Probabilmente nessuno dubita del fatto che le auto elettriche stiano diventando uno dei rami più importanti dell’industria automobilistica.
I veicoli EV hanno molti vantaggi, come il basso impatto ambientale, i minori costi operativi e una significativa riduzione (rispetto alle auto a combustione) dei costi di manutenzione e riparazione.
Forse il più grande ostacolo che sta rallentando il mercato delle auto elettriche è la limitata infrastruttura dedicata alla ricarica di questi veicoli.
Si stima che entro il 2025, per soddisfare le esigenze del numero sempre crescente di consumatori interessati nell’Unione Europea dovrebbero essere sorgere circa 2 milioni di stazioni di ricarica.
Esistono tre tipi di dispositivi progettati per integrare le risorse energetiche nelle auto elettriche.
Le prime e più comuni sono le stazioni AC, che forniscono elevate correnti che vengono convertite da raddrizzatori e controller presenti all’interno del veicolo.
Un’alternativa alla ricarica più rapida delle celle sono le stazioni DC che consentono di accedere direttamente alle batterie dell’auto, pertanto non sono limitate dai parametri dell’elettronica di bordo.
Queste due soluzioni sono solitamente dispositivi collocati nello spazio pubblico, dovrebbero quindi essere caratterizzati da un funzionamento intuitivo, ad esempio, mediante l’utilizzo di un touch screen, e un’elevata affidabilità (i costi di manutenzione possono influire sulla redditività della loro installazione).
Il terzo tipo di caricabatterie è un’apparecchiatura portatile che consente di collegare il veicolo direttamente a una normale presa elettrica.
I prodotti di queste categorie dispongono di circuiti di comunicazione integrati (ad esempio, generano un segnale pilota e consentono il monitoraggio remoto dello stato del caricabatteria), sistemi complessi di controllo della carica, nonché sistemi a microprocessore o computer compatti che supportano l’interfaccia utente e controllano il funzionamento del dispositivo.
Tutti questi elementi richiedono un’alimentazione precisa, pur condividendo la sorgente di alimentazione con circuiti sottoposti a carichi elevati e variabili.
Ecco perché le stazioni di ricarica e i caricabatterie portatili utilizzano convertitori e stabilizzatori avanzati.
TME dispone di una vasta gamma di tali componenti, alcuni dei quali sono dedicati dai produttori stessi all’utilizzo in applicazioni EV.
Di seguito è riportata l’offerta di uno di questi fornitori: il noto e rispettato sui mercati globali marchio Aimtec.
Convertitori AC/DC
Prima di tutto presentiamo convertitori AC/DC che consentono di alimentare sistemi elettronici dalla stessa sorgente (ossia dalla rete elettrica) da cui viene prelevata energia per caricare le celle nei veicoli EV.
Tali sistemi possono includere controller, monitor di potenza, circuiti di interfaccia utente, moduli di comunicazione, ecc.
L’offerta presentata è costituita da elementi di alimentazione che producono una tensione stabile, durevole e dotata di una serie di protezioni.
Alimentatori AMES50/75 e AMESP75/100/150/200
Gli alimentatori di queste serie sono progettati per dispositivi che vengono collegati direttamente alla rete elettrica.
Dispongono di una serie di protezioni (sovraccarico, protezione da sovratensioni, protezione da cortocircuito).
Assicurano una vita utile a livello di 250.000 ore (MTBF, Mean Time Between Failures), che riduce la necessità di assistenza e manutenzione, rendendo le unità ideali per le applicazioni sul campo, come stazioni di ricarica per veicoli elettrici, ma anche illuminazione stradale, elementi che monitorano il funzionamento delle stazioni di trasformazione, infrastrutture di telecomunicazione.
Gli alimentatori hanno una gamma molto ampia di tensioni di alimentazione: da 85V a 305V AC e da 120V a 430V DC.
Forniscono tensioni DC comprese tra 5V e 48V, con una corrente da 1,1A a 90,5A (a seconda del modello), coprendo i requisiti della maggior parte delle applicazioni tipiche.
Grazie all’alloggiamento standardizzato con fori di ventilazione e fori di montaggio, i prodotti sono predisposti per l’installazione in dispositivi modulari e sono caratterizzati da un’ampia tolleranza termica (persino -30…70°C).
Il loro collegamento è realizzato utilizzando morsetti a vite, che migliorano ulteriormente l’assemblaggio e la sostituzione delle unità durante il processo di produzione o i lavori di riparazione.
Serie AMEL10/15/20
I convertitori della serie AMEL sono caratterizzati da dimensioni compatte, pur mantenendo prestazioni elettriche impressionanti.
Sono disponibili varianti da 10W, 15W e 20W con una tensione di isolamento di 4kV.
Possono operare in un intervallo di temperatura molto ampio (da -40°C a 85°C). Per questi prodotti, il MTBF è fino a 3200000h.
Le tensioni di uscita, a seconda del modello, raggiungono valori da 3,3V a 24V DC, e possono essere regolate in base alle esigenze dell’applicazione.
Vale la pena notare che gli elementi assicurano una buona stabilizzazione della tensione, le cui fluttuazioni non superano i 100mV, nonché protezione in caso di superamento del potenziale nominale in uscita.
Mediante il catalogo della TME è possibile acquistare varianti di convertitori progettati per l’installazione su guida DIN o montati su pannello.
Serie AMEM3 e AMEM5
I componenti delle serie AMEM3 e AMEM5 sono progettati per essere montati direttamente su un PCB in circuiti di alimentazione integrati; sono soluzioni correlate ai prodotti AMEL sopra descritti, tuttavia sono stati racchiusi in alloggiamenti ancora più piccoli.
Questi prodotti supportano tensioni di ingresso da 85V a 305V AC e da 100V a 430V DC; sono caratterizzati da basso consumo energetico senza carico e dalla presenza di protezioni di base per proteggere sia il convertitore che i sistemi ad esso collegati.
Convertitori DC/DC
Mentre i prodotti sopra descritti possono essere alimentati sia a corrente alternata che continua, il marchio Aimtec offre anche una selezione di soluzioni nel campo dei convertitori DC/DC.
Nei dispositivi elettrici automobilistici, tali prodotti vengono utilizzati in molti componenti, fornendo una sorgente stabile di energia per i controller di ricarica, l’elettronica di bordo, i circuiti delle stazioni appartenenti all’interfaccia utente, ecc.
Serie AM1DE-Z/DR-JZ/DS-JZ
La serie AM1DE-Z/DR-JZ/DS-JZ comprende convertitori a bassa potenza (1W), compatti (alloggiamento SIP7), progettati per stabilizzare la tensione nei circuiti elettronici di precisione in dispositivi in cui le linee elettriche possono essere disturbate, come i caricabatterie per le auto elettriche.
Le tensioni di ingresso dei componenti hanno una tolleranza inferiore al 10% alla tensione di uscita (4,5…5,5V per 5V, 10,8…13,2V per 12V, ecc.).
I componenti sono disponibili in varianti che forniscono tutte le tensioni DC standard nell’intervallo da 3,3 V a 24 V.
I convertitori soddisfano i requisiti della norma IEC60950, ovvero possono essere utilizzati in dispositivi ICT (ad esempio, in sistemi di monitoraggio remoto stazioni di ricarica EV).
Convertitori DC/DC in alloggiamento SIP4
Se i requisiti di corrente di un determinato circuito sono relativamente piccoli, ma le dimensioni ridotte dei componenti utilizzati hanno un aspetto importante, il marchio Aimtec offre convertitori DC/DC anche in formato SIP4 (11,7 x 6 x 9,65 mm).
Questi presentano una potenza di 0,25W per la serie AM1/4S-Z, 0,75W per la serie AM1SR-JZ, 1W per la serie AM1SS-JZ.
Questi prodotti sono caratterizzati da un’ampia tolleranza termica (persino -40…105°C).
Come i convertitori sopra descritti, anche qui le tensioni di uscita rientrano nell’intervallo da 3,3 V a 24 V.
Il peso degli elementi non supera i 1,5 g. Gli elementi dispongono di una protezione da cortocircuito integrata.
Serie AM1PS-JZ
Grazie al loro alloggiamento DIP8, i convertitori AM1PS-JZ saranno una buona scelta quando si progettano dispositivi elettronici compatti in cui sono richiesti elevata resistenza termica, buon isolamento (3000VDC) ed elevata affidabilità (MTBF di 3500000h).
Le caratteristiche elettriche dei prodotti non differiscono molto dalle serie sopra descritte: si tratta principalmente di circuiti di stabilizzazione, che consentono di filtrare il rumore proveniente dalla linea di alimentazione, che in una fase successiva potrebbe interrompere la comunicazione tra componenti o dispositivi (ad esempio, impedire la trasmissione dei dati dal veicolo alla stazione di ricarica).
Per questi motivi, i prodotti della serie AM1PS-JZ sono raccomandati dal produttore per l’uso ad esempio, in dispositivi di misura, ricevitori/trasmettitori e applicazioni IoT (Internet of Things).
Alimentatori e convertitori del marchio AIMTEC
La gamma di prodotti del marchio Aimtec disponibile nel catalogo della TME comprende letteralmente migliaia di articoli. Si tratta di alimentatori, convertitori e una serie di articoli correlati. In questo articolo, sono stati selezionati quelli le cui funzionalità e parametri soddisfano al meglio le esigenze delle applicazioni del settore EV.
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