Kokių standartų turi laikytis EV įkrovimo stotis veikdama?

Elektros sauga ir montavimas: Atitiktis NEC ir nacionalinėms taisyklėms

NEC 625 straipsnis: Pagrindiniai reikalavimai elektromobilių maitinimo įrangai (EVSE)

Nacionalinės elektros taisyklės 625 skirsnis nustato būtinas saugos taisykles, montuojant elektromobilių įkrovimo įrangą. Taisyklės nurodo, kad šios stotys neturėtų būti įrengiamos vietose, kur jos gali būti paveiktos transporto priemonių, tarp įrenginio apačios ir žemės paviršiaus turi būti ne mažiau kaip 45,7 cm erdvės, o lauke naudojami modeliai privalo turėti dangčius, atsparius vandeniui. Taip pat reikalaujama, kad būtų įrengtas avarinis išjungimo jungiklis, matomas iš kiekvienos įkrovimo vietos. Be to, visos dalys, tvarkančios aukštą įtampą, turi būti tinkamai paženklintos, kad technikai tiksliai žinotų, su kuo dirba atlikdami techninio aptarnavimo darbus. Šios gairės padeda užtikrinti visų saugą ir tuo pačiu užtikrina, kad įranga ilgą laiką veiktų tinkamai.

GFCI apsauga, įžeminimas ir perkrovos apsauga pagal NEC 2023

Pagal 2023 m. Nacionalinę elektros kodą, kiekvienas elektromobilių įkrovimo įrangos lizdas turi būti apsaugotas nuo žemės nuotėkio. GFCI įrenginiai išsijungia, kai nutekėjimo srovė viršija 20 miliamperų, kas yra labai svarbu, kad žmonės būtų apsaugoti nuo elektros smūgio. Geriau apibrėžtos įžeminimo taisyklės padeda sukurti mažos varžos kelius gedimo atveju, o perkrovos apsaugos įrenginiai turi atitikti laidų galimybes. Kadangi EV įkrovimas laikomas nuolatine apkrova, elektrikai turi projektuoti grandines taip, kad jos veiktų tik 80 % nuo maksimalios jų apkrovos. Pavyzdžiui, 50 amperų grandinė iš tikrųjų gali nuolat išlaikyti tik apie 40 amperų, kad neužsikaitintų. Visos šios saugos apsaugos lygmenys veikia kartu, siekdami pašalinti pagrindines elektros gaisrų priežastis, kurios atsiranda netinkamai įrengus EV įkrovimo sistemą namuose ar komercinėse patalpose.

Grandinės matmenų parinkimas, laidų srovės apkrova ir šiluminio valdymo aspektai

Projektuojant grandines elektromobilių įkrovimo stotims, inžinieriai turi atidžiai stebėti įtampos kritimą visoje sistemoje. Ypač II lygio įkrovikliams svarbu, kad šis kritimas būtų mažesnis nei 5 %, siekiant užtikrinti tiek efektyvų veikimą, tiek ilgesnį susijamos įrangos tarnavimo laiką. Šiose instaliacijose naudojami laidininkai turi atitikti NEC lentelėje 310.16 nustatytus reikalavimus. Tačiau yra ir kitas aspektas: kai aplinkos temperatūra pakyla aukščiau nei 86 laipsniai pagal Farenheitą, tų laidininkų talpa turi būti sumažinta. Dėl to daugelis specialistų rekomenduoja naudoti varinius laidus, kurie yra įvertinti 90 laipsnių Celsijaus temperatūrai, nes tai suteikia papildomą apsaugą nuo šilumos kaupimosi. Taip pat svarbią rolę atlieka ir termalinės kontrolės sistemos. Šie jutikliai sumažina srovės tekėjimą, kai vidinė temperatūra pasiekia apie 140 laipsnių pagal Farenheitą. Toks automatinis atsakas padeda išvengti perkaistačių komponentų pažeidimų, ypač atsižvelgiant į tai, kad blogėjanti izoliacija iki šiol yra viena pagrindinių priežasčių, dėl kurių EVSE vienetai realiomis sąlygomis susidėvi anksčiau laiko.

Įrangos sertifikavimas ir tarptautiniai standartai: UL, IEC ir ISO

UL 2594 ir UL 2231: kintamosios ir nuolatinės srovės įkrovimo sistemų saugos sertifikavimas

UL 2594 standartas skirtas užtikrinti, kad kintamosios srovės krūvininkų įranga atitiktų pagrindinius elektros saugos reikalavimus, tokius kaip tinkamas izoliacijos varžos lygis ir nutekėjimo srovių ribojimas saugiame diapazone. Tada yra UL 2231, kuris koncentruojasi į darbuotojų apsaugą naudojant žemės nuotėkio stebėjimo sistemas, veikiančias tiek kintamosios, tiek nuolatinės srovės sistemose. Sertifikavimas nėra tik popierizmas – įranga privalo išlaikyti sunkius bandymus ekstremaliomis sąlygomis, įskaitant modeliuojamą karščio apkrovą, kai temperatūra pasiekia apie 50 laipsnių Celsijaus. Kompanijos nori, kad jų produktai būtų sertifikuoti, todėl jos turi leisti inspektoriais apžiūrėti savo gamyklas ir kas trejus metus pateikti naujus bandymų rezultatus, kad sertifikavimas liktų galiojantis. Ir pripažinkime, jei gamintojai praleidžia šiuos standartus, dažnai susiduriama su namų elektros sistemų gedimais dėl nepakankamo kokybės lygio įrangos.

IEC 61851-1 ir IEC 62196: Visuotiniai krūvio sąsajų ir jungčių standartai

IEC 61851-1 standartas apibrėžia, kaip elektriniai automobiliai ir jų įkrovimo stotys bendrauja įkrovimo metu, aprašydamas keturis skirtingus įkrovimo režimus, atitinkančius įvairius energijos tiekimo lygius. Tuo tarpu IEC 62196 standartas susijęs su fiziniais jungtukais. Tai apima dažnus tipus, tokius kaip Type 1 (dar žinomas kaip J1772), Type 2 (Mennekes kištukas) ir derintos įkrovos sistemos (CCS) variantai. Šie standartai yra labai svarbūs, nes leidžia skirtingoms sistemoms tinkamai veikti kartu. Pavyzdžiui, nors europiniai CCS2 jungtukai išvaizda skiriasi nuo šiaurės amerikietiškų CCS1, jie vis tiek tinkamai veikia dėka bendrų bendravimo protokolų. O kalbant apie ilgaamžiškumą, visi oficialiai sertifikuoti jungtukai turi turėti bent IP54 apsaugos laipsnį, kas iš esmės reiškia, kad jie gali atlaikyti dulkes ir vandens purslą iš bet kurios krypties nesugedę. Toks apsaugos lygis užtikrina patikimą veikimą net nepalankiomis oro sąlygomis.

ISO 15118: Saugaus prisijungimo ir įkrovimo bei transporto priemonės ir tinklo (V2G) integravimo įgalinimas

ISO 15118 saugų skaitmeninį tapatybės nustatymą užtikrina naudodama PKI struktūrą, kuri padaro įmanomu automatinį prisijungimą ir įkrovimą, kai automobiliai gali automatiškai atpažinti savo savininkus dėka jų viduje integruotų skaitmeninių liudijimų. Tai, kas tikrai įdomu šiame standarte, yra tai, kaip jis tvarko dviem kryptimis vykstantį energijos srautą transporto priemonės ir tinklo (V2G) sistemose. Specifikacijos iš tikrųjų apibrėžia gana išsamius energijos valdymo protokolus, kad viskas veiktų sklandžiai. Kalbant apie ryšį tarp transporto priemonės ir įkroviklio, yra kelios parinktys, tokios kaip energijos linijos ryšys ar senasis geras Ethernet kabelis, kuris gali perduoti duomenis apie 10 Mbps greičiu. Ir nepamirškime pažangių apkrovos valdymo priemonių, kurios yra standartiškai įtrauktos. Šios funkcijos nuolat koreguoja įkrovimo greitį priklausomai nuo to, kas vyksta su elektros tinklu bet kuriuo metu, todėl padeda išvengti perkrovos aukščiausios apkrovos metu.

Ryšių ir tinklo tarpusavyje veikiamumas: OCPP, OCPI ir SAE protokolai

OCPP 1.6J ir 2.0.1: Nuotolinis valdymas, stebėjimas ir programinės įrangos atnaujinimai

Atviras krūvinės stotelės protokolas, dažnai vadinamas OCPP, leidžia skirtingų gamintojų elektromobilių krūvinėms stotelėms nuotoliniu būdu bendradarbiauti. Naudojant OCPP, operatoriai gali realiuoju laiku stebėti stotelių būklę, automatiškai gauti įspėjimus apie ryšio problemas arba aparatūros gedimus ir iš vienos centrinės vietos diegti programinės įrangos atnaujinimus, o ne nuolat siųsti technikus į vietą. 2.0.1 versija atnešė keletą svarbių saugos patobulinimų, įskaitant ryšio šifravimą ir integruotą suderinamumą su ISO 15118 standartu, kuris leidžia automobiliams automatiškai įkrauti prisijungus. Tiems, kurie valdo didelius krūvinių tinklus, OCPP leidžia sekti kiekvieną įkrovimo sesiją detalesniais žurnalais, kuriuose pateikiami skaitiklio rodmenys, taip pat iš savo valdymo skydelio išsiųsti komandas, pvz., paleisti iš naujo sugedusį įrenginį, nereikiant fizinio lankymosi vietoje.

OCPI 2.2: Leidžia EV vartotojams naudoti keliones ir kryžminį tinklų apmokestinimą

OCPI versija 2.2 iš esmės sukuria standartizuotas rojinguojančių susitarimus tarp skirtingų EV įkrovimo tinklų, todėl vairuotojai gali prijungti bet kur be jokių problemų. Sistema apjungia dalykus, tokiais kaip autorizacijos žetonai, kaip prasideda sesijos, ir visų rūšių realaus laiko informacija apie stotis, jų prieinamumą, kainas ir tuos kainų pokyčius, kurie vyksta skrydžio metu. Kai kas prisijungia per savo pagrindinį įkrovimo tiekėją, automatiškai gauna prieigą ir prie kitų suderinamų stočių. Visa sesijos informacija užkulisiuose sureguliuojama tarp skirtingų platformų. Šios standartizuotos programavimo sąsajos leidžia jungtis prie įvairių mokėjimo sistemų, o tai reiškia, kad vartotojai gauna vieną bendrą mėnesinį sąskaitą už visus savo įkrovimus per skirtingus tinklus.

Kištuko suderinamumas ir poslinkis link NACS Šiaurės Amerikoje

J1772, CCS1, CHAdeMO ir NACS: Koegzistencija ir pramonės perkėlimas

Elektromobilių įkrovimo infrastruktūra Šiaurės Amerikoje šiuo metu apima kelis skirtingus jungtukų tipus. Turime J1772 jungtukus 2 lygio kintamosios srovės (AC) įkrovimui, CCS1 prievadus greitesniam nuolatinės srovės (DC) įkrovimui ir senesnes sistemas, vis dar naudojančias CHAdeMO technologiją. Tačiau rinka, atrodo, juda link kažko, kas vadinama Šiaurės Amerikos įkrovimo standartu, arba trumpai NACS. Šis naujas standartas siūlo vieną kompaktišką prievadą, gebantį tvarkyti tiek kintamosios, tiek nuolatinės srovės įkrovimo poreikius. Oficialiai pripažintas SAE J3400 standartais vėliau šiais metais, NACS gali pasiekti įspūdingą galios lygį – iki 1 megavato DC grandinėse. Be to, jis prisijungia prie to, ką daugelis laiko didžiausia viešąja įkrovimo tinklu, kuris šiuo metu yra pasiekiamas. Dauguma stambių automobilių gamintojų planuoja savo transporto priemones aprūpinti integruotais NACS prievadais maždaug nuo 2025 metų, o tai reiškia mažiau adapterių problemų vairuotojams. Tiems, kurie patiria šį perėjimo laikotarpį, nereikia per daug nerimauti. Senieji CCS1 ir J1772 įkrovimo stotelės liks veikiančios dėka universalinių adapterių ir daugiastandžių įkrovimo įrenginių. Tokia sistema užtikrina sklandų esamų elektromobilių savininkų veikimą ir tuo pačiu užtikrina, kad infrastruktūrai skirti pinigai nebus išmesti vėjais senėjančioms sistemoms.

Reguliavimo ir veiklos atitiktis: Vietinės įstatymų nuostatos ir technikų standartai

Valstijų ir provincijų reglamentavimas: CA Title 24, NY RevStat §32 ir CSA C22.3 No. 10

Kai kalbama apie elektromobilių įkrovimo įrangą (EVSE), būtina laikytis nacionalinių taisyklių – tai tik pradžia. Svarbų vaidmenį taip pat vaidina regioninės taisyklės, nustatančios, kur ir kaip šios sistemos gali būti montuojamos. Pavyzdžiui, Kalifornijoje „Title 24“ reikalauja, kad nauji pastatai turėtų infrastruktūrą, paruoštą EV naudojimui, su tinkamomis elektrinėmis grandinėmis ir pakankamai vietos skyduose. Per upę Niujorke, „RevStat Section 32“ siekia užtikrinti, kad viešos įkrovimo vietos būtų prieinamos visiems, o tai reiškia aiškius ženklus ir lengvai naudojamus mokėjimo metodus pačiose stotyse. Šiauriau Kanadoje standartas CSA C22.3 No. 10 konkrečiai reglamentuoja, kaip komunalinės paslaugos jungiamos prie elektros tinklo ir koks atstumas turi būti išlaikytas aplink įrangą. Dauguma šių vietinių reglamentų reikalauja leidimų prieš pradedant diegimą, taip pat reguliariai pateikti veiklos ataskaitas. Taip pat yra finansiniai skatinimai įmonėms, kurios tinkamai laikosi taisyklių. Kita vertus, nesilaikant šių gairių, gali kilti rimtų padarinių, įskaitant baudas iki penkiasdešimties tūkstančių dolerių už kiekvieną pažeidimą, remiantis NREL duomenimis iš 2023 metų, bei didelių vėlavimų projektų įgyvendinime.

NFPA 70E ir OSHA 1910.333: Elektros saugos mokymai EV įkroviklių priežiūrai

Kai kalbama apie technikų saugą atliekant EVSE techninio aptarnavimo darbus, būtina laikytis tam tikrų standartų. NFPA 70E standartas nustato aiškius reikalavimus lanko šokų zonoms ir reikalauja dėvėti ugniai atsparią apsauginę įrangą dirbant su veikiančiomis elektros sistemomis. Tuo tarpu OSHA reglamentas 1910.333 nustato reikalavimus tinkamoms užrakinimo/žymėjimo procedūroms, taip pat izoliuotų įrankių naudojimui atliekant darbus bet kurioje grandinėje, kurios įtampa viršija 50 voltų. Mokymo programos paprastai apima keletą pagrindinių sričių, įskaitant išsamių pavojų įvertinimų atlikimą prieš aptarnaujant įrangą, žinios, ką daryti atveju, jei reikia skubiai išjungti sistemą, ypač retomis, tačiau pavojingomis termobėgimo situacijomis, bei įžeminimo ryšių tikrinimą, ypač svarbų DC greitojo krūvininkų stotims. Darbuotojai privalo dalyvauti kasmetiniuose atnaujinimo mokymuose, kad išlaikytų savo leidimų galiojimą. Įmonės, laikantis šių saugos protokolų, pastebi drastiškai sumažėjusį darbo vietų sužalojimų skaičių – apie 67 procentus, remiantis 2024 m. BLS duomenimis. Be to, jos išvengia brangių įrangos gedimų, kurie kiekvieną kartą, kai kas nors nutinka, gali kainuoti daugiau nei septyni šimtai keturiasdešimt tūkstančių dolerių.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kas yra NEC 625 straipsnis?

NEC 625 straipsnis nustato būtinas saugos taisykles elektrinių transporto priemonių maitinimo įrangos montavimui, reglamentuodamas tokius aspektus kaip įrangos vietą, avarinio išjungimo jungiklių reikalavimus ir žymėjimą techniniam aptarnavimui.

Kodėl GFCI apsauga svarbi EVSE?

GFCI apsauga yra labai svarbi, kad būtų išvengta elektros smūgio, nes ji išsijungia, kai srovės nuotėkis viršija saugius ribinius dydžius, taip apsaugant vartotojus nuo galimų elektros pavojų.

Kaip tarptautiniai standartai, tokie kaip UL ir IEC, veikia EVSE saugą?

Tarptautiniai standartai, tokie kaip UL ir IEC, užtikrina kintamosios ir nuolatinės srovės krāvimo sistemų saugą atlikdami griežtą tikrinimą, skatindami patikimą veikimą ir mažindami riziką, susijusią su nepakankamo standarto įranga.

Kokį vaidmenį vaidina ISO 15118 elektrinių transporto priemonių krāvime?

ISO 15118 palengvina saugų „plug-and-charge“ integravimą ir leidžia naudoti transporto priemonės į tinklą (Vehicle-to-Grid) sistemas dėka išsamios energijos valdymo protokolų, padidindama elektrinių transporto priemonių krāvimo infrastruktūros efektyvumą.

Kaip vietinės taisyklės veikia EVSE įrengimus?

Vietinės taisyklės, tokios kaip CA Title 24 ir NY RevStat 32 skirsnis, nustato specifinius reikalavimus EVSE įrengimams, užtikrindamos prieinamumą, atitiktį ir saugą per leidimus bei reguliarią ataskaitomybę.