Il Dott. Florian Weyland, di Vishay Intertechnology, ha discusso la necessità di requisiti più rigorosi per i condensatori di sicurezza utilizzati nella ricarica dei veicoli elettrici (EV), delineando alcuni dei metodi utilizzati per evitare problemi.

 

“I condensatori di sicurezza, noti anche come condensatori antidisturbo, sono componenti permanenti negli alimentatori e nelle unità di alimentazione… (e) stanno registrando un uso crescente anche nel settore automobilistico a causa dell’elettrificazione dei veicoli e delle loro tensioni di alimentazione sempre più elevate, il che rende necessari nuovi requisiti,” ha osservato Weyland.

 

La domanda di veicoli elettrici è aumentata negli ultimi anni, sia per i veicoli ibridi che per quelli completamente elettrici. “I legislatori stanno spingendo questa tendenza con condizioni volte a ridurre le emissioni di anidride carbonica. L’uso di motori elettrici presuppone la sostituzione dei combustibili classici come benzina o diesel con sistemi di accumulo di energia elettrochimica come le batterie. Come è noto, le batterie non vengono ricaricate al distributore di benzina, bensì a una presa di corrente o a una stazione di ricarica utilizzando tensione continua. Per fare ciò, il veicolo necessita di un’elettronica di ricarica, nota anche come caricabatterie di bordo (OBC), con un’adeguata conversione AC/DC,” ha dichiarato.

 

Analogamente ai caricabatterie e agli alimentatori per telefoni cellulari, per i veicoli elettrici i requisiti per i condensatori di sicurezza condensatori sono diversi, motivo per cui è necessario utilizzare condensatori di sicurezza speciali, omologati per uso automobilistico, per gli OBC.

I condensatori di sicurezza devono essere testati e certificati da un ente ufficiale e sono soggetti alla norma IEC 60384-14.

“I condensatori di sicurezza convogliano i segnali di interferenza ad alta frequenza — interferenza elettromagnetica (EMI) e interferenza a radiofrequenza (RFI) — verso il telaio di massa o il conduttore neutro, cortocircuitando così questa interferenza. Ridurre le EMI garantisce la compatibilità elettromagnetica (EMC). Inoltre, i condensatori di sicurezza devono intercettare le tensioni eccessive lato alimentazione, impedendo l’accoppiamento nel sistema di alimentazione elettrica. Questi condensatori di sicurezza si dividono in due classi — condensatori di Classe X e condensatori di Classe Y (Fig. 1 )”. 

Fig. 1: Collegamento dei condensatori di sicurezza di Classe X (a sinistra) e Classe Y (a destra) (Immagine: Vishay Intertechnology)

 

I condensatori a film sono la prima scelta come condensatori di Classe X grazie alle loro proprietà autorigeneranti e offrono i vantaggi di un’elevata capacità raggiungibile, una capacità stabile e un fattore di dissipazione stabile sull’intero intervallo di temperatura utilizzabile. I condensatori ceramici a disco, invece, offrono la massima immunità alla tensione e sono la soluzione preferita per le applicazioni di Classe Y1.

“Il tipo di condensatore considerato per l’elettronica di ricarica in un veicolo EV/HEV dipende dal circuito, dagli impulsi di tensione previsti e dalle tensioni alternate applicate al condensatore di sicurezza. La Fig. 2  mostra l’area di applicazione per varie soluzioni di condensatori di sicurezza in funzione della capacità e della tensione alternata di tenuta.

Fig. 2: Classificazione dei condensatori a film, degli MLCC e dei condensatori ceramici a disco con intervalli di capacità rispetto alla tensione alternata di tenuta (Immagine: Vishay Intertechnology)

Esistono inoltre condensatori a film e ceramici omologati per uso automobilistico che superano persino i requisiti automobilistici”.

L’Automotive Electronic Council (AEC) definisce e pubblica i requisiti imposti ai componenti elettronici nel settore automobilistico.