Les véhicules électriques vont bouleverser l’avenir des transports. Il est donc impératif de disposer d’une infrastructure de recharge fiable et efficace. Un composant essentiel de cette infrastructure est le relais, un commutateur électromécanique qui joue un rôle central dans le fonctionnement sûr et efficace des bornes de recharge des véhicules électriques.

La principale fonction des relais étant d’acheminer l’électricité en toute sécurité du réseau à la batterie du véhicule, ils sont amenés à gérer des niveaux de puissance élevés. Ils font ainsi office d’intermédiaires en permettant aux systèmes de contrôle de la borne de recharge de gérer des tensions et des courants élevés sans interagir directement avec les circuits haute puissance. Cette isolation est cruciale pour la sécurité et la fiabilité.

Les principales fonctions des relais dans les bornes de recharge pour véhicules électriques

1. Contrôle et commutation du circuit : la fonction des relais consiste à activer et désactiver le circuit de charge. Lorsqu’un véhicule électrique est connecté à la borne de recharge, le relais ferme le circuit afin de permettre au courant de circuler vers la batterie du véhicule. Une fois la charge terminée ou si un problème est détecté, le relais ouvre le circuit, ce qui a pour effet de couper l’alimentation électrique. Ce processus est essentiel pour éviter la surcharge et garantir que la charge se termine en toute sécurité.
2. Sécurité et protection contre les pannes : la sécurité est primordiale dans les bornes de recharge pour véhicules électriques, car les tensions et les courants y sont élevés. Les relais contribuent à la sécurité en permettant la détection des défauts et la mise en place de mécanismes de protection. En cas de surintensité, de court-circuit ou de défaut de mise à la terre, le relais peut rapidement déconnecter la borne de recharge de la source d’alimentation pour éviter d’endommager le véhicule et la borne de recharge et garantir la sécurité des utilisateurs.
3. Gestion de la charge : en raison de la popularité croissante des véhicules électriques, une bonne gestion de la charge sur le réseau électrique est devenue essentielle. Les relais sont utilisés dans les bornes de recharge pour faciliter la gestion de la charge en contrôlant la quantité d’énergie fournie au véhicule en fonction du moment. Par exemple, pendant les heures de pointe, le relais peut être commandé pour réduire le courant de charge, ce qui permet d’équilibrer la charge sur le réseau et d’éviter les surcharges.
4. Intégration de la communication et du contrôle : les bornes de recharge modernes pour véhicules électriques utilisent des systèmes de communication et de contrôle avancés qui interagissent avec les relais pour optimiser la recharge. Les relais peuvent être contrôlés à distance à l’aide de protocoles de communication, ce qui permet à la borne de recharge d’ajuster l’alimentation électrique en fonction des conditions du réseau, des préférences de l’utilisateur ou des exigences des services publics. Cette intégration est essentielle pour développer des réseaux de recharge intelligents qui répondent de manière dynamique aux demandes du réseau et aux prix de l’énergie.

Les avancées technologiques dans la conception des relais

La conception des relais évolue en même temps que la technologie de recharge des véhicules électriques. Les relais modernes utilisés dans les bornes de recharge des véhicules électriques intègrent plusieurs fonctions avancées pour répondre aux exigences de cette application.

• Relais statiques (SSR) :contrairement aux relais électromécaniques conventionnels, les relais statiques n’ont pas de pièces mobiles, ce qui permet des temps de commutation plus rapides, une durée de vie plus longue et des besoins de maintenance moindres. Les relais statiques sont de plus en plus utilisés dans les bornes de recharge pour véhicules électriques en raison de leur fiabilité et de leur capacité à gérer des fréquences de commutation élevées.
• Capacités à haute tension et à haute intensité : les relais conçus pour les bornes de recharge de véhicules électriques peuvent supporter les tensions et les courants élevés (1 000 V ou plus et jusqu’à plusieurs centaines d’ampères) nécessaires pour la recharge des véhicules électriques modernes. Cette capacité est cruciale, car les vitesses de charge ne cessent d’augmenter, ce qui impose des exigences plus importantes en matière de composants électriques à l’intérieur des bornes.
• Fonctions de sécurité renforcées : les relais modernes sont dotés de fonctions de sécurité supplémentaires, telles que des mécanismes de sécurité et la suppression des arcs électriques, afin d’améliorer la fiabilité de la borne de recharge. Ces fonctions sont essentielles pour prévenir les arcs électriques, qui peuvent causer des dommages importants et présentent des risques pour la sécurité.
• Efficacité énergétique :les progrès de la technologie des relais se sont également concentrés sur la réduction des pertes d’énergie. Les relais à faibles pertes permettent d’améliorer l’efficacité globale du processus de charge, en minimisant le gaspillage d’énergie et en contribuant à la durabilité de l’écosystème des véhicules électriques.

Réduction du nombre de composants

Le relais G9KC d’Omron est conçu avec une structure à 4 pôles, ce qui lui permet de remplacer des contacteurs multipolaires plus grands et 3 ou 4 relais unipolaires dans les modèles d’alimentation triphasés. Le boîtier de l’équipement est plus petit et plus fin, ce qui facilite l’installation et la manipulation des modèles et améliore la gestion de la température dans l’application.

Commutation des pôles à 40 A (480 V CA) et 32 A (277 V CA) :

La configuration à 4 pôles du relais OMRON G9KC convient pour les applications triphasées. Cela permet des capacités de charge plus rapides tout en assurant la sécurité lors de la déconnexion de l’alimentation en courant alternatif.

Faible résistance initiale du contact à 6 mΩ maximum :

La résistance de contact a un impact sur la chaleur générée par les bornes du relais et la distribution de la température autour des bornes. Le G9KC a une plage de température ambiante allant de -40 °C à +85 °C. Une faible résistance de contact initiale se traduit par une génération de chaleur moindre tout en maintenant performances élevées et longévité. La différence de température entre 1 mΩ et 2 mΩ est d’environ 18℃tandis que la différence de température entre 1 mΩ et 3 mΩ est d’environ 34 °C. Le G9KC résout ces problèmes de conception, en offrant stabilité et performances élevées.Ω est d’environ 18 ℃ tandis que la différence de température entre 1 mΩ et 3 mΩ est d’environ 34 °C. Le G9KC résout ces problèmes de conception, en offrant stabilité et performances élevées.

Ajout d’un contact auxiliaire pour refléter la position des contacts principaux :

L’utilisation de contacts auxiliaires dans le G9KC signifie que l’équipement conçu avec le relais peut détecter de manière fiable les défaillances et arrêter les opérations en toute sécurité.

Charger plus, et plus rapidement

Les chargeurs de véhicules électriques peuvent bénéficier des propriétés du relais G9KC, lequel permet un fonctionnement efficace et fiable des modèles d’alimentation triphasés (3 fils ou 4 fils). Cet aspect est essentiel pour maintenir les performances de charge et éviter la surchauffe des composants, celle-ci pouvant entraîner des réductions temporaires de la puissance de charge. Sa taille compacte permet non seulement de concevoir des bornes de recharge plus rationalisées et plus légères, mais contribue également à réduire les coûts de production et à améliorer l’efficacité de l’installation. Capable de supporter de 40 A à 480 V_CA, le relais prend en charge jusqu’à 22 kW de capacité de charge, ce qui en fait une solution adaptée à une large gamme d’applications de charge de véhicules électriques. Conçu pour répondre à diverses normes CEI, le relais G9KC garantit la conformité aux exigences de sécurité et la fiabilité de fonctionnement. La faible résistance de contact du relais G9KC permet d’éviter la surchauffe, améliorant ainsi la sécurité et l’efficacité globales de la borne de recharge. En réduisant les contraintes thermiques et en augmentant le rendement, le relais G9KC contribue à raccourcir les temps de charge.