Le automobili elettriche stanno diventando uno dei rami più importanti dell’industria automobilistica. I veicoli elettrici 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 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, 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 e, pertanto, non sono limitate dai parametri dell’elettronica di bordo.
Entrambe le soluzioni sono costituite da dispositivi collocati nello spazio pubblico e dovrebbero, quindi essere caratterizzati da un funzionamento intuitivo, ad esempio mediante l’utilizzo di un touchscreen, e da un’elevata affidabilità (i costi di manutenzione possono influire sulla redditività della loro installazione). Il terzo tipo di caricabatterie è costituito invece da 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. Presso TME è disponibile una vasta gamma di tali componenti, alcuni dei quali sono dedicati dai produttori stessi all’utilizzo in applicazioni EV. Tra questi fornitori è presente anche Aimtec, marchio noto a livello globale.
Convertitori Ac/Dc:
tensione stabile, durevole e protetta
I convertitori Ac/Dc consentono di alimentare sistemi elettronici dalla stessa sorgente (ossia dalla rete elettrica) da cui viene prelevata energia per caricare le celle nei veicoli elettrici. Tali sistemi possono includere controller, monitor di potenza, circuiti di interfaccia utente, moduli di comunicazione ecc. L’offerta di Aimtec è costituita da elementi di alimentazione che producono una tensione stabile, durevole e dotata di una serie di protezioni. Gli alimentatori AMES50/75 e AMESP75/100/150/200 sono progettati per dispositivi che vengono collegati direttamente alla rete elettrica, dispongono di una serie di protezioni e assicurano una vita utile a livello di 250.000 ore, rendendoli ideali per le applicazioni sul campo, come stazioni di ricarica per veicoli elettrici. Hanno una gamma molto ampia di tensioni di alimentazione: da 85V a 305Vac e da 120V a 430Vdc e forniscono tensioni Dc comprese tra 5V e 48V, con una corrente da 1,1A a 90,5A, coprendo i requisiti della maggior parte delle applicazioni. Grazie all’alloggiamento standardizzato con fori di ventilazione e fori di montaggio sono predisposti per l’installazione in dispositivi modulari e sono caratterizzati da un’ampia tolleranza termica. Il collegamento è realizzato utilizzando morsetti a vite, che migliorano l’assemblaggio e la sostituzione delle unità.
Da segnalare anche i convertitori della serie AMEL, caratterizzati da dimensioni compatte, pur mantenendo prestazioni importanti. Sono disponibili varianti da 10W, 15W e 20W con una tensione di isolamento di 4kV. Possono operare in un intervallo di temperatura molto ampio e hanno un Mtbf fino a 3.200.000 h. Le tensioni di uscita raggiungono valori da 3,3V a 24Vdc, e possono essere regolate in base alle esigenze dell’applicazione. 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. Infine, i componenti delle serie AMEM3 e AMEM5 sono progettati per essere montati direttamente su un Pcb in circuiti di alimentazione integrati. Sono racchiusi in contenitori molto piccoli, supportano tensioni di ingresso da 85 a 305Vac e da 100 a 430Vdc e sono caratterizzati da basso consumo energetico senza carico e dalla presenza di protezioni di base per proteggere sia il convertitore sia i sistemi ad esso collegati.
Convertitori Dc/Dc Aimtec:
una sorgente stabile di energia
Nei dispositivi elettrici automobilistici, i convertitori Dc/Dc 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. La serie AM1DE-Z/DR-JZ/DS-JZ comprende convertitori a bassa potenza, compatti, 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 hanno una tolleranza inferiore al 10% alla tensione di uscita e i componenti sono disponibili in varianti che forniscono tutte le tensioni Dc standard nell’intervallo da 3,3 V a 24 V. Soddisfano i requisiti della norma IEC60950, e possono essere utilizzati in sistemi di monitoraggio remoto delle stazioni di ricarica EV.
Se i requisiti di corrente di un determinato circuito sono relativamente modesti, ma le dimensioni ridotte dei componenti sono importanti, Aimtec offre convertitori Dc/Dc anche in formato SIP4, che presentano una potenza di 0,25W per la serie AM1/4S-Z, di 0,75W per la serie AM1SR-JZ e di 1W per la serie AM1SS-JZ. Sono caratterizzati da un’ampia tolleranza termica, hanno un peso inferiore a 1,5g e dispongono di una protezione da cortocircuito integrata. Grazie al loro alloggiamento DIP8, i convertitori AM1PS-JZ costituiscono una buona scelta quando si progettano dispositivi compatti in cui sono richiesti elevata resistenza termica, buon isolamento ed elevata affidabilità. Si tratta 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).
