Melindungi daripada beban lebih elektrik adalah perkara utama dalam pengecasan EV berkuasa tinggi. Pengecas EV 7kW 32A menggunakan mekanisme perlindungan berlebihan yang mematuhi piawaian untuk mencegah kegagalan kritikal semasa operasi.
Pemutus litar dan fius bertindak sebagai perlindungan utama kita terhadap arus yang terlalu tinggi melalui sistem elektrik. Mereka memutuskan bekalan kuasa hampir serta-merta apabila had tertentu dilampaui. Pemutus haba magnetik berfungsi dalam dua cara sebenarnya. Bahagian magnetik akan aktif dengan sangat pantas bagi litar pintas yang tiba-tiba di mana arus meningkat sekurang-kurangnya tiga kali ganda daripada nilai normal. Sementara itu, aspek haba mengambil masa lebih lama tetapi mengawal keadaan di mana arus yang terlalu tinggi mengalir secara berterusan. Apabila berkaitan dengan pengecas 32 amp, kebanyakan pakar mencadangkan penggunaan litar 40 amp sebagai ganti. Ini mengikut garis panduan IEC 60364-5-52 yang pada dasarnya menyatakan bahawa kita perlu memberi ruang untuk turun naik normal. Jika perlindungan ini tidak dipasang, wayar boleh panas berlebihan dengan cepat. Penebat mula rosak hanya dalam beberapa minit akibat arus berlebihan, yang membawa kepada masalah serius pada masa hadapan.
Mengikuti piawaian IEC 61851 bermaksud memastikan tindak balas keselamatan dilakukan dengan tepat secara menyeluruh. Apa yang ditetapkan oleh piawaian ini adalah titik trip khusus pada sekitar 110 hingga 125 peratus daripada paras arus normal. Ambil contoh pengisi daya 32 amp sebagai kajian kes di sini. Pemutus litar perlu aktif sebelum mencapai 41 amp apabila terdapat penggunaan kuasa berterusan, dan semuanya dalam had masa tertentu. Perlindungan ini merangkumi bukan sahaja peralatan pengecasan itu sendiri tetapi juga sistem pengurusan bateri kenderaan elektrik yang sensitif dan mudah rosak. Kebanyakan pengilang hari ini telah mula menggunakan pemantauan arus dua peringkat (dual stage current monitoring). Ini membantu membezakan lonjakan kuasa ringkas, seperti ketika kereta bertukar maklumat semasa permulaan, daripada masalah sebenar di mana terlalu banyak elektrik mengalir melalui sistem untuk tempoh yang panjang.
| Parameter Perlindungan | Keperluan IEC 61851 | Tujuan |
|---|---|---|
| Tindak Balas Lebih Beban | 125% arus kadar | Mencegah degradasi konduktor |
| Trip Litar Pintas | 5ms pada ≥300% arus | Menghapuskan risiko kilat lengkung |
| Rongga Berterusan | +5% kestabilan arus | Memastikan penghantaran berterusan 7kW yang selamat |
Pengecasan Mod 3 memerlukan aliran kuasa berterusan 32A melalui peralatan pengecasan kenderaan elektrik (EV) dalam tempoh yang panjang, iaitu jauh melebihi kemampuan kebanyakan sistem elektrik rumah. Pengukuran arus yang tepat sekitar ±0.5% adalah penting di sini, biasanya dicapai dengan sensor kesan Hall yang membolehkan operator memantau keadaan secara masa nyata sambil menapis gangguan fluktuasi grid yang mengganggu. Jika ketepatan ini tidak wujud, sesuatu seperti arus lebih sebanyak 2A yang berlangsung hanya setengah jam boleh meningkatkan suhu kabel hampir 40 darjah Celsius mengikut piawaian Keselamatan Elektrik Pertama UK, yang berpotensi meleburkan lapisan penebat. Mendapatkan ukuran yang tepat membuat perbezaan besar dalam mengekalkan output 7kW yang stabil tanpa membahayakan keselamatan atau memendekkan jangka hayat peralatan pada masa hadapan.
Termistor NTC, yang bermaksud Pelepasan Suhu Negatif, memantau suhu dalaman terutamanya di sekitar modul elektronik kuasa dan penyambung di mana haba cenderung terkumpul. Sistem ini memantau dengan teliti apabila komponen mula menjadi terlalu panas, biasanya melebihi kira-kira 85 darjah Celsius. Pada ketika itu, sensor akan diaktifkan dan mematikan proses pengecasan serta-merta. Ini berbeza daripada hanya menggunakan satu sensor di suatu tempat kerana pelbagai titik merata sistem dapat mengesan tompok panas sebelum menjadi masalah. Pengilang menguji semua ciri keselamatan ini mengikut piawaian yang ditetapkan oleh IEC 62955 untuk senario larian terma, memastikan semua perkara berfungsi dengan betul dalam keadaan dunia sebenar.
Mengikut piawaian EN 61851-1 Lampiran D, kebanyakan pengecas moden akan mengurangkan output mereka kepada kira-kira 28 amp apabila suhu persekitaran melebihi 35 darjah Celsius. Ini mewakili pengurangan sebanyak kira-kira 12.5% yang memastikan peralatan berfungsi dengan selamat dari segi haba dalaman. Apakah sebab di sebalik pelarasan automatik ini? Ia sebenarnya membantu mengurangkan pengumpulan haba secara beransur-ansur. Apakah maksudnya dalam amalan? Peralatan yang lebih tahan lama! Sesetengah kajian mencadangkan produk boleh bertahan kira-kira 30% lebih lama dengan ciri ini diaktifkan. Selain itu, ia juga mengelakkan bahan penebat daripada rosak lebih awal. Stesen pengecasan hari ini mengendalikan semua pengiraan ini secara langsung melalui perisian khas dan mekanisme kawalan yang dibangunkan khusus untuk tujuan pengurusan haba.
Untuk pencegahan renjatan elektrik pada pengecas kenderaan elektrik 7kW 32A tersebut, Peranti Arus Bocor (RCD) memainkan peranan penting. Model Piawai Jenis A boleh mengesan arus bocor AC biasa, tetapi apabila melibatkan kenderaan elektrik (EV), kita memerlukan sesuatu yang lebih baik. Di sinilah RCD Jenis B berperanan kerana ia mampu mengesan kegagalan arus DC berdenyut yang rumit yang berlaku di dalam penukar kuasa EV. Standard IEC 61851 sebenarnya menghendaki ciri ini kerana jika kebocoran arus DC tidak dikesan melebihi 6 miliamp, terdapat risiko elektrokusi yang serius. Kebanyakan pengecas 7kW terkini kini dilengkapi dengan perlindungan Jenis B terbina dalam sebagai peralatan piawai. Ini bermakna tiada lagi lapisan keselamatan tambahan diperlukan, dan pengguna mendapat perlindungan berterusan sepanjang tempoh pengecasan penuh 32A selama satu jam tanpa perlu bimbang tentang celah dalam liputan keselamatan.
Pemeriksaan berkala terhadap sistem pembumian dapat mengelakkan pengumpulan elektrik berbahaya dalam peralatan. Peranti pemantauan kesinambungan bumi moden mengukur rintangan wayar ratusan kali setiap saat berdasarkan teknologi mikro-ohm meter. Sistem ini akan mematikan operasi secara automatik jika rintangan melebihi 0.3 ohm mengikut piawaian EN 50620. Model yang lebih baik boleh mengesan masalah penebat sebelum menjadi teruk, dengan mengesan penurunan di bawah 1 megaohm dan tindak balas lebih pantas daripada satu milisaat. Ini sangat penting bagi sistem yang beroperasi pada 32 amp di mana tahap kuasa mencapai 7 kilowatt tanpa henti. Perisian pintar sentiasa membandingkan perubahan voltan di luar julat normal (+/- 10%) dengan corak kebocoran yang diketahui. Ini membantu mengelakkan amaran palsu sambil tetap memberi perlindungan terhadap kesilapan arka kecil sehingga hanya 5 miliamp arus.
Sistem mikropemproses di dalam pengecas 7kW 32A hari ini sentiasa memantau aras arus dan voltan sepanjang masa, dengan mengambil sampel sebanyak 1,000 kali sesaat melalui sensor kesan Hall yang telah kita bincangkan. Apabila berlaku sesuatu yang tidak normal—seperti lonjakan mendadak melebihi atau kurang daripada 5% daripada kadar 32A, atau jika voltan merosot di bawah 207 volt dalam sistem piawai 230V—sistem pintar ini akan mengesan dan bertindak balas dalam tempoh hanya 100 milisaat. Tindak respons secepat ini jelas mengatasi geganti mekanikal lama, serta dapat menghentikan tindak balas berantai yang berbahaya sebelum ia bermula. Ujian dunia sebenar turut menyokong perkara ini; menurut laporan IEC tahun lepas, rekabentuk pantas dapat mengurangkan kebakaran elektrik sehingga hampir 94%. Malah lebih baik lagi kerana teknologi pengenalan corak membolehkan pengecas ini mengesan masalah lebih awal, mengesan tanda-tanda awal lengkung arka (arcing) dan isu pembumian jauh sebelum menjadi ancaman keselamatan serius.
| Parameter Pemantauan | Aruh Pengesanan | Tindakan Respons |
|---|---|---|
| Fluktuasi Arus | ±5% daripada kadar 32A | Pembatasan Arus |
| Variasi Voltan | ±10% daripada nominal | Jeda Pengecasan |
| Tanda Arka | 8mA RMS | Pematian Segera |
Proses pengecasan berhenti secara automatik apabila had-had penting dilanggari. Apabila rintangan penebat menurun di bawah 1 megaohm, ini biasanya menunjukkan terdapat kebocoran air di sesuatu tempat atau komponen mula haus, yang boleh menyebabkan renjatan elektrik yang berbahaya. Jika voltan berayun terlalu jauh daripada aras normal, seperti melebihi 253 volt atau turun di bawah 207 volt, sistem akan mati sepenuhnya untuk melindungi pengisi cas dan sistem elektronik kereta. Dua kaedah utama pengesanan masalah ini mengikut piawaian industri yang ditetapkan oleh IEC 62196, dan ujian dunia sebenar pada tahun 2024 menunjukkan bahawa ia dapat mencegah bahaya sebanyak 96 peratus daripada masa. Setiap kali pengecasan bermula, ujian khas dijalankan untuk memeriksa keberkesanan pendawaian bumi dengan menghantar isyarat voltan kecil di bawah 12 volt. Sistem terus memantau rintangan sepanjang masa semasa operasi, dan akan memutus bekalan kuasa serta-merta jika terdapat tanda-tanda tidak selamat. Litar khas memeriksa aras voltan setiap 20 milisaat untuk mengelakkan pemanasan berlebihan apabila voltan melonjak secara tiba-tiba.
Dunia piawaian antarabangsa telah menetapkan peraturan mengenai keselamatan elektrik, khususnya merujuk kepada dokumen seperti IEC 60364-5-52 dari tahun 2019 dan BS 7671:2018. Garis panduan ini secara asasnya menyatakan bahawa apabila berkaitan dengan beban berterusan, kita perlu mematuhi peraturan penurunan kadar sebanyak 80%. Ini bermakna jika seseorang ingin memasang pengecas kenderaan elektrik 32A, mereka sebenarnya memerlukan litar 40A yang dikhaskan khusus untuk tujuan itu. Apabila jurutera menjalankan model terma ke atas perkara ini, dapatan mereka cukup memberi gambaran. Jika kabel tembaga bersaiz 6mm persegi dipaksa membawa arus penuh 32A tanpa ruang tambahan tersebut, suhu boleh meningkat lebih daripada 15 darjah Celsius. Dalam jangka panjang, peningkatan haba ini memberi kesan besar terhadap penebat kabel. Sebelum sebarang kerja pengubahsuaian dilakukan, juruelektrik sentiasa perlu memeriksa ruang yang masih tersedia dalam panel agihan utama. Mengabaikan langkah ini boleh menyebabkan pelbagai masalah pada masa hadapan termasuk trip pemutus litar yang kerap, kerosakan beransur-ansur pada konduktor pendawaian, dan yang paling buruk, gagal dalam pemeriksaan kepatuhan wajib semasa pemeriksaan.
Mengikut piawaian EN 50620:2017, peralatan mesti dilengkapi dengan pemantau arus baki (RCMs) yang mampu mengesan perubahan sekecil plus atau minus 30 miliamp. Piawaian ini juga menghendaki sistem kestabilan voltan masa nyata yang mengekalkan output kuasa stabil dalam lingkungan sepuluh peratus daripada aras normal semasa proses pengecasan sedang berlangsung. Untuk aplikasi lanjutan, pemutus arus baki yang dilengkapi perlindungan lebihan arus (RCBOs) boleh mengesan laluan kebocoran yang sedang berkembang walaupun ia berkembang pada kadar kurang daripada tiga miliamp per saat. Apabila rintangan penebat menurun di bawah satu megaohm, sistem pemantauan akan diaktifkan dan mematikan operasi dalam tempoh sedikit melebihi seratus milisaat. Ciri keselamatan gabungan ini membantu mencegah situasi berbahaya seperti renjatan elektrik dan kemungkinan kebakaran semasa turun naik kuasa dalam grid. Yang menjadikan pendekatan ini terutamanya bijak ialah cara ia mengelakkan pengulangan fungsi yang sudah dibina dalam peranti arus baki Jenis B dan susunan pemantauan haba berasingan, mencipta rekabentuk sistem secara keseluruhan yang lebih efisien.
Keperluan pematuhan utama:
| Ciri keselamatan | Ambang | Masa tindak balas |
|---|---|---|
| Kestabilan voltan | ±10% turun naik | <200ms |
| Rintangan penebat | <1 MΩ | < 100ms |
| Pengesanan Kebocoran Bumi | ketidakseimbangan 30 mA | <300ms |
Litar 40A disyorkan untuk pengecas 32A untuk memberikan ruang bagi turun naik arus biasa dan mencegah pemanasan berlebihan.
RCD Jenis B boleh mengesan kebocoran DC berdenyut yang tidak dapat dikesan oleh RCD Jenis A piawai, memberikan perlindungan yang lebih baik terhadap risiko renjatan elektrik dalam aplikasi pengecasan EV.
Output pengecasan dikurangkan apabila suhu persekitaran meningkat melebihi 35°C mengikut Lampiran D EN 61851-1, yang membantu mencegah kewujudan terlalu panas dan memperpanjangkan jangka hayat peralatan.
Penutupan automatik berlaku apabila had kritikal, seperti rintangan penebatan yang turun di bawah 1 megaohm atau perubahan voltan yang ketara, dikesan, memastikan keselamatan bagi kenderaan dan pengecas.
EN
