Neuigkeiten – Vergleich von Relais und MOS-BMS: Leitfaden für Hochstromanwendungen

Bei der Auswahlein Batteriemanagementsystem (BMS) für HochstromanwendungenÄhnlich wie bei Elektrogabelstaplern und Reisebussen herrscht die weitverbreitete Annahme, dass Relais aufgrund ihrer hohen Strombelastbarkeit und Spannungsfestigkeit für Ströme über 200 A unerlässlich sind. Fortschritte in der MOS-Technologie stellen diese Vorstellung jedoch in Frage.

Moderne MOS-basierte Batteriemanagementsysteme (BMS) decken mittlerweile Ströme von 200 A bis 800 A ab und eignen sich daher für vielfältige Hochstromanwendungen. Dazu gehören Elektromotorräder, Golfwagen, Geländefahrzeuge und sogar maritime Anwendungen, bei denen häufige Start-Stopp-Zyklen und dynamische Laständerungen eine präzise Stromregelung erfordern. Auch in Logistikmaschinen wie Gabelstaplern und mobilen Ladestationen bieten MOS-Lösungen hohe Integration und schnelle Reaktionszeiten.

Relaisbasierte Systeme erfordern im Betrieb einen komplexen Aufbau mit zusätzlichen Komponenten wie Stromwandlern und externen Stromquellen, was professionelle Verdrahtung und Lötarbeiten notwendig macht. Dadurch steigt das Risiko von Lötfehlern, die im Laufe der Zeit zu Ausfällen wie Stromausfällen oder Überhitzung führen können. MOS-Systeme hingegen zeichnen sich durch integrierte Designs aus, die Installation und Wartung vereinfachen. Beispielsweise erfordert das Abschalten von Relais eine strenge Sequenzsteuerung, um Bauteilschäden zu vermeiden, während MOS ein direktes Abschalten mit minimalen Fehlerraten ermöglicht. Die Wartungskosten für MOS sind aufgrund der geringeren Anzahl an Bauteilen und der schnelleren Reparaturen jährlich um 68–75 % niedriger.

Eine Kostenanalyse zeigt, dass Relais zwar zunächst günstiger erscheinen, die Gesamtlebenszykluskosten von MOS-Schaltungen jedoch niedriger sind. Relaissysteme benötigen zusätzliche Komponenten (z. B. Kühlrippen), verursachen höhere Arbeitskosten für die Fehlersuche und verbrauchen ≥ 5 W Dauerleistung, während MOS-Schaltungen ≤ 1 W verbrauchen. Relaiskontakte verschleißen zudem schneller und erfordern jährlich 3- bis 4-mal mehr Wartung.

Leistungstechnisch weisen Relais eine langsamere Reaktionszeit (10–20 ms) auf und können bei schnellen Änderungen, wie z. B. beim Anheben eines Gabelstaplers oder bei plötzlichem Bremsen, zu Stromaussetzern führen. Dadurch erhöhen sich Risiken wie Spannungsschwankungen oder Sensorfehler. MOSFETs hingegen reagieren in 1–3 ms und bieten eine gleichmäßigere Stromversorgung sowie eine längere Lebensdauer ohne Verschleiß der Kontakte.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Relaisschaltungen für einfache Anwendungen mit niedrigen Strömen (<200 A) geeignet sein können. Für Anwendungen mit hohen Strömen bieten MOS-basierte BMS-Lösungen jedoch Vorteile hinsichtlich Benutzerfreundlichkeit, Kosteneffizienz und Stabilität. Die Industrie setzt häufig weiterhin auf Relais; mit der zunehmenden Reife der MOS-Technologie ist es an der Zeit, die Auswahl anhand der tatsächlichen Bedürfnisse und nicht anhand von Traditionen zu gestalten.

Veröffentlichungsdatum: 28. September 2025

Relais vs. MOS für Hochstrom-BMS: Welches ist besser für Elektrofahrzeuge?

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