Ang pag-iwas sa mga sobrang karga sa kuryente ay lubhang mahalaga sa mataas na kapangyarihan na pag-charge ng EV. Ginagamit ng 7kW 32A EV charger ang mga redundant, sumusunod sa standard na mekanismo ng proteksyon upang maiwasan ang malawakang pagkabigo habang gumagana.
Ang mga circuit breaker at fuse ay nagsisilbing pangunahing pananggalang laban sa sobrang kuryente na dumadaan sa mga electrical system. Agad nilang pinuputol ang suplay ng kuryente kapag lumampas ito sa takdang limitasyon. Ang thermal magnetic breaker ay gumagana sa dalawang paraan. Ang bahagi nitong magnetic ang kumikilos nang mabilis para sa biglang short circuit kung saan ang kasalukuyang kuryente ay tumatalon sa hindi bababa sa tatlong beses ang dapat na dami nito. Samantala, ang thermal naman ay mas mabagal ngunit nakakaya ang patuloy na pagdaloy ng sobrang kuryente. Kapag hinaharap ang isang 32-amp na charger, inirerekomenda ng karamihan sa mga eksperto na gamitin ang 40-amp na circuit. Sinusunod nito ang mga alituntunin ng IEC 60364-5-52 na nagsasaad na dapat may sapat na puwang para sa normal na pagbabago ng daloy. Ngunit kung wala ang mga proteksiyong ito, maaaring mabilis na mag-overheat ang mga wire. Ang insulation ay nagsisimulang masira matapos lamang ilang minuto ng labis na daloy ng kuryente, na magdudulot ng malubhang problema sa hinaharap.
Ang pagsunod sa mga pamantayan ng IEC 61851 ay nangangahulugan ng tamang pagtugon sa seguridad nang buong saklaw. Ang ginagawa ng pamantayan ay itinatakda ang tiyak na mga punto ng pag-trip sa paligid ng 110 hanggang 125 porsiyento ng normal na antas ng kuryente. Kunin bilang halimbawa ang isang 32-amp charger. Kailangang umaksyon ang circuit breaker bago umabot sa 41 amps kapag may patuloy na paggamit ng kuryente, at ito ay dapat gawin sa loob ng tiyak na limitasyon ng oras. Ang proteksyon na ito ay gumagana para sa mismong kagamitan sa pag-charge at sa mga sensitibong battery management system ng electric vehicle na madaling masira. Ngayong mga araw, karamihan sa mga tagagawa ay gumagamit na ng tinatawag nilang dalawahan (dual stage) na pagmomonitor ng kuryente. Nakakatulong ito upang makilala ang maikling spike sa demand ng kuryente, tulad ng kapag nagpapalitan ng impormasyon ang mga sasakyan sa panahon ng startup, mula sa tunay na problema kung saan sobrang dami ng kuryente ang dumadaloy sa sistema nang matagal.
| Parameter ng Proteksyon | Kahilingan ng IEC 61851 | Layunin |
|---|---|---|
| Tugon sa Overload | 125% na rated current | Pigilan ang pagkasira ng conductor |
| Pag-trip dahil sa Maikling Sirkito | 5ms sa ≥300% current | Eliminahin ang mga panganib dulot ng arc flash |
| Patuloy na Tolerance | +5% na katatagan ng kuryente | Tiyakin ang ligtas na patuloy na 7kW na output |
Ang pagsasakarga sa Mode 3 ay nangangailangan ng patuloy na daloy ng kuryente na 32A sa kagamitan sa pagsasakarga ng sasakyang elektriko (EV) sa mahabang panahon, na mas mataas pa sa kakayahan ng karamihan sa mga residential na electrical system. Mahalaga ang tumpak na pagsukat ng kuryente na humigit-kumulang ±0.5%, na karaniwang nakakamit gamit ang Hall-effect sensor na nagbibigay-daan sa mga operator na bantayan ang kondisyon sa real time habang binabale-wala ang mga hindi gustong pagbabago sa grid. Kung kulang ang katumpakan na ito, maaaring isang simpleng 2A na overcurrent na umaabot lamang ng kalahating oras ay makapagpapataas ng temperatura ng kable ng halos 40 degree Celsius ayon sa pamantayan ng UK Electrical Safety First, na maaaring magdulot ng pagkatunaw sa mga insulating layer. Ang tamang pagsukat ay nagbubunga ng malaking pagkakaiba upang mapanatili ang matatag na 7kW na output nang hindi kinakompromiso ang kaligtasan o nababawasan ang haba ng buhay ng kagamitan.
Ang mga NTC thermistor, na ang kahulugan ay Negative Temperature Coefficient, ay nagbabantay sa panloob na temperatura lalo na sa paligid ng mga module ng power electronics at mga konektor kung saan madalas tumataas ang init. Binabantayan ng sistema nang mabuti kapag ang mga bahagi ay nagsisimulang lumiliit, karaniwan ay nang umabot na sa mahigit 85 degree Celsius. Sa puntong iyon, papasukin ng mga sensor ang proseso at ihuhinto agad ang pag-charge. Iba ito sa pagkakaroon lamang ng isang sensor sa isang lugar dahil ang maraming punto sa buong sistema ay nakakakita ng mga hot spot bago pa man ito magdulot ng problema. Sinusubukan ng mga tagagawa ang lahat ng mga katangiang pangkaligtasan na ito ayon sa mga pamantayan na itinakda ng IEC 62955 para sa mga sitwasyon ng thermal runaway, upang matiyak na gumagana nang maayos ang lahat sa mga tunay na kondisyon.
Ayon sa pamantayan ng EN 61851-1 Annex D, karamihan sa mga modernong charger ay binabawasan ang output nito sa humigit-kumulang 28 amperes kapag lumampas ang temperatura sa paligid nito sa 35 degree Celsius. Ang halagang ito ay kumakatawan sa pagbawas na humigit-kumulang 12.5%, na nagpapanatili ng ligtas na operasyon sa loob ng device. Ano ang dahilan sa likod ng ganitong pagsasaayos? Sa katunayan, nakakatulong ito upang labanan ang pagtaas ng init sa paglipas ng panahon. Ano ang ibig sabihin nito sa praktikal na paraan? Mas matagal ang buhay ng kagamitan! Ayon sa ilang pag-aaral, maaaring tumagal nang humigit-kumulang 30% nang mas matagal ang mga produkto kung gumagana ang tampok na ito. Bukod dito, pinipigilan nito ang maagang pagkasira ng mga insulating material. Ang mga charging station ngayon ay awtomatikong nagpo-proseso ng lahat ng mga kalkulasyong ito gamit ang espesyal na software at mekanismo ng kontrol na idinisenyo partikular para sa pamamahala ng init.
Para sa pag-iwas sa pagkabagbag sa mga 7kW 32A electric vehicle charger, ang Residual Current Devices o RCDs ay may kritikal na papel. Ang karaniwang Type A modelo ay nakakakita ng regular na AC leakage currents, ngunit pagdating sa mga EV, kailangan natin ng mas mahusay. Dito pumasok ang Type B RCDs dahil kayang tuklasin nila ang mga mahihirap na pulsating DC faults na nangyayari sa loob ng mga EV power converter. Ang IEC 61851 standard ay talagang nangangailangan ng tampok na ito dahil kung ang DC leakage ay hindi napapansin lampas sa 6 milliamps, may malubhang panganib ng pagkabagbag. Ang karamihan ng mga bagong 7kW charger ay kasalukuyang dumadaan na may built-in Type B protection bilang karaniwang kagamitan. Nangangahulugan ito na hindi na kailangan ng karagdagang layer ng kaligtasan, at ang mga gumagamit ay nakakatanggap ng tuluy-tuloy na proteksyon sa buong oras ng kanilang 32A charging nang walang pangamba sa anumang puwang sa coverage ng kaligtasan.
Ang regular na pagsusuri sa sistema ng grounding ay humihinto sa mapanganib na pag-accumulation ng kuryente sa mga casing ng kagamitan. Ang mga modernong device para sa pagsubaybay sa earth continuity ay sumusukat sa resistensya ng wire nang daan-daang beses bawat segundo batay sa teknolohiyang micro-ohmmeter. Ang mga sistemang ito ay awtomatikong mag-shu-shutdown ng operasyon kung ang resistensya ay lumampas sa 0.3 ohms ayon sa pamantayan ng EN 50620. Ang mas advanced na mga modelo ay kayang matukoy ang mga problema sa insulasyon bago pa man ito lumala, sa pamamagitan ng pagtuklas sa pagbaba sa ilalim ng 1 megaohm na may tugon na mas mabilis kaysa isang millisecond. Mahalaga ito lalo na sa mga setup na gumagana sa 32 amps kung saan ang antas ng kuryente ay umabot sa 7 kilowatts na walang tigil. Ang matalinong software ay patuloy na nagtatambalin sa mga pagbabago ng boltahe labas sa normal na saklaw (+/- 10%) kasama ang mga kilalang pattern ng paglabas. Nakakatulong ito upang maiwasan ang maling babala habang patuloy na pinoprotektahan laban sa maliliit na arc fault hanggang sa 5 milliamps lamang ng kuryente.
Ang mga microprocessor na sistema sa loob ng mga charger na 7kW 32A ngayon ay patuloy na nagsusuri ng kasalukuyang kuryente at antas ng boltahe, sinusuri ang mga ito nang 1,000 beses bawat segundo sa pamamagitan ng mga Hall effect sensor na aming pinag-uusapan. Kapag may anomaliya—tulad ng biglang pagtaas o pagbaba na higit sa ±5% ng 32A rating, o kung ang boltahe ay bumaba sa ilalim ng 207 volts sa karaniwang 230V na sistema—agad itong nadadakip at natutugunan ng mga matalinong sistemang ito sa loob lamang ng 100 milliseconds. Ang ganitong bilis ng reaksyon ay malaki ang laban sa mga lumang mekanikal na relay, na nakakapigil sa mapanganib na mga reaksiyong kadena bago pa man ito magsimula. Pinapatunayan din ito ng mga pagsusuri sa tunay na kondisyon; ayon sa mga ulat ng IEC noong nakaraang taon, ang mga disenyo na mabilis ang aksyon ay nagpababa ng mga sunog na dulot ng kuryente ng halos 94%. At mas lalo pang umuunlad dahil ang teknolohiya ng pattern recognition ay nagbibigay-daan sa mga charger na matuklasan ang mga problema nang mas maaga, agad na nahuhuli ang mga palatandaan ng arcing at grounding problems bago pa man ito maging malubhang banta sa kaligtasan.
| Parameter ng Pagmomonitor | Threshold ng Pagtuklas | Aksyon na Tugon |
|---|---|---|
| Pagbabago ng Kasalukuyang Kuryente | ±5% ng 32A rating | Paggamit ng Current Limit |
| Pagbabago ng Boltahe | ±10% ng nominal | Paghinto sa Pag-charge |
| Mga Lagda ng Arc | 8mA RMS | Agad na Pag-shutdown |
Ang proseso ng pagpapakarga ay awtomatikong humihinto kailanman lumampas ang mahahalagang limitasyon. Kapag bumaba ang insulation resistance sa ilalim ng 1 megaohm, karaniwang ibig sabihin nito ay may tumutulong na tubig sa isang lugar o mga bahagi na nagsisimulang mag-wear out na maaaring magdulot ng mapanganib na mga shock. Kung ang boltahe ay umalis nang malaki sa normal na antas, tulad ng pag-akyat sa itaas ng 253 volts o pagbaba sa ibaba ng 207 volts, ang sistema ay ganap na nahihinto upang maprotektahan ang charger at ang mga elektronikong sistema ng kotse. Ang dalawang pangunahing paraan ng pagtukoy sa mga problema ay sumusunod sa mga pamantayan ng industriya na itinakda ng IEC 62196, at ang mga tunay na pagsusuri noong 2024 ay nagpakita na ito ay nakaiwas sa mga hazard halos 96 porsiyento ng oras. Tuwing magsisimula ang pagpapakarga, ang mga espesyal na pagsusuri ay sinusuri ang kalidad ng grounding sa pamamagitan ng pagpapasa ng napakaliit na senyales ng boltahe na nasa ilalim ng 12 volts. Patuloy na tinitiyak ng sistema ang resistensya habang gumagana, at agad na ikinakabit ang kuryente kung anumang bagay ay tila hindi ligtas. Ang mga espesyal na circuitry ay sinusuri ang antas ng boltahe bawat 20 milliseconds upang maiwasan ang pag-overheat kapag biglang tumaas ang boltahe.
Itinakda ng internasyonal na pamantayan sa larangan ng kuryente ang mga alituntunin tungkol sa kaligtasan, partikular na ang mga gaya ng IEC 60364-5-52 mula 2019 at BS 7671:2018. Ang mga gabay na ito ay nagsasaad na kapag may kinalaman sa tuluy-tuloy na karga (continuous loads), kailangang sundin ang patakaran ng 80% derating. Ibig sabihin, kung may gustong mag-install ng 32A electric vehicle charger, kailangan talaga ng 40A circuit na nakalaan lamang para dito. Kapag ginamit ng mga inhinyero ang thermal models sa mga ganitong sitwasyon, ang kanilang natutuklasan ay malinaw ang mensahe. Kapag pinilit ang 6mm squared na tanso na kable sa buong 32A nito nang walang labis na puwang, maaaring tumaas ang temperatura ng higit sa 15 degree Celsius. Sa paglipas ng panahon, ang patuloy na pagtaas ng init ay lubos na nakakaapekto sa insulasyon ng kable. Bago isagawa ang anumang pagbabago o pag-aayos, dapat palaging suriin ng mga elektrisyano kung gaano kalaki ang puwang na natitira sa pangunahing distribution panel. Ang pag-iwas sa hakbang na ito ay maaaring magdulot ng iba't ibang problema sa hinaharap, kabilang ang madalas na pagtrip ng circuit breaker, unti-unting pagkasira ng mga conductor ng kawad, at pinakamasama, ang kabiguan sa pagsunod sa mandatory compliance checks tuwing inspeksyon.
Ayon sa pamantayan ng EN 50620:2017, dapat isama ng kagamitan ang mga monitor ng natitirang kasalungatan (RCMs) na kayang tuklasin ang mga pagbabago na kasing liit ng plus o minus 30 milliamps. Ang pamantayan ay nangangailangan din ng real-time na sistema para sa katatagan ng boltahe na nagpapanatili ng matatag na output ng kuryente sa loob ng sampung porsiyento ng normal na antas habang may proseso ng pagpapakarga. Para sa mas advanced na aplikasyon, ang mga circuit breaker na may deteksyon ng labis na kasalungatan na may proteksyon sa sobrang kuryente (RCBOs) ay kayang matukoy ang mga umuunlad na landas ng pagtagas kahit kapag unti-unti itong umuunlad na hindi hihigit sa tatlong milliamps bawat segundo. Kapag bumaba ang resistensya ng insulasyon sa ibaba ng isang megaohm, ang mga sistema ng pagmomonitor ay awtomatikong papakilos at ipoprotektahan ang operasyon sa loob lamang ng humigit-kumulang isang daan at sampung millisecond. Ang pagsasama ng mga tampok na ito sa kaligtasan ay nakakatulong upang maiwasan ang mapanganib na sitwasyon tulad ng pagkaboy ng kuryente at potensyal na sunog dulot ng mga pagbabago sa daloy ng kuryente sa buong grid. Ang dahilan kung bakit lalong matalino ang diskarte na ito ay ang pag-iwas nitong ulitin ang mga tungkulin na naka-embed na sa Type B na mga device ng residual current at hiwalay na mga thermal monitoring setup, na lumilikha ng mas mahusay at epektibong disenyo ng kabuuang sistema.
Mga pangunahing kinakailangan sa pagsunod:
| Katangian ng seguridad | Mga Sumusulong | Oras ng pagtugon |
|---|---|---|
| Katatagan ng boltahe | ±10% pagbabago | <200ms |
| Pagtitiis ng Insulation | <1 MΩ | <100ms |
| Pangkabukiran na Pagkabigo sa Paggawa ng Lupa | 30 mA na hindi pagkakapantay-pantay | <300ms |
Inirerekomenda ang 40A circuit para sa 32A charger upang magbigay ng buffer para sa normal na mga pagbabago ng kasalukuyang daloy at maiwasan ang pagkakainit nang labis.
Ang Type B RCDs ay kayang tuklasin ang pulsating DC leakage na hindi kayang matuklasan ng karaniwang Type A RCDs, na nagbibigay ng mas mataas na proteksyon laban sa panganib ng pagkabuhay sa aplikasyon ng pagsisingil ng EV.
Nababawasan ang output ng pag-charge kapag lumampas ang temperatura ng kapaligiran sa 35°C ayon sa EN 61851-1 Annex D, na nagtutulung magpigil sa sobrang pag-init at pinalalawig ang buhay ng kagamitan.
Ang awtomatikong pag-shutdown ay nangyayari kapag natuklasan ang kritikal na limitasyon, tulad ng pagbaba ng insulation resistance sa ibaba ng 1 megaohm o malaking pagbabago ng voltage, upang matiyak ang kaligtasan ng sasakyan at charger.
EN
