در این صفحه
شارژ مسکونی در مقابل تجاری، لزوماً همان تفاوتی را دارد که شارژ AC در مقابل DC دارد. اکثر تأسیسات مسکونی از تجهیزات تأمین برق خودروی برقی (EVSE) نوع AC استفاده میکنند. سایتهای عمومی ممکن است از شارژرهای مقصد AC، شارژرهای DC با توان بالا، یا هر دو استفاده کنند.
تجاری و عمومی مترادف دقیق یکدیگر نیستند. یک پارکینگ ناوگان خصوصی میتواند بدون دسترسی عمومی، تجاری باشد، در حالی که یک نقطه شارژ حاشیهای ممکن است برای عموم قابل دسترسی باشد. در این راهنما، ستونهای AC عمومی و DC عمومی نشاندهنده الگوهای زیرساختی چندکاربره هستند که معمولاً در پروژههای تجاری و با دسترسی عمومی دیده میشوند؛ مدل دسترسی واقعی همچنان یک ورودی طراحی مجزا باقی میماند.
توالی صحیح طراحی به شرح زیر است:
- مشخص کنید که آیا خودرو AC دریافت میکند یا DC.
- سایت را بر اساس دسترسی، بهرهبرداری، تعداد خروجی، در دسترس بودن و نیازهای توسعه طبقهبندی کنید.
- ظرفیت منبع تغذیه، جریان خطای احتمالی، ارتینگ، عملکردهای تاییدشده EVSE، قوانین محلی نصب و دستورالعملهای سازنده را بررسی کنید.
یک برچسب سایت مانند خانه, محل کار، یا عمومی کلید مدار، دستگاه جریان باقیمانده، دستگاه حفاظت در برابر نوسان ولتاژ، هادی یا جداکننده را انتخاب نمیکند.
شارژ AC مسکونی در مقابل AC عمومی در مقابل DC عمومی
| پرسش طراحی | AC مسکونی | AC تجاری/عمومی | شارژ سریع DC تجاری/عمومی |
|---|---|---|---|
| توان تحویل داده شده به خودرو | AC؛ شارژر داخلی آن را به DC تبدیل میکند | AC؛ شارژر داخلی آن را به DC تبدیل میکند | DC؛ تبدیل در تجهیزات شارژ خارج از خودرو انجام میشود |
| زمینه معمولی | مسیر اختصاصی، گاراژ یا فضای مسکونی تعیینشده | محل کار، هتل، خردهفروشی، ناوگان، پارکینگ یا شارژ حاشیهای | کریدور بزرگراه، پایانه ناوگان، مرکز شارژ یا سایت با گردش سریع |
| چرخه کاری (Operating duty) | معمولاً یک خانوار با زمان توقف قابل پیشبینی | کاربران متعدد، ساعات کاری طولانیتر و اشغال متغیر | توان بالا، جلسات کوتاهتر و تجهیزات با کارکرد سنگین |
| چالش توزیع اصلی | سرویس موجود و تقاضای واحد مسکونی | تقاضای تجمیعی، تعداد پریزها، ضریب همزمانی، دسترسی و توسعه | ظرفیت شبکه، وظیفه ترانسفورماتور و تابلو برق، تلفات تبدیل، سرمایش و زمان کارکرد |
| محدوده حفاظتی | مدار نهایی اختصاصی به همراه عملکردهای تاییدشده EVSE | حفاظت در هر نقطه اتصال هماهنگشده با سیستم توزیع شارژ | حفاظت AC بالادست هماهنگشده با معماری داخلی AC/DC تاییدشده شارژر |
| الزام مدیریتی | زمانبندی یا مدیریت انرژی خانگی ممکن است کافی باشد | تخصیص پویا، احراز هویت، اندازهگیری و پایش از راه دور ممکن است مورد نیاز باشد | اشتراکگذاری توان، کنترل تقاضا، پایش زمان کارکرد و نگهداری برنامهریزیشده، محوریت دارند |
| بسته مستندات | محاسبه بار، طراحی مدار نهایی، دستورالعملهای EVSE، گواهینامه/لیستبندی و تأییدیه محلی | مطالعه بار سایت، جدول خروجیها، مستندات EVSE، برنامههای ارتباطی و نگهداری | مطالعه شبکه توزیع، دیاگرام تکخطی، مطالعات خطا و هماهنگی، گواهینامه شارژر، راهاندازی و برنامه سرویس |
این جدول وظایف مهندسی را طبقهبندی میکند؛ این یک جدول انتخاب دستگاه نیست. دو پروژه در یک ستون مشابه ممکن است به هادیها، کلیدهای مدار، حفاظت جریان باقیمانده، حفاظت در برابر نوسانات و تجهیزات توزیع متفاوتی نیاز داشته باشند.
چرا نوع سایت بهتنهایی معماری سیستم الکتریکی را تعیین نمیکند
یک شارژر خانگی و یک ایستگاه شارژ AC عمومی میتوانند از مسیر توان کلی یکسانی استفاده کنند: محل، جریان AC را تأمین کرده و شارژر داخلی خودرو آن را به جریان DC برای باتری تبدیل میکند. با این وجود، وظایف بهرهبرداری و زیرساختی آنها میتواند تفاوت قابلتوجهی داشته باشد.
یک ایستگاه AC عمومی ممکن است به احراز هویت کاربر، اندازهگیری درآمد، ارتباطات شبکه، بازنشانی از راه دور، تخصیص بار و دسترسی مستند برای تعمیر و نگهداری نیاز داشته باشد. یک نقطه شارژ خانگی ممکن است به هیچیک از این عملکردها نیاز نداشته باشد، اما همچنان به یک مدار نهایی با طراحی مناسب و یک استراتژی جریان باقیمانده سازگار با EVSE نیاز دارد.
شارژ DC عمومی مرز تجهیزاتی متفاوتی ایجاد میکند. شارژر، تبدیل را در خارج از خودرو انجام میدهد و ممکن است شامل ماژولهای توان، خنککننده، سوئیچینگ، پایش عایقی، کنترلهای خروجی و عملکردهای حفاظتی DC در ساختار گواهیشده خود باشد. طراح سایت باید سیستم AC بالادست را با آن تجهیزات هماهنگ کند، نه اینکه صرفاً مدار یک شارژر دیواری AC را بزرگتر کند.
برای خانوادههای کانکتور، حالتهای شارژ و اصطلاحات پایه، از انواع شارژرهای خودروهای برقی راهنما به عنوان مرجع استفاده کنید. صفحه حاضر به مقایسه زیرساخت میپردازد، نه طبقهبندی کانکتورها.
شارژ AC مسکونی: با ظرفیت موجود شروع کنید
در یک نصب معمولی AC خانگی، EVSE ثابت، اتصال خودرو را کنترل میکند در حالی که شارژر داخلی، AC را به DC تبدیل مینماید. EVSE معمولاً از یک مدار نهایی اختصاصی در تابلوی توزیع مسکونی تغذیه میشود.
طراحی با محل سکونت آغاز میشود، نه با توان اسمی شارژر. بررسی کنید:
- ظرفیت سرویس و تابلوی توزیع؛;
- تقاضای حداکثر موجود و هرگونه روش کنترل تقاضای تاییدشده؛;
- حداکثر جریان ورودی EVSE و الزامات بالادستی مشخصشده توسط سازنده؛;
- آمپریته هادی، روش نصب، گروهبندی، شرایط محیطی، افت ولتاژ و محدودیتهای ترمینال؛;
- جریان اتصال کوتاه احتمالی و ظرفیت قطع تجهیزات حفاظتی؛;
- آرایش ارتینگ و شرایط قطع خطا؛;
- عملکردهای حفاظتی یکپارچه EVSE و هرگونه حفاظت خارجی مورد نیاز طبق قوانین مصوب؛;
- عملکرد و رفتار در زمان خرابی مدیریت بار ایستا یا پویا.
شارژ زمانبندیشده میتواند تقاضا را به زمان دیگری منتقل کند، اما یک تایمر بهتنهایی اثباتکننده ظرفیت تامین کافی نیست. اگر یک سیستم مدیریت انرژی، جریان شارژ را کنترل میکند، نقطه اندازهگیری، حد قابل اعمال، رفتار پاسخدهی، وضعیت در زمان قطع ارتباط و تست راهاندازی آن را مستند کنید.
محاسبات دقیق مدار برای 7 kW و 22 kW در راهنمای اندازه گیری بریکر مدار شارژر خودروهای برقی. بدون بررسی منبع تغذیه واقعی، هادی، شرایط محیطی، سطح خطا، دستورالعملهای EVSE و آییننامههای محلی، اندازه کلید مدار را از تأسیسات دیگر کپی نکنید.
شارژ AC عمومی: طراحی مدارهای نهایی و سیستم کلی
شارژ عمومی AC در مقصد، مسیر توان AC به شارژر داخلی را حفظ میکند، اما وظیفه سایت آن متفاوت است. ممکن است چندین وسیله نقلیه بهطور همزمان متصل شوند، ساعات کاری طولانیتر است و یک سیستم توزیع ممکن است به نقاط شارژ متعددی سرویسدهی کند.
بنابراین این پروژه دارای دو سطح طراحی مرتبط است:
- نقطه اتصال انفرادی: حفاظت در برابر جریان اضافه مدار نهایی، استراتژی جریان باقیمانده، عملکردهای ایزولاسیون و سوئیچینگ، مسیر کابل و الزامات EVSE.
- سیستم توزیع شارژ: ظرفیت فیدر و شین، تقاضای متنوع، سطح خطا، انتخابگری، اندازهگیری، ارتباطات، قرارگیری در معرض محیط، نگهداری و توسعه.
مدیریت بار ممکن است ظرفیت ثابت سایت را میان خودروهای متصل توزیع کند. این امر باعث حذف درجهبندیهای مدار نهایی یا مجاز شمردن شرایط اضافهبار ثبتنشده نمیشود. حداکثر تخصیص سایت، حداقل و حداکثر تخصیص شارژر، رفتار در صورت قطع ارتباط، لغو دستی و روش مورد استفاده برای تأیید محدودیت در حین راهاندازی را تعیین کنید.
سایتهای AC عمومی همچنین به یک استراتژی برای خرابی عملیاتی نیاز دارند. اگر شبکه یا کنترلر دچار نقص شود، مشخصات فنی باید تعیین کند که آیا شارژ متوقف میشود، با یک حد ایمن ثبتشده ادامه مییابد یا به وضعیت دیگری که مورد تأیید سازنده است وارد میشود.
شارژ DC عمومی: هماهنگی با معماری شارژر تأییدشده
شارژ سریع DC، تبدیل AC به DC را به خارج از خودرو منتقل میکند. یک شارژر ممکن است عملکردهای یکسوسازی، تبدیل توان، کنترل خروجی DC، خنککاری، پایش، ارتباطات و عملکردهای حفاظتی را در یک کابینت یا سیستم توان ماژولار ترکیب کند.
ورودیهای معمول پروژه شامل موارد زیر است:
- ظرفیت سرویس برق شهری و ترانسفورماتور؛;
- محاسبات جریان خطای تابلو اصلی و فیدر؛;
- درجهبندیهای اتصال کوتاه تابلو برق و هماهنگی ثبتشده؛;
- دادههای مربوط به حداکثر ورودی شارژر، ضریب توان، بازدهی، هارمونیک و خطا؛;
- محدودیتهای حرارتی فیدر و کابل؛;
- الزامات خنککاری ماژول قدرت و کابل شارژ؛;
- محدودههای کنترل اضطراری، جداسازی و نگهداری تعیینشده توسط سازنده؛;
- روشهای راهاندازی، دسترسی عیبیابی، قطعات یدکی و پشتیبانی خدمات واجد شرایط.
سازنده شارژر، معماری حفاظتی و کنترلی داخلی DC تاییدشده را تعیین میکند. طراح سایت همچنان مسئول تامین AC بالادست، سوئیچینگ و حفاظت خارجی، محیط نصب و هماهنگیهای مورد نیاز طبق دستورالعملهای تجهیزات و قوانین محلی است.
پروژههای تجاری بزرگ باید با معماری حفاظت شارژ خودروهای برقی تجاری راهنما ادامه یابند، که وظایف ACB، MCCB، MCB/RCBO، RCD/RDC-DD، SPD، جداسازی و کنترل را در سراسر سلسلهمراتب توزیع ترسیم میکند.
چگونه مرز حفاظتی تغییر میکند
حفاظت باید بر اساس عملکرد و شواهد تعیین شود، نه با این فرض که هر پروژه مسکونی از یک نوع دستگاه استفاده میکند و هر پروژه عمومی از نوعی دیگر.
حفاظت در برابر اضافهبار و اتصال کوتاه
دستگاه حفاظتی باید با هادی، بار اعلامشده، روش نصب، جریان خطای احتمالی، هماهنگی مورد نیاز و دستورالعملهای EVSE متناسب باشد. خانواده دستگاه بهتنهایی تعیینکننده مناسب بودن آن نیست. ممکن است در یک پروژه از یک MCB یا RCBO در مدار نهایی استفاده شود؛ در حالی که پروژه دیگری به دلیل جریان، سطح خطا، قابلیت تنظیم، انتخابگری یا معماری توزیع، به یک MCCB یا مجموعهای متفاوت نیاز داشته باشد.
تشخیص جریان باقیمانده و جریان باقیمانده DC
شارژ AC میتواند شرایط جریان باقیماندهای ایجاد کند که بر استراتژی حفاظت تأثیر میگذارد. دستگاه خارجی تا حدی به عملکردهای حفاظتی تعبیهشده در EVSE وابسته است.
IEC 62955:2018 دستگاههای تشخیص جریان مستقیم باقیمانده (RDC-DDs) را برای ایستگاههای شارژ AC حالت 3 که بهطور دائم متصل هستند، در محدوده ولتاژ، جریان و فرکانس تعیینشده پوشش میدهد. این استاندارد یک نوع RCD خارجی واحد را برای همه تأسیسات تجویز نمیکند. مستندات EVSE، سیستم ارتینگ، قوانین نصب پذیرفتهشده و هماهنگی بین تشخیص DC تعبیهشده و حفاظت جریان باقیمانده بالادست را بررسی کنید.
از راهنمای انتخاب RCD برای شارژر EV برای تصمیمگیری دقیق در مورد Type A، Type F، Type B و RDC-DD. پرسنل راهاندازی باید به جای استنباط روش تست از عبارت “6 mA DC”، از رویههای تأییدشده و دستورالعملهای دقیق تجهیزات پیروی کنند؛ به بخش جداگانه مراجعه کنید راهنمای تایید RDC-DD.
ایزولاسیون، کلیدزنی و کنترل اضطراری
ابزارهای مورد نیاز برای ایزولاسیون، کلیدزنی عملکردی و کنترل اضطراری به معماری، ساختار تجهیزات، محل، دستهبندی بهرهبرداری و قوانین محلی پذیرفتهشده بستگی دارد. واژه عمومی مکان جهانی برای قطعکننده خارجی تعیین نمیکند.
نقشه تکخطی باید مشخص کند که کدام ابزار، هر نقطه اتصال، فیدر، بخش توزیع و ماژول قدرت شارژر را در صورت لزوم ایزوله میکند. پیکربندی پل، درجهبندی AC یا DC، وضعیت قفلشوندگی، دسترسی و محدودههای نگهداری تعیینشده توسط سازنده را تایید کنید.
محافظت در برابر نوسانات برق
حفاظت در برابر نوسانات ولتاژ به آرایش تغذیه تاسیسات، شرایط حفاظت در برابر صاعقه، میزان در معرض بودن، مقاومت تجهیزات، مراحل بالادستی SPD، مسیر کابلکشی و قوانین پذیرفتهشده بستگی دارد. یک شارژر صرفاً به دلیل مسکونی یا عمومی بودن، در دسته SPD نوع 1 یا نوع 2 قرار نمیگیرد.
The راهنمای حفاظت در برابر نوسانات ولتاژ شارژر EV نوع SPD، محل قرارگیری، هماهنگی، حفاظت پشتیبان، مسیر هدایت هادیها و پایش وضعیت را بدون تکیه بر قانون خودسرانه فاصله کابل پوشش میدهد.
مدیریت بار
مدیریت بار یک عملکرد طراحی است، نه صرفاً یک ویژگی نرمافزاری:
- AC مسکونی: تقاضای کل واحد مسکونی را در محدوده حد مجاز سرویس تأییدشده نگه دارید.
- AC عمومی: ظرفیت سایت را بین چندین نقطه اتصال توزیع کنید، در حالی که محدودیتهای مستند مدار را حفظ میکنید.
- DC عمومی: شارژرهای پرقدرت، ماژولهای قدرت، ذخیرهسازها و سایر بارهای بزرگ را با محدودیتهای شبکه یا ترانسفورماتور هماهنگ کنید.
نقطه اندازهگیری، زمان پاسخدهی، محدودیتهای تخصیص، وضعیت قطع ارتباط، کنترل دستی و مستندات راهاندازی را ثبت کنید. مشخص کنید که آیا سیستم فقط برای بهینهسازی استفاده میشود یا بخشی از روش کنترل ظرفیت تأییدشده است.
نقشه استانداردها و پذیرش
گواهی تجهیزات، کل نصب را تأیید نمیکند. استانداردها برای لایههای مختلف پروژه اعمال میشوند.
| لایه پروژه | مرجع مبتنی بر IEC | مرجع آمریکای شمالی |
|---|---|---|
| نصب مدار تغذیه EV | IEC 60364-7-722:2018 بهعلاوه قوانین سیمکشی پذیرفتهشده ملی | آییننامه الکتریکی پذیرفتهشده، مفاد قابلاجرای شارژ EV، و الزامات مرجع ذیصلاح |
| تجهیزات تأمین برق خودروی برقی (EVSE) رسانای عمومی | IEC 61851-1:2017, ، شامل اصلاحیه منتشر شده در سال 2023 | استاندارد UL 2594 برای تجهیزات EVSE در محدوده کاربرد آن |
| تجهیزات شارژ DC | بخشهای قابل اعمال IEC 61851 برای تجهیزات و سیستم شارژ | UL 2202 |
| سیستم حفاظت از پرسنل | قوانین نصب به همراه عملکردهای تجهیزات گواهیشده اعلامشده | سری UL 2231 در سیستم EVSE قابل اجرا |
| تشخیص جریان باقیمانده DC در حالت Mode 3 | استاندارد IEC 62955 در محدوده تعیینشده آن | سیستم EVSE فهرستشده و الزامات آییننامهای پذیرفتهشده را بررسی کنید |
مرور کلی زیرساخت شارژ EV از UL Solutions نقشهای متمایز UL 2594، UL 2202 و سری UL 2231 را مشخص میکند. ویرایشهای قابل اجرا، انحرافات ملی، فهرستبندی یا گواهی تجهیزات، دستورالعملهای نصب و مسیر پذیرش محلی باید برای حوزه قضایی پروژه تأیید شوند.
چکلیست مشخصات پروژه
پیش از انتخاب کلیدهای مدار، RCDها، کلیدهای قطعکننده یا SPDها، این اطلاعات را جمعآوری کنید:
| گروه ورودی | اطلاعات مورد نیاز پروژه |
|---|---|
| مسیر قدرت | AC یا DC تحویل داده شده به وسیله نقلیه؛ مرز تبدیل داخلی یا خارجی |
| وظیفه سایت | اقامتگاه خصوصی، مسکونی اشتراکی، محل کار، مقصد عمومی، ناوگان، دپو یا مرکز شارژ سریع |
| تغذیه | ولتاژ، فازها، فرکانس، آرایش ارتینگ، ظرفیت موجود و جریان خطای احتمالی |
| EVSE | حداکثر جریان ورودی، حالتهای عملکرد، حفاظت تعبیه شده، دادههای اتصال کوتاه، گواهینامه/لیستبندی و دستورالعملهای سازنده |
| بهرهبرداری | تعداد نقاط اتصال، همزمانی مورد انتظار، زمان توقف، هدف در دسترس بودن و طرح توسعه |
| هادی ها | جنس، مسیر، روش نصب، ظرفیت جریاندهی، گروهبندی، شرایط محیطی، افت ولتاژ و محدودیتهای ترمینال |
| حفاظت | الزامات مربوط به اضافهجریان، جریان باقیمانده، جداسازی، نوسان ولتاژ، کنترل اضطراری و هماهنگی |
| کنترلها | روش مدیریت بار، نقطه اندازهگیری، حد مجاز اجرایی، وضعیت قطع ارتباطات و تست راهاندازی |
| محیط زیست | قرارگیری در فضای داخلی/خارجی، دما، آب، گرد و غبار، خوردگی، ضربه، دسترسی و فضای نگهداری |
| مستندات (شواهد) | قوانین مصوب، تصمیمات مرجع ذیصلاح، گواهینامهها، دستورالعملها، نقشه تکخطی، محاسبات، تنظیمات و سوابق تست |
اگر این ورودیها ناقص باشند، انتخاب یک تجهیز حفاظتی صرفاً بر اساس توان شارژر یا نوع سایت، زود هنگام است.
آمادهسازی پیشنهاد حفاظتی
برای پیشنهاد VIOX در سطح مدل، ولتاژ و فازهای تغذیه، آرایش ارتینگ، دادههای ورودی EVSE، جدول نقاط اتصال، جریان خطای احتمالی محاسبهشده، اطلاعات هادی، روش مدیریت بار، بازار مقصد، مفهوم تکخطی و اسناد گواهینامه مورد نیاز را ارائه دهید. بسته به وظایف محاسبهشده، پروژه ممکن است به VIOX ارجاع داده شود MCB ها, کلیدهای مینیاتوری (MCCB), آر سی بی او ها، یا SPD ها.
پیشنهاد تأمینکننده جایگزین محاسبات طراح پروژه، دستورالعملهای سازنده EVSE، شواهد تستشده هماهنگی تجهیزات یا تأییدیه مرجع مسئول نمیباشد. برای بررسی مستند، تماس بگیرید [email protected] به همراه بسته ورودی پروژه در بالا.
منابع فنی
- IEC 60364-7-722:2018 — تأسیسات الکتریکی فشار ضعیف: تغذیه برای وسایل نقلیه الکتریکی
- IEC 61851-1:2017 — سیستم شارژ رسانشی وسیله نقلیه الکتریکی: الزامات عمومی
- IEC 61851-1:2017/COR1:2023 — اصلاحیه ۱
- IEC 62955:2018 — RDC-DD برای شارژ خودروی برقی (EV) در حالت Mode 3
- UL Solutions — خدمات زیرساخت شارژ وسایل نقلیه الکتریکی
- مرکز داده سوختهای جایگزین وزارت انرژی ایالات متحده — شارژ وسایل نقلیه الکتریکی در خانه
- آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده — اصول اولیه شارژ وسایل نقلیه الکتریکی پلاگین
فقط پرسنل واجد شرایط باید سیستمهای الکتریکی شارژ EV را طراحی، نصب، آزمایش و نگهداری کنند. انتخاب نهایی تجهیزات و نصب باید از قوانین محلی پذیرفتهشده، الزامات مراجع ذیصلاح، محاسبات پروژه و دستورالعملهای جاری سازنده پیروی کند.
