Kādiem standartiem jāatbilst EV uzlādes stacijai, lai tā varētu darboties?

Elektrodrošība un uzstādīšana: Atbilstība NEC un valsts kodeksiem

NEC pants 625: Galvenie prasības elektrisko transportlīdzekļu barošanas iekārtām (EVSE)

Nacionālajā elektrības kodā 625. sadaļa izklāsta būtiskus drošības noteikumus, uzstādot elektrisko transportlīdzekļu uzlādes iekārtas. Kodā noteikts, ka šādām stacijām nevajadzētu atrasties vietās, kur tās var tikt sadragātas ar transportlīdzekļiem, starp vienības apakšdaļu un zemes virsmu nepieciešams nodrošināt vismaz 18 collu attālumu, bet āra modeļiem jābūt pārsegiem, kas izturīgi pret ūdens kaitējumu. Turklāt ir obligāti jābūt avārijas izslēgšanas slēdzim, ko skaidri redz no katras uzlādes vietas. Turklāt visām daļām, kas rīkojas ar augstu spriegumu, jābūt pareizi marķētām, lai tehnici zinātu, ar ko tieši strādā, veicot apkopes darbus. Šie norādījumi palīdz nodrošināt visu drošību, kā arī garantē, ka iekārtas ilgstoši darbojas pareizi.

GFCI aizsardzība, zemēšana un pārsprieguma aizsardzība saskaņā ar NEC 2023

Saskaņā ar 2023. gada Nacionālajiem elektrības noteikumiem, katram elektriskās transportlīdzekļu uzlādes iekārtas kontaktligzdam ir jābūt aizsardzībai pret zemes īssavienojumu ar GFCI ierīcēm. GFCI ierīces izslēdz strāvas padevi, kad noplūdes strāva pārsniedz 20 miliamperus, kas ir ļoti svarīgi, lai cilvēki nebūtu pakļauti elektrošokam. Labākas zemēšanas prasības palīdz izveidot zemas pretestības ceļus īssavienojumiem, un pārslodzes aizsardzības ierīces ir jāsaskaņo ar vadu pieļaujamo slodzi. Tā kā elektrisko transportlīdzekļu uzlāde tiek uzskatīta par nepārtrauktu slodzi, elektriķiem ir jāizvēlas ķēdes tā, lai tās darbotos tikai 80 % no maksimālā reitinga. Piemēram, 50 ampēru ķēdi faktiski nepārtraukti var slodzēt tikai aptuveni ar 40 ampēriem, lai tā nepārkarsitu. Visi šie dažādie drošības līmeņi kopā nodrošina aizsardzību pret galvenajiem elektrisko ugunsgrēku cēloņiem, kas rodas nepareizi uzstādot EV uzlādes sistēmas mājās vai komercieliastos apstākļos.

Ķēdes izmēri, vadu strāvas caurlaidspēja un siltuma pārvaldības apsvērumi

Projektējot ķēdes elektrisko transportlīdzekļu uzlādēšanas stacijām, inženieriem rūpīgi jāpievērš uzmanība sprieguma kritumam visā sistēmā. Konkrēti līmeņa 2 uzlādētājiem ir būtiski svarīgi šo kritumu noturēt zem 5 %, lai nodrošinātu gan efektīvu darbību, gan arī ilgāku aprīkojuma kalpošanas laiku. Šajās instalācijās izmantotajiem vadītājiem jāatbilst standartiem, kas norādīti NEC tabulā 310.16. Tomēr ir vēl viens aspekts: kad apkārtējās vides temperatūra paaugstinās virs 86 grādiem pēc Fārenheita, šo vadītāju jaudai jābūt samazinātai. Tāpēc daudzi speciālisti ieteic izmantot vara kabeļus ar 90 grādu pēc Celsija temperatūras reitingu, kas nodrošina papildu aizsardzību pret siltuma uzkrāšanos. Arī termālās uzraudzības sistēmas spēlē būtisku lomu. Šie sensori samazina strāvas plūsmu, tiklīdz iekšējā temperatūra sasniedz aptuveni 140 grādus pēc Fārenheita. Šī automātiskā reakcija palīdz novērst komponentu bojājumus, kas saistīti ar pārkaršanu, jo degradēta izolācija joprojām ir viena no galvenajām iemesliem, kādēļ EVSE vienības reālos apstākļos iziet no ierindas agrīnā stadijā.

Aprīkojuma sertifikācija un starptautiskie standarti: UL, IEC un ISO

UL 2594 un UL 2231: AC un DC uzlādes sistēmu drošības sertifikācija

UL 2594 standarts ir veltīts tam, lai pārliecinātos, ka maiņstrāvas uzlādes iekārtas atbilst pamata elektriskās drošības prasībām, piemēram, pareizai izolācijas pretestībai un noplūdes strāvām, kas ietilpst drošos ierobežojumos. Tad ir UL 2231, kas koncentrējas uz darbinieku aizsardzību, izmantojot zemes īssavienojuma uzraudzības sistēmas, kas darbojas gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas iekārtās. Sertifikācija nav tikai papīru kaudze. Iekārtām ir jāiztur rūdīti testi ekstrēmos apstākļos, tostarp simulēts karstuma stress, kad temperatūra sasniedz aptuveni 50 grādus pēc Celsija. Uzņēmumi vēlas, lai to produkti būtu sertificēti, tāpēc tiem ir jāļauj inspektoriem apskatīt to ražošanas telpas un ik pēc trim gadiem iesniegt jaunus testu rezultātus, lai uzturētu sertifikāciju spēkā. Un godīgi runājot, ja ražotāji ignorē šos standartus, mēs beigās redzam pārāk daudz problēmu ar mājsaimniecību elektriskajām sistēmām, kas iziet no ierindas dēļ zemas kvalitātes iekārtām.

IEC 61851-1 un IEC 62196: Globālie uzlādes interfeisa un savienotāju standarti

IEC 61851-1 standarts apraksta, kā elektriskās transporta līdzekļi un to uzlādes stacijas sazinās uzlādes procesa laikā, ietverot četrus dažādus uzlādes režīmus, kas atbilst dažādiem jaudas piegādes līmeņiem. Savukārt IEC 62196 standarts attiecas uz fiziskajiem savienotājiem. Tas ietver izplatītus tipus, piemēram, Tipu 1 (arī zināms kā J1772), Tipu 2 (Mennekes spraudnis) un kombinētās uzlādes sistēmas (CCS) variantus. Šie standarti ir ļoti svarīgi, jo ļauj dažādām sistēmām bez problēmām darboties kopā. Piemēram, lai gan Eiropas CCS2 savienotāji izskatās atšķirīgi no Ziemeļamerikas CCS1 savienotājiem, tie tomēr pareizi funkcionē kopā, pateicoties kopīgiem sakaru protokoliem. Attiecībā uz izturību visiem oficiāli sertificētajiem savienotājiem nepieciešams vismaz IP54 aizsardzības klases reitings, kas būtiski nozīmē, ka tie spēj izturēt putekļu un ūdens šļakatas no jebkuras virziena, nezaudējot darbspēju. Šāda aizsardzības pakāpe nodrošina uzticamu darbību pat ne tik labvēlīgos laikapstākļos.

ISO 15118: Droša Plug-and-Charge un Vehicle-to-Grid (V2G) integrācija

ISO 15118 nodrošina drošu digitālo autentifikāciju, izmantojot PKI struktūru, kas padara iespējamu plug-and-charge, kad automašīnas var automātiski atpazīt savus īpašniekus pateicoties maziem digitālajiem sertifikātiem, kas tieši iebūvēti tajās. Patiešām interesants šī standarta aspekts ir tas, kā tas risina divvirzienu enerģijas plūsmu Vehicle-to-Grid (V2G) lietojumos. Specifikācijas pat definē diezgan detalizētus enerģijas vadības protokolus, lai viss darbotos gludi. Attiecībā uz sakariem starp transportlīdzekli un lādētāju, pastāv iespējas, piemēram, Power Line Communication vai labi pazīstamie Ethernet kabeļi, kas spēj pārvadāt datus ar ātrumu aptuveni 10 Mbps. Un neaizmirsīsim par tādiem gudrajiem slodzes pārvaldības rīkiem, kas ir standarta aprīkojumā. Šīs funkcijas pastāvīgi pielāgo lādēšanas ātrumu atkarībā no tā, kas notiek ar elektrotīklu konkrētajā brīdī, kas palīdz novērst pārslogu maksimālās slodzes laikā.

Sakaru un tīkla savietojamība: OCPP, OCPI un SAE protokoli

OCPP 1.6J un 2.0.1: Attālā pārvaldība, uzraudzība un programmaparatūras atjauninājumi

Atvētās uzlādes punktu protokols, plaši pazīstams kā OCPP, ļauj elektrisko transportlīdzekļu uzlādes stacijām no dažādiem ražotājiem attālināti savstarpēji sadarboties. Izmantojot OCPP, operators reāllaikā var uzraudzīt staciju statusu, saņemt automātiskus brīdinājumus par savienojuma problēmām vai aparatūras bojājumiem un veikt programmatūras atjauninājumus no vienas centrālas vietas, nevis pastāvīgi sūtot tehniskos speciālistus uz konkrētajām vietām. 2.0.1 versija ieviesa vairākus būtiskus drošības uzlabojumus, tostarp sakaru šifrēšanu un iebūvētu savietojamību ar ISO 15118 standartu, kas ļauj transportlīdzekļiem automātiski uzlādēties pēc pieslēgšanas. Tiem, kas pārvalda lielas uzlādes iekārtu tīklu, OCPP nodrošina iespēju sekot līdzi katram uzlādes sesijai, izmantojot detalizētus žurnālus ar skaitītāja rādījumiem, kā arī nosūtīt komandas, piemēram, restartēt bojātu iekārtu tieši no vadības paneļa, bez nepieciešamības kādam atrasties fiziskajā atrašanās vietā.

OCPI 2.2: Mobilitātes un krusttīkla norēķinu nodrošināšana EV lietotājiem

OCPI versija 2.2 būtībā izveido standartizētas roaming vienošanās starp dažādām EV uzlādes tīklu sistēmām, lai vadītāji varētu bez problēmām pieslēgties jebkur. Šis sistēmas apvieno elementus, piemēram, autorizācijas žetonus, sesiju sākšanas procesus un dažādu veidu reāllaika informāciju par staciju pieejamību, to cenām un tiešsaistes cenu maiņu. Kad kāds pieteicas caur savu galveno uzlādes pakalpojumu sniedzēju, viņš automātiski iegūst piekļuvi arī citām saderīgām stacijām. Visa sesiju datu apstrāde notiek aiz skatuves starp dažādām platformām. Šie standartizētie lietojumprogrammu programmēšanas interfeisi (API) ļauj integrēties ar dažādiem maksājumu sistēmām, kas nozīmē, ka lietotāji saņem vienu vienīgu ikmēneša rēķinu, kurā iekļautas visas uzlādes darbības dažādos tīklos.

Vadītāja savietojamība un pāreja uz NACS Ziemeļamerikā

J1772, CCS1, CHAdeMO un NACS: Kopdzīve un nozares pāreja

Elektromobiļu uzlādes infrastruktūra visā Ziemeļamerikā pašreiz ietver vairākus savienotāju veidus. Mums ir J1772 savienotāji līmeņa 2 maiņstrāvas uzlādei, CCS1 spraudņi ātrākai līdzstrāvas uzlādei un vecākas instalācijas, kas joprojām izmanto CHAdeMO tehnoloģiju. Tomēr tirgus šķiet virzās uz kaut ko, ko sauc par Ziemeļamerikas uzlādes standartu, saīsināti NACS. Šis jaunais standarts piedāvā vienu kompaktu spraudni, kas spēj nodrošināt gan maiņstrāvas, gan līdzstrāvas uzlādi. Oficiāli atzīts kā SAE J3400 standarts vēlāk šogad, NACS var nodrošināt ievērojamu jaudu līdz pat 1 megavatam līdzstrāvas shēmās. Tas arī savienojas ar to, ko daudzi uzskata par lielāko publisko uzlādes tīklu, kas šobrīd pieejams. Lielākā daļa lielo automobiļu ražotāju plāno aprīkot savus transportlīdzekļus ar integrētiem NACS spraudņiem, sākot aptuveni no 2025. gada, kas nozīmē mazāk adapteru problēmu vadītājiem. Tiem, kas šobrīd pārdzīvo pārejas periodu, nevajadzētu pārāk satraukties. Vecie CCS1 un J1772 stendus paliks funkcionāli pateicoties universālajiem adapteriem un daudzstandartu uzlādes iekārtām. Šāda sistēma nodrošina gludu darbību esošajiem elektromobiļu īpašniekiem, vienlaikus garantējot, ka infrastruktūras nauda netiek izšķiesta vēsturiski novecojušām sistēmām.

Reglamentējošā un operatīvā atbilstība: vietējie likumi un tehnisko speciālistu standarti

Štatu un provinces noteikumi: CA Title 24, NY RevStat §32 un CSA C22.3 Nr. 10

Kad runa ir par elektroauto uzlādes iekārtām (EVSE), valsts kodeksu ievērošana ir tikai sākumpunkts. Reģionālie noteikumi arī ietekmē, kur un kā šīs sistēmas tiek uzstādītas. Piemēram, Kalifornijā Tituls 24 prasa, lai jaunajos ēku objektos būtu infrastruktūra, kas gatava elektroauto uzlādei, ar atbilstošām elektriskajām ķēdēm un pietiekamu vietas daudzumu paneļos. Pāri upei Ņujorkā RevStat 32. pants koncentrējas uz nodrošinājumu, ka sabiedriskās uzlādes vietas ir pieejamas visiem, kas nozīmē skaidrus norāžu marķējumus un viegli lietojamus maksājumu sistēmas termināļos. Kanādas ziemeļos CSA C22.3 Nr. 10 standarts attiecas tieši uz to, kā enerģētikas uzņēmumiem jāpieslēdzas tīklam un kāds attālums ap iekārtām jāievēro. Lielākā daļa šo vietējo noteikumu prasa atļaujas pirms uzstādīšanas sākuma, kā arī regulāras ziņojumu iesniegšanu par darbībām. Ir arī finansiālas stimulēšanas iespējas uzņēmumiem, kas pareizi ievēro noteikumus. Savukārt pretēji — neliekoties garām šiem vadlīnijām — var radīt nopietnas sekas, tostarp sodus līdz piecdesmit tūkstošiem dolāru par katru pārkāpumu saskaņā ar NREL datiem no 2023. gada, kā arī nopietnas kavēšanās projektu pabeigšanā.

NFPA 70E un OSHA 1910.333: Elektrodrošības apmācība EV uzlādētāju apkopei

Kad runa ir par tehniķu drošības nodrošināšanu veicot EVSE apkopes darbus, ir jāievēro konkrētas normas. Standarts NFPA 70E nosaka skaidrus norādījumus attiecībā uz loka starpslēguma robežām un uzstāj uz ugunsizturīgas aizsargapģerba valkāšanu, strādājot ar strāvas vadītājām sistēmām. Savukārt OSHA noteikums 1910.333 nosaka prasības par pareizām aizslēgšanas/marķēšanas procedūrām, kā arī par izolētu rīku izmantošanu, veicot darbus ar jebkuru ķēdi, kas pārsniedz 50 voltus. Apmācības programmas parasti aptver vairākas galvenās jomas, tostarp rūpīgu bīstamības novērtējumu veikšanu pirms iekārtu apkalpošanas, zināšanas par rīcību ārkārtas izslēgšanas gadījumos, īpaši retos, bet bīstamos termiskās izraisīšanās gadījumos, kā arī zemējuma savienojumu pārbaudi, kas ir īpaši svarīga DC ātrās uzlādes stacijām. Strādniekiem ir jāpiedalās gadskārtējās atkārtošanas sesijās, lai tikai uzturētu savu atļauju derīgumu. Uzņēmumi, kas ievēro šos drošības protokolus, saskaras ar ievērojami zemāku darba traumu skaitu — aptuveni par 67 procentiem, saskaņā ar neseniem BLS datiem no 2024. gadā. Turklāt tie izvairās no dārgām iekārtu kļūmēm, kuru izmaksas var sasniegt pat septiņdesmit četrus tūkstošus dolāru katrā avārijas gadījumā.

Bieži uzdavami jautājumi

Kas ir NEC pants 625?

NEC pants 625 nosaka būtiskus drošības noteikumus elektrisko transportlīdzekļu uzlādes iekārtu uzstādīšanai, reglamentējot aspektus, piemēram, izvietojumu, avārijas izslēgšanas slēdža prasības un marķējumu apkopei.

Kāpēc GFCI aizsardzība ir svarīga EVSE?

GFCI aizsardzība ir ļoti svarīga, lai novērstu elektriskos triecienus, izslēdzoties, kad noplūdes strāva pārsniedz drošiem ierobežojumiem, tādējādi aizsargājot lietotājus no potenciāliem elektriskajiem bīstamības faktoriem.

Kā starptautiskie standarti, piemēram, UL un IEC, ietekmē EVSE drošību?

Starptautiskie standarti, piemēram, UL un IEC, nodrošina maiņstrāvas un līdzstrāvas uzlādes sistēmu drošību, veicot rūpīgu testēšanu, veicinot uzticamu darbību un minimizējot riskus, kas saistīti ar zemas kvalitātes aprīkojumu.

Kāda ir ISO 15118 loma elektrisko transportlīdzekļu uzlādēšanā?

ISO 15118 veicina drošu plug-and-charge integrāciju un ļauj Vehicle-to-Grid sistēmām, izmantojot detalizētus enerģijas vadības protokolus, uzlabojot elektrisko transportlīdzekļu uzlādes infrastruktūras efektivitāti.

Kā vietējie noteikumi ietekmē EVSE uzstādīšanu?

Vietējie noteikumi, piemēram, Kalifornijas Tituls 24 un Ņujorkas RevStat 32. pants, nosaka konkrētas prasības EVSE uzstādīšanai, nodrošinot piekļuvi, atbilstību un drošību, izmantojot atļaujas un regulāru ziņošanu.