Hochspannungs-Leiterplattenrelais für EV-Ladeinfrastruktur

Auf der Messe smarter E Europe 2026 (23. bis 25. Juni) präsentiert OMRON Electronic Components Europe seine neuesten Hochspannungs-Wechselstrom- (AC) und Gleichstrom-Leistungsrelais (DC), die zur Optimierung der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge und industrieller Energiespeichersysteme entwickelt wurden. Durch den Wechsel von klobigen elektromechanischen Schützen zu Leiterplattenrelais (PCB) können Systementwickler signifikante Reduzierungen bei der physischen Hardware-Grundfläche, dem Strukturgewicht und dem kontinuierlichen Spulenstromverbrauch bei Hochenergie-Elektrifizierungsplattformen erzielen.

Technische Fortschritte bei Hochenergie-Schaltsystemen
Der Übergang zu Architekturen mit höheren Spannungen in Solar-Mikrogeneratoren, DC-Schnellladenetzen und kommerziellen Energiespeichersystemen erfordert hocheffiziente Mechanismen zur Stromisolierung. Auf der Messe smarter E Europe haben Ingenieure die Möglichkeit, alternative Schaltarchitekturen zu begutachten. Anstatt auf herkömmliche, groß dimensionierte Schütze zu setzen, nutzen Stromsystemarchitekturen zunehmend spezialisierte Leiterplattenrelais in Verbindung mit Siliziumkarbid (SiC)-MOSFET-Arrays, die Lastspannungen von bis zu 3.300 V bewältigen können. Dieser strukturelle Ansatz minimiert den Materialbedarf und verringert die Montagekomplexität, ohne das für die Isolierung von Hochenergielasten erforderliche Wärmemanagement zu beeinträchtigen. Darüber hinaus können diese Systeme intelligente Umgebungshardware integrieren, wie beispielsweise vernetzte Wettersensoren, um die Betriebsüberwachung im Internet der Dinge (IoT) zu erleichtern.

Relaisspezifikationen und Integration der Fehlererkennung
Der Betrieb von kontinuierlichen Hochleistungslasten erfordert spezifische Hardwarekonfigurationen, um eine sichere Isolierung und lange Betriebslebenszyklen aufrechtzuerhalten. Die AC-Relais der Serie G9KA arbeiten mit Dauerleistungen von bis zu 300 A und 1 kV. Zur Unterstützung von vorausschauenden Wartungsprotokollen verfügen sowohl das G9KA als auch das kapazitätsstarke 1.500-V-DC-Leistungsrelais G9KD über einen optionalen Hilfskontaktmechanismus. Diese Hardwareerweiterung ermöglicht eine physische Verschweißungserkennung in Echtzeit und stellt sicher, dass die Hardware direkt den Spezifikationen der IEC/EN60947-4-1 für elektromechanische Schaltgeräte entspricht. Darüber hinaus bietet die G9KJ-Serie eine kompakte Bauform, die speziell für die Hochspannungs-Vorladebetätigung in 1.500-V-DC-Schnellladestationen optimiert ist.

Architektonische Vergleiche zur Reduzierung der Stellfläche
Die praktischen technischen Auswirkungen des Ersatzes herkömmlicher Schütze durch Leiterplattenrelais lassen sich durch direkte Vergleiche von Hardware-Layouts nachweisen. Ein primärer Anwendungsfall in der Industrie betrifft einen Sicherheitsisolationskreis, der herkömmlicherweise von einer standardmäßigen 230-A-Doppelschützanordnung gesteuert wird. Durch den Austausch dieses herkömmlichen Aufbaus gegen einen funktionsgleichen Prototyp, der sechs 260-A-G9KA-AC-Relais enthält, schaffen Hersteller ein wesentlich leichteres und kleineres Komponenten-Layout. Diese Reduzierung des Platzbedarfs ermöglicht unmittelbar die Konstruktion von schlankeren Wallbox-EV-Ladegeräten und dichter gepackten Energiespeichermodulen bei gleichzeitiger Beibehaltung kontinuierlicher Fehlererkennungsfunktionen.

Zusätzlicher Kontext
Dieser Abschnitt detailliert technische Spezifikationen und wettbewerbsbezogenes Benchmarking, die nicht in der ursprünglichen Pressemitteilung enthalten waren.

Das Wettbewerbsumfeld für Hochspannungs-Leiterplattenrelais, die beim Laden von Elektrofahrzeugen und in der Energiespeicherung verwendet werden, umfasst Komponentenhersteller wie Panasonic Industry, TE Connectivity und Hongfa. Beispielsweise sind die HE-Relaisserie von Panasonic und die Hochstrom-Leiterplattenrelais von TE Connectivity für ähnliche Leistungsschaltanwendungen konzipiert, bei denen der physische Platz stark begrenzt ist. Bei der Evaluierung von Leiterplattenrelais der 300-A-Klasse im Vergleich zu standardmäßigen, abgedichteten Schützen bewerten Ingenieure kritische Kennzahlen wie den anfänglichen Kontaktwiderstand, der in der Regel auf unter 0,2 Milliohm ausgelegt ist, um die Verlustwärme unter Dauerbelastung zu minimieren.

Der Wandel der Industrie von 400-V- zu 800-V- und 1.500-V-Architekturen bei DC-Schnellladegeräten erfordert Komponenten wie das G9KD und das G9KJ, um erweiterte Kriech- und Luftstrecken aufrechtzuerhalten und gleichzeitig schwere Lichtbogenereignisse abzuschwächen, die mit der Unterbrechung von Hochspannungs-Gleichstrom einhergehen. Durch die Integration magnetischer Lichtbogenlöschtechnologien können kompakte Leiterplattenrelais Hochspannungs-Gleichströme effektiv unterbrechen, wodurch sie an das Schaltvermögen physisch größerer, traditioneller Schütze heranreichen und gleichzeitig die benötigte Halteleistung erheblich reduzieren.

Bearbeitet von Aishwarya Mambet, Induportals-Redakteurin, mit Unterstützung von KI.

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