifikate, Zeichnungen, FAT, Traceability
Konformität, Normen und Zuverlässigkeitsnachweise
Das Datenblatt nennt gute EMV-Eigenschaften mit Bezug auf EN 55032 und formuliert, das Produkt könne UL-, CE- und TÜV-Zertifizierung bestehen. Diese Formulierung bestätigt nicht automatisch, dass jede angebotene Konfiguration aktuell jedes Zeichen trägt. Der Einkauf sollte Erklärung, Zertifikat, Prüfbericht, Geltungsbereich, Revision und eindeutige Modellzuordnung für den Zielmarkt anfordern. Der offizielle Rechtsrahmen ist in der EMV-Richtlinie 2014/30/EU einsehbar; die konkrete Konformitätsdokumentation muss zum angebotenen Gerät passen.
Zur Zuverlässigkeitsbewertung gehören Lastprofil, thermische Reserve, Lüfterwartung, Firmwarekontrolle, Fehlerprotokollierung, Seriennummern-Traceability, Änderungsmitteilungen, Gewährleistung und Ersatzteilstrategie. Für globale Programme sind außerdem Verpackung, Logistik, Dokumentationssprache, Inbetriebnahmesupport und Reaktionszeiten zu klären. TPS kann diese kommerziellen und technischen Punkte koordinieren, damit die Lieferantenfreigabe auf Nachweisen statt auf Schlagworten basiert.
RFQ-Checkliste für ein technisch belastbares Angebot
- Lastprofil: minimale, nominale und maximale DC-Spannung; Quell- und Senkströme; Tastgrad; Häufigkeit der Richtungswechsel; Ripple- und Genauigkeitsgrenzen.
- Netz: Land, 380/400/415-VAC-Ebene, Toleranz, Frequenz, THDu, Erdung, Rückspeiseerlaubnis und Anschlussstandard.
- Architektur: Kanalzahl, Parallelmenge, Isolationsgrenzen, gemeinsamer DC-Bus, Kanalschutz und Ziel der rückgespeisten Energie.
- Schaltschrank: Umgebung und Einlasstemperatur, Höhe, Verschmutzung, Feuchte, Luftstromrichtung, Filter, Akustik und Serviceabstände.
- Steuerung: CAN-Master, Zykluszeit, Befehle, Alarme, Logging, Grenze zwischen PLC/Prüfsoftware und Sicherheitsinterlocks.
- Konformität: Zielmärkte, erforderliche Zeichen und Berichte, EMV-Abnahme, FAT, Dokumentation und Rückverfolgbarkeit.
- Kaufmännisch: Prototypen- und Serienmenge, Termin, Lieferland, Gewährleistung, Ersatzteile, Inbetriebnahme und Anpassungsbedarf.
Übermitteln Sie diese Angaben über die TPS Lösungsseite für bidirektionale Leistungsmodule. TPS kann beide Luftstromvarianten bewerten, ein geeignetes oder äquivalentes Konzept empfehlen und Entscheidungen zu Modul, Schaltschrank, Schutz, Kühlung, Steuerung und Projektdokumentation unterstützen.
Technische Auswahl und RFQ mit TPS prüfen
FAQ
Ist TPS-BM1510KTHI(R)F in beiden Richtungen ein 10-kW-Modul?
Nein. Das Datenblatt spezifiziert 10.000 W für AC-zu-DC und 8.000 W für DC-zu-AC. Für jeden Lade- oder Rückspeiseschritt ist der passende Richtungswert anzusetzen.
Was ändert die R-Variante?
Der dokumentierte Unterschied ist der Luftstrom: Standard ist Einlass vorn und Auslass hinten; beim R-Typ Einlass hinten und Auslass vorn. Das Suffix muss vor Bestellung zur Schrankkühlung passen.
Können vier Module einfach für den vierfachen Strom parallelgeschaltet werden?
Bis zu vier Geräte und ≤5 % Stromteilungsabweichung sind angegeben. Stromschiene, Schutz, Netz, Kühlung, Sequenzierung und Fehlerisolation müssen trotzdem für den konkreten Verbund freigegeben werden.
Ist das Modul UL-, CE- und TÜV-zertifiziert?
Die Quelle sagt, es könne diese Zertifizierungen bestehen. Vor Freigabe sind aktuelle, modellbezogene Zertifikate und Erklärungen für Konfiguration und Zielmarkt anzufordern.
Welche Daten benötigt TPS für ein projektbezogenes Angebot?
Benötigt werden DC-Spannungs- und Stromprofil, Netzdaten, Tastgrad, Kanalzahl, Luftstrom, Umgebung und Höhe, Steuerungsanforderungen, Zielmarkt-Konformität, Mengen und Termin. TPS kann damit das Produkt bestätigen oder eine äquivalente integrierte Lösung vorschlagen.
