Relè ad alta tensione per l’infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici

Alla fiera smarter E Europe 2026 (23-25 giugno), OMRON Electronic Components Europe presenterà i suoi più recenti relè di potenza ad alta tensione in corrente alternata (AC) e corrente continua (DC), progettati per ottimizzare l'infrastruttura di ricarica dei veicoli elettrici e i sistemi di accumulo di energia industriale. Passando da ingombranti contattori elettromeccanici a relè montati su circuito stampato (PCB), i progettisti di sistemi possono ottenere riduzioni significative dell'ingombro fisico dell'hardware, del peso strutturale e del consumo energetico continuo della bobina nelle piattaforme di elettrificazione ad alta energia.

Avanzamenti tecnici nei sistemi di commutazione ad alta energia
La migrazione verso architetture a tensione più elevata nei microgeneratori solari, nelle reti di ricarica rapida in corrente continua e nei sistemi di accumulo di energia commerciali richiede meccanismi di isolamento della potenza altamente efficienti. Alla fiera smarter E Europe, gli ingegneri avranno l'opportunità di esaminare architetture di commutazione alternative. Invece di affidarsi ai tradizionali contattori su larga scala, le architetture dei sistemi di alimentazione utilizzano sempre più relè specializzati montati su PCB insieme a matrici di MOSFET in carburo di silicio (SiC) in grado di gestire tensioni di carico fino a 3.300 V. Questo approccio strutturale riduce al minimo l'impronta dei materiali e diminuisce la complessità di assemblaggio senza compromettere la gestione termica necessaria per l'isolamento dei carichi ad alta energia. Inoltre, questi sistemi possono integrare hardware ambientale intelligente, come sensori meteorologici connessi, per facilitare il monitoraggio operativo dell'Internet of Things (IoT).

Specifiche dei relè e integrazione del rilevamento dei guasti
L'azionamento continuo di carichi ad alta potenza richiede configurazioni hardware specifiche per mantenere un isolamento sicuro e lunghi cicli di vita operativa. I relè AC della serie G9KA funzionano con valori nominali continui fino a 300 A e 1 KV. Per supportare i protocolli di manutenzione predittiva, sia i relè G9KA sia i relè di potenza DC ad alta capacità G9KD da 1.500 V sono dotati di un meccanismo di contatto ausiliario opzionale. Questa aggiunta hardware consente il rilevamento fisico in tempo reale delle saldature, garantendo che l'hardware sia direttamente conforme alle specifiche IEC/EN60947-4-1 per le apparecchiature di controllo elettromeccaniche. Inoltre, la serie G9KJ offre un ingombro compatto ottimizzato specificamente per l'attuazione di precarica ad alta tensione all'interno di stazioni di ricarica rapida DC da 1.500 V.

Confronti architetturali per la riduzione dell'ingombro
L'impatto ingegneristico pratico della sostituzione dei contattori tradizionali con relè montati su PCB è verificabile attraverso confronti diretti del layout hardware. Un caso d'uso primario nel settore riguarda un circuito di isolamento di sicurezza gestito convenzionalmente da una configurazione standard a doppio contattore da 230 A. Sostituendo questa configurazione obsoleta con un prototipo funzionalmente identico che incorpora sei relè AC G9KA da 260 A, i produttori generano un layout di componenti notevolmente più leggero e più piccolo. Questa riduzione dei requisiti volumetrici consente direttamente la progettazione di caricabatterie EV wallbox più sottili e di moduli di accumulo di energia ad alta densità, pur mantenendo capacità continue di rilevamento dei guasti.

Contesto aggiuntivo
Questa sezione dettaglia le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nel comunicato stampa originale.

Il panorama competitivo dei relè PCB ad alta tensione utilizzati nella ricarica dei veicoli elettrici e nell'accumulo di energia comprende produttori di componenti come Panasonic Industry, TE Connectivity e Hongfa. Ad esempio, la serie di relè HE di Panasonic e i relè PCB ad alta corrente di TE Connectivity sono progettati per applicazioni di commutazione di potenza simili in cui lo spazio fisico è estremamente limitato. Nella valutazione dei relè montati su PCB della classe da 300 A rispetto ai contattori sigillati standard, gli ingegneri analizzano parametri critici tra cui la resistenza di contatto iniziale, che è tipicamente progettata al di sotto di 0,2 milliohm per ridurre al minimo la dissipazione termica sotto carichi continui.

Il passaggio del settore da architetture a 400 V a 800 V e 1.500 V nei caricabatterie rapidi in corrente continua richiede che componenti come il G9KD e il G9KJ mantengano distanze di dispersione e di isolamento estese, mitigando al contempo i gravi eventi di arco associati all'interruzione della corrente continua ad alta tensione. Incorporando tecnologie magnetiche per lo spegnimento dell'arco, i relè PCB compatti possono interrompere efficacemente correnti continue ad alta tensione, eguagliando il potere di interruzione dei contattori tradizionali fisicamente più grandi, riducendo al contempo in modo significativo la potenza di mantenimento richiesta.

Edito da Aishwarya Mambet, redattrice di Induportals, con il supporto dell’IA.

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