Met de groei van elektrische voertuigen (EV) zal elektromagnetische compatibiliteit (EMC) een belangrijke overweging worden, nu er meer voertuigen worden geproduceerd en de behoefte aan laadstations toeneemt. Schaffner - de internationale marktleider in de ontwikkeling en productie van oplossingen die de efficiënte en betrouwbare werking van elektronische systemen garanderen - heeft een whitepaper geschreven waarin enkele van deze kwesties worden onderzocht.

 

Met de regelgeving die in de EU is vastgesteld om vrachtwagens en andere voertuigen tegen 2025 elektrisch te maken, de huidige groei in populariteit van elektrische auto's en de verwachte vraag van 20 miljoen EV's tegen 2030, voorspelt Schaffner een behoefte aan een enorme toename van laadstations. De whitepaper stelt dat er voor elk miljoen EV's 77.000 laadpunten nodig zullen zijn. Als er tegen 2030 20 miljoen elektrische voertuigen zijn, zou dat een behoefte betekenen van 1,54 miljoen laadlocaties.

 

Elektromagnetische compatibiliteit “heeft betrekking op de emissie en immuniteit van producten die zijn aangesloten op het lichtnet. De uitgestraalde storing of emissie die wordt gegenereerd door verliesbehoudende schakelbewerkingen mag bepaalde limieten niet overschrijden. Als niet-conforme producten op de markt worden gebracht, kunnen zich problemen voordoen bij de werking met andere op het hoofdstroomnet aangesloten verbruikers. Immuniteit tegen storing beschrijft het vermogen van producten om externe invloeden zonder fouten te weerstaan. De immuniteit van producten kan worden gecontroleerd met verschillende tests, bijvoorbeeld door middel van de surge-, burst- of flikkertest.

 

Schaffner ontwikkelt EMC-filters die naleving van emissielimietnormen mogelijk maken. Deze filters zijn ontworpen om te werken in het frequentiebereik tussen 9 kHz en 30 MHz om geleide storing te onderdrukken. Dit voorkomt dat andere apparaten in de omgeving negatief worden beïnvloed. Alle standaardfilters zijn ontworpen in overeenstemming met de IEC 60939-3-norm („Passive filter units for electromagnetic interference suppression“) en andere internationale normen, en zijn daarom snel gereed voor gebruik in het systeem van een potentiële klant,” merkt de whitepaper op.

 

 Ontwerpers van laadstations voor batterij- en hybride elektrische voertuigen zullen rekening moeten houden met de veiligheidseisen en EMC-limietwaarden waaraan moet worden voldaan. Voor DC-laadstations (snellaadstations) definieert de IEC 61851-23-norm de algemene eisen voor de besturingscommunicatie tussen een DC-EV-laadstation en een EV. De eisen voor digitale communicatie tussen een DC-EV-laadstation en een elektrisch voertuig voor de besturing van gelijkstroomladen zijn vastgelegd in IEC 61851-24.

 

De complicaties ontstaan wanneer de locatie van het laadstation wordt beschouwd. Is het een industriële omgeving (Klasse A) of een woonomgeving (Klasse B).

 

“Met de recente nieuwe richtlijnen van de Europese Unie met betrekking tot bussen, vrachtwagens, landbouw- en bouwmachines die tegen 2025 emissievrij moeten zijn, investeren fabrikanten in de ontwikkeling van brandstofcel- en elektrische voertuigen”, meldt Components in Electronics.

 

Het goede nieuws is dat dit de vraag naar sensoren, connectoren, transformatoren en e-mech-componenten heeft doen toenemen. Een vraag die tot ver in de jaren 2030 zal blijven groeien.

 

Kwesties met galvanische scheiding tussen de ingangs- en uitgangszijde van laadstations zijn ook een vereiste om te voldoen aan veiligheidsnormen naast EMC. Hier merkt Schaffner op: “Het gebruik van middenfrequentie-transformatoren is bijzonder gunstig voor DC-snellaadstations, waar

omvormertechnologie in ieder geval vereist is voor het gelijkrichten van de AC-netspanning. Vergeleken met conventionele netstroomtransformatoren kunnen ze bij dezelfde prestaties veel compacter worden ontworpen. Dit betekent dat ze ook in beperkte laadstations kunnen worden geplaatst”.

 

Galvanische scheiding voorkomt elektrische geleiding tussen twee elektrische circuits die bedoeld zijn om vermogen en/of signalen uit te wisselen - in dit geval het laadstation en het voertuig. Galvanische isolatie is een ontwerptechniek die elektrische circuits scheidt om zwerfstromen te elimineren. Signalen kunnen tussen galvanisch geïsoleerde circuits worden overgedragen, maar zwerfstromen, zoals verschillen in aardpotentiaal of stromen die worden geïnduceerd door AC-vermogen, worden geblokkeerd.

 

Naarmate meer toekomstgerichte benaderingen voor voertuigen, laadsystemen en vormen van mobiliteit worden ontwikkeld, zullen nieuwe kwesties ontstaan en worden aangepakt. Het veelbelovende aspect van deze grootschalige groei en vraag naar EV's en HEV's (Hybride Elektrische Voertuigen) is de aanhoudende vraag naar diverse elektronische componenten, maar nog belangrijker, een wereldwijd bewustzijn en inspanning om klimaatverandering aan te pakken.