The Switch erweitert den ultraschnellen DC-Schutz um eine neue Funktion für den direkten Batterieanschluss.

(WK-intern) – Der neue elektronische Strombegrenzer (ECL) des finnischen Spezialisten für Schiffselektronik ermöglicht den direkten Anschluss von Batterien an DC-Systeme und gewährleistet dabei die Überbrückungsfunktion und Systemstabilität.

Mit dem ECL erweitert der Switch sein weltweit führendes Portfolio an ultraschnellen DC-Schutztechnologien und begegnet damit einer wachsenden Herausforderung moderner Hybrid- und Elektroschiffe: den Auswirkungen von Fehlern in großen Batteriesystemen auf den Rest des Schiffes.

Da Batterien eine immer wichtigere Rolle für Schiffsantrieb, Stromerzeugung und Energiespeicherung spielen, ist ein Fehler im Batteriesystem kein lokales Problem mehr. Ohne ausreichend schnellen Schutz können plötzliche Fehlerströme die Spannung im gesamten DC-System absinken lassen, was zum Ausfall intakter Geräte führen und ein begrenztes technisches Problem zu einer umfassenderen Betriebsstörung ausweiten kann.

Der zwischen Batterien und DC-Hub installierte ECL begrenzt den Fehlerstrom bei anormalen Zuständen, bevor er sich im DC-System ausbreiten kann. Durch seine Reaktionsgeschwindigkeit im Mikrosekundenbereich erhält er die DC-Zwischenkreisspannung und die Überbrückungsfunktion aufrecht, sodass andere Verbraucher weiterarbeiten können.

„Gleichstromsysteme lassen keine Reaktionszeit“, erklärt Paul Atherton, Produktlinienleiter Leistungselektronik bei The Switch. „Für ein vorhersehbares Verhalten im Fehlerfall muss der Schutz sofort eingreifen. Die ECL ermöglicht uns diese präzise Steuerung an der Batterieschnittstelle.“

Vervollständigung der Schutzarchitektur

Die ECL basiert auf dem bewährten Portfolio an Halbleiter-basierten Schutzgeräten von The Switch für die Gleichstromverteilung. Elektronische Gleichstrom-Leistungsschalter (EDCBs), die in Wechselrichtermodule integriert sind, isolieren interne Fehler innerhalb von Mikrosekunden und stellen so sicher, dass Fehler lokal begrenzt bleiben, ohne den Gleichstrom-Hub zu destabilisieren. Elektronische Busverbindungen (EBLs) bieten selektiven Schutz zwischen Gleichstrom-Hubs und ermöglichen so die Energieverteilung im Normalbetrieb bei gleichzeitiger sofortiger Trennung von Abschnitten im Fehlerfall.

Batterie-Kurzschlussbegrenzer (BSCLs) minimieren die zunehmende Kurzschlussenergie großer Batterieanlagen, indem sie verhindern, dass die gespeicherte Energie im Fehlerfall in das Gleichstromsystem freigesetzt wird.

Die ECL ergänzt diese Technologien durch ihren Fokus auf Fehler auf der Batterieseite, insbesondere in Konfigurationen, in denen Batterien direkt an den Gleichstrom-Zwischenkreis angeschlossen sind.

„Jedes Gerät hat eine spezifische Rolle, aber das Ziel ist immer dasselbe“, erklärt Atherton. „Den Fehler an der Quelle eindämmen und den Zwischenkreis stabil halten.“

Ermöglicht einfachere und robustere Systemdesigns

Durch die direkte Anbindung von Batterien an den Zwischenkreis ermöglicht die ECL eine einfachere Systemarchitektur mit weniger Wandlungsstufen. In den meisten Fällen erhöht dies die Schiffseffizienz und reduziert den Platzbedarf. Gleichzeitig wird dank des schnellen, selektiven Schutzes ein vorhersehbares Verhalten im Fehlerfall gewährleistet.

Für Reedereien liegt der Vorteil nicht nur in der Effizienz, sondern auch in der Betriebssicherheit. Werden Fehler schnell eingedämmt, können Schiffe den Betrieb fortsetzen oder sicher beenden, anstatt Stromausfälle oder kaskadierende Systemausfälle zu erleiden.

Wie die anderen Schutztechnologien von The Switch basiert auch die ECL auf Halbleiterbauelementen und schneller Strommessung und arbeitet im Mikrosekundenbereich statt im Millisekundenbereich. Ihre Einführung spiegelt einen umfassenderen Wandel im Design von Schiffsstromversorgungssystemen wider, bei dem das Fehlerverhalten und die Fähigkeit zum Überbrücken von Fehlern als zentrale Designkriterien und nicht mehr als nachträgliche Überlegungen betrachtet werden.

„Da Schiffe immer elektrischer und komplexer werden, geht es beim Schutz nicht mehr nur um die Einhaltung von Vorschriften“, so Atherton abschließend. „Es geht darum, sicherzustellen, dass sich das System unter allen Bedingungen kontrolliert und vorhersehbar verhält.“

The Switch extends ultrafast DC protection with a new capability for direct battery connection

Finnish marine power electronics specialist’s new Electronic Current Limiter (ECL) enables batteries to connect directly to DC systems while preserving ride-through and system stability.

The Switch has expanded its world-leading portfolio of ultrafast DC protection technologies with the ECL to address a growing challenge in modern hybrid and electric vessels: how faults in large battery systems can affect the rest of the ship.

As batteries play a larger role in vessel propulsion, power generation and energy storage, a fault on the battery side is no longer a local issue. Without sufficiently fast protection, sudden fault currents can pull voltage down across the shared DC system, causing healthy equipment to trip or shut down and turning a contained technical issue into a wider operational disruption.

Installed between batteries and the DC-Hub, the ECL limits fault current during abnormal conditions before it can propagate into the DC system. By acting at microsecond speed, it preserves DC-link voltage and ride-through capability, allowing other consumers to continue operating.

“DC systems don’t give you time to react,” says Paul Atherton, Product Line Director, Power Electronics at The Switch. “If you want predictable behaviour during a fault, protection has to act immediately. The ECL gives us that level of control on the battery interface.”

Completing the protection architecture

The ECL builds on The Switch’s established suite of semiconductor-based protection devices for DC distribution. Electronic DC Breakers (EDCBs), integrated inside inverter modules, isolate internal faults within microseconds, ensuring failures are contained locally without destabilising the DC-Hub. Electronic Bus Links (EBLs) provide selective protection between DC-Hubs, allowing energy sharing during normal operation while instantly separating sections if a serious fault occurs.

Battery Short-Circuit Limiters (BSCLs) address the growing short-circuit energy associated with large battery installations by preventing that stored energy from being released into the DC system during a fault.

The ECL complements these technologies by focusing specifically on faults on the battery side, particularly in configurations where batteries are connected directly to the DC link.

“Each device has a specific role, but the objective is always the same,” Atherton explains. “Contain the fault at the source and keep the DC link stable.”

Enabling simpler, more robust system designs

By allowing batteries to connect directly to the DC link, the ECL enables simpler system architecture with fewer conversion stages. In most cases, this increases vessel efficiency and reduces footprint, all while ensuring predictable behaviour during faults thanks to its fast, selective protection.

For shipowners, the benefit is not only efficiency but operational resilience. When faults are contained quickly, vessels can continue operating or exit operations safely, rather than experiencing blackouts or cascading system failures.

Like The Switch’s other protection technologies, the ECL is based on semiconductor devices and fast current measurement, operating at microsecond timescales rather than milliseconds. Its introduction reflects a broader shift in marine power system design, where failure behaviour and ride-through capability are treated as core design criteria rather than afterthoughts.

“As vessels become more electric and more complex, protection is no longer just about compliance,” Atherton concludes. “It’s about ensuring the system behaves in a controlled and predictable way under all conditions.”

About The Switch
The Switch is an agile product supplier that provides custom electric machines and power electronics products to system integrators (SIs) and original equipment manufacturers (OEMs). We are on a mission to electrify the world with game-changing green technologies. Our products accelerate the switch toward net zero emissions in marine, renewables and industry applications. We are growing together with customers who find the key to their success in our innovative technology and optimized products. Our products currently deliver tens of gigawatts of electricity throughout the world. The Switch is part of the BEMAC Group whose products are unified under the BEMAC brand.

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