为了减少碳排放,越来越多的人从内燃机汽车转向电动汽车。随着电动汽车数量的增加,需要更可靠、更高速的电动汽车供电设备和充电器。
充电速度有所提高,但更高的充电电流需要更高额定值的电子元件,而这些元件会在 EV 壁挂式充电器中产生更多热量。这种热量限制了许多家用充电器的使用寿命,但欧姆龙开发了一款高功率 PCB 继电器 G9KC,以加快充电速度,同时避免产生额外热量。
高温挑战电动汽车壁挂箱
人们在车道和车库中安装 EV 壁挂式充电箱,以便随时充电。壁挂式充电箱的充电速度各不相同,具体取决于接入单相或三相电源。三相电源是一种有三根电线的交流电路,每根电线的电压相对于其他电线相移 120 度。三相电源可以承受更高的负载,从而允许更高功率的充电点。
家用壁挂式充电箱的通常充电速度范围为 3 kW 至 7.4 kW(单相电源)。对于使用三相电源的家庭,可以安装充电速度更快的壁挂式充电箱,但具体值因地理位置而异。例如,在欧洲,三相电源壁挂式充电箱的功率范围为 11 kW 至 22 kW,而在美国,功率范围为 9.6 kW 至 19 kW。
当然,功率更高的电路会释放出更多热量,这是组件运行的副产品。高热量通常由壁挂式充电箱内的继电器产生,因为这些组件具有高接触电阻,这有助于产生更大的电流和更多的热量。结果导致壁挂式充电箱的内部温度升高。
然而,高温会严重影响壁挂式充电箱的充电性能和效率,并可能导致暂时的功率限制。热量会抑制充电电流,导致充电时间更长。增加壁挂式充电箱经历的高温循环次数通常会导致内部组件性能下降并过早失效。
由于功率更高的系统会产生更多热量,因此电动汽车基础设施设计人员很难在产生的热量与提供高充电功率的需求之间取得平衡。当前的壁挂式充电箱设计尺寸较小,并且通常采用完全密封的装置,以防止水进入。较小的装置更容易受到内部热峰值的影响。
消除炎热
欧姆龙开发并发布了适用于三相高功率充电壁挂箱的 G9KC 继电器,该继电器采用机械耦合双断触点设计。该继电器可降低高达 22 kW 的壁挂箱的工作温度,同时提高充电过程的效率和速度。
该继电器采用 4 极结构,取代了壁挂式充电箱中传统的较大多极接触器。继电器的初始接触电阻小于 6 mΩ,这降低了壁挂式充电箱内形成局部热点的可能性,从而防止组件损坏和壁挂式充电箱故障。G9KC 还具有较低的工作温度,从而减少了达到充电电流限制阈值的充电周期数。
G9KC 也很小。接触器体积较大,但 G9KC 继电器可用于印刷电路板(PCB),以打造更小、更轻的设计。G9KC 已获得各种认证机构的批准,包括 UL/C-UL、TUV 和 CQC。其设计符合 IEC 62955—剩余直流电流检测装置(短路能力)和 IEC 61851-1—电动汽车传导充电系统的规格。
散热以外的优势
虽然散热是电动汽车壁挂式充电箱面临的一个关键挑战,但 G9KC 还为壁挂式充电箱带来了其他几个优势。它可以缩短充电时间,因为热量会抑制充电电流,从而降低过热的可能性。G9KC 还可以使壁挂式充电箱变得更小、更薄。
虽然该继电器是为电动汽车壁挂箱设计的,但它是一种多功能组件,可用于在许多其他设备中执行输入/输出切换操作,包括光伏逆变器、工业逆变器、储能系统、直流快速充电器和不间断电源。
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