Ahogy a globális átállás az elektromos mobilitásra felgyorsul, a hangsúly az egyéni otthoni töltőkről a nagyméretű kereskedelmi EV töltési infrastruktúrára helyeződik át. A töltők telepítése flották, nyilvános parkolóházak és bevásárlóközpontok számára sokkal összetettebb, mint egy egyszerű lakossági telepítés. Ezek a környezetek olyan elektromos rendszert igényelnek, amely nemcsak nagy teljesítményű, hanem kivételesen biztonságos, megbízható és intelligens is.
A kihívások jelentősek: folyamatos nagy áramterhelések órákon át, harmonikus torzítás lehetősége, kitettség zord kültéri körülményeknek, és ami a legfontosabb, a köz- és üzemeltetői biztonság iránti kompromisszummentes követelmény. A védelem részleges megközelítése a leállások, a berendezések meghibásodásának és az elfogadhatatlan biztonsági kockázatok receptje.
A VIOX-nál egy szisztematikus, többrétegű védelmi architektúra mellett érvelünk. Ez a megközelítés biztosítja, hogy az elektromos lánc minden pontja – a hálózati csatlakozástól az egyes töltőportokig – a megfelelő védelmi eszközzel legyen megerősítve. Ez az útmutató részletezi ötrétegű stratégiánkat, amely integrálja a megszakítókat (ACB), Öntött tokos megszakítók (MCCB), és a túláramvédelemmel ellátott áram-védőkapcsolókat (RCBO) egy valóban robusztus EV töltési ökoszisztéma kiépítéséhez.
1. réteg: A hálózati csatlakozás (fő bejövő betáplálás)
Bármely kereskedelmi töltőállomás alapja a fő bejövő betáplálás, jellemzően egy dedikált transzformátor kisfeszültségű oldalán. Ez az egész telephely egyetlen ellátási pontja, amely jelentős, 400A-től 2000A feletti áramokat kezel. Ennek a kritikus belépési pontnak a védelme nem alku tárgya.
Alapelem: Megszakító (ACB)
A fő megszakító szerepe az elsődleges túláramvédelem és a magas szintű hibamegszakítás biztosítása a teljes telepítéshez. Erre a feladatra a megszakító (ACB) az ipari szabvány. Elsődleges funkciója, hogy biztonságosan lekapcsolja a teljes állomást egy nagyobb rövidzárlat vagy tartós túlterhelés esetén, megelőzve a katasztrofális meghibásodást és védve a közüzemi hálózatot.
Az ACB-ket a magas névleges áramuk (In) és, ami döntő fontosságú, a végső megszakítóképességük (Icu) alapján specifikálják, amely a nagyméretű EV infrastruktúra esetében a 65kA és 100kA közötti tartományban kell, hogy legyen a tápláló transzformátorból származó potenciális rövidzárlati áram kezeléséhez.
VIOX Insight: Miért elengedhetetlenek a kihúzható típusú ACB-k a töltőállomásokhoz?
Egy olyan kereskedelmi műveletnél, ahol az üzemidő közvetlenül a bevételhez kötődik, a karbantartás komoly kihívást jelenthet. Itt válik kritikus fontosságúvá a rögzített és a kihúzható ACB közötti választás. Míg a rögzített ACB közvetlenül a gyűjtősínekhez van csavarozva, a kihúzható ACB egy csúszó alvázra van szerelve.
Ez a kialakítás lehetővé teszi az üzemeltető számára, hogy biztonságosan kihúzza, ellenőrizze, tesztelje vagy kicserélje a teljes megszakítót a fő elosztótábla feszültségmentesítése nélkül. Egy éjjel-nappal nyitva tartó töltőállomáson ez azt jelenti, hogy egy hibás ACB percek, nem pedig órák alatt kicserélhető, ami drámaian javítja a rendszer rendelkezésre állását. További részletekért tekintse meg a következő útmutatónkat: rögzített típusú vs. kihúzható típusú ACB-k.
| Jellemző | Fix típusú ACB | Kihúzható típusú ACB | VIOX ajánlás EV állomásokhoz |
|---|---|---|---|
| Karbantartás | Teljes tábla leállítást igényel. | A tábla feszültség alatt tartása mellett is cserélhető. | Kihúzható típus |
| Állásidő | Magas (órák). | Minimális (percek). | Kihúzható típus |
| Kezdeti költség | Alacsonyabb. | Magasabb. | Az üzemidőbe való befektetés indokolja a költségeket. |
| Biztonság | Magasabb kockázat a karbantartás során. | Fokozott biztonság a szigetelés révén. | Kihúzható típus |
| Alapterület | Kisebb. | Nagyobb az alváz miatt. | A megbízhatóság érdekében szükséges kompromisszum. |
2. réteg: Energiaelosztás (az al-elosztó tábla)
Miután az energia az ACB-n keresztül belépett a létesítménybe, azt fel kell osztani és el kell küldeni a különböző töltési zónákba vagy “szigetekre”. Ezt a célt szolgálja egy al-elosztó tábla, amely 4-8 töltőből álló csoportokat táplál. A védelem ezen a rétegen kritikus fontosságú a szelektivitás szempontjából – biztosítva, hogy egyetlen töltőcsoport hibája ne okozza a fő ACB lekapcsolását és az egész állomás áramszünetét.
Alapelem: Tokozott megszakító (MCCB)
Az MCCB-k a kereskedelmi energiaelosztás igáslovai. Egy EV töltési környezetben az egyes töltőcsoportok betáplálási védelmét szolgálják. Az IEC 60947-2 szabványnak megfelelően robusztus védelmet nyújtanak a túlterhelések és rövidzárlatok ellen egy kompaktabb keretben, mint egy ACB.
VIOX Insight: Az elektronikus kioldóegységek (ETU) kritikus szerepe
Bár az alapvető termikus-mágneses MCCB-k rendelkezésre állnak, a kereskedelmi EV töltési terhelések több intelligenciát igényelnek. Az EV töltők nem egyszerű rezisztív terhelések; kifinomult teljesítményelektronikai eszközök, amelyek összetett indítási sorrendekkel és terhelési profilokkal rendelkezhetnek.
Ezért a VIOX határozottan ajánlja az elektronikus kioldóegységekkel (ETU) rendelkező MCCB-ket. Az ETU egy mikroprocesszort használ a nagymértékben állítható és pontos védelmi beállítások (hosszú idejű, rövid idejű, pillanatnyi) biztosításához. Ez lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy:
- Finomhangolják a túlterhelésvédelmet hogy megfeleljen a töltők folyamatos terhelésének a zavaró lekapcsolás nélkül.
- Rövid idejű késleltetéseket állítsanak be a megfelelő koordináció (szelektivitás) eléréséhez a felfelé lévő ACB-vel és a lefelé lévő végső megszakítókkal.
- Figyeljék a hálózat minőségét és naplózzák a hibaeseményeket a könnyebb diagnosztika érdekében.
Ezen megszakítók megfelelő csatlakoztatása az energiaelosztó rendszerhez szintén kiemelten fontos a biztonság és a megbízhatóság szempontjából. További információkért tekintse meg a következő útmutatóinkat: MCCB kiválasztás és gyűjtősín csatlakozás védelem.
| Töltő teljesítménye (oszloponként) | Töltők száma csoportonként | Teljes csoportterhelés (Amper) | Ajánlott VIOX MCCB névleges értéke (Amper) |
|---|---|---|---|
| 7,4 kW (1 fázis) | 6 | ~192A | 250A keret, 200A-re állítva |
| 11 kW (3 fázis) | 4 | ~64A | 100A keret, 80A-re állítva |
| 22 kW (3 fázis) | 4 | ~128A | 160A keret, 140A-re állítva |
| 22 kW (3 fázis) | 8 | ~256A | 300A keret, 275A-re állítva |
Megjegyzés: A méretezésnek figyelembe kell vennie a folyamatos terhelési tényezőket (pl. 125% a NEC szerint) és a helyi előírásokat.
3. réteg: A töltőoszlop bemenete (végső áramkör védelem)
Ez a legkritikusabb réteg a személyi biztonság szempontjából. A végső áramkör közvetlenül egyetlen EV töltőportot táplál, és hibátlan védelmet kell nyújtania mind a túláram ellen, mind pedig, ami a legfontosabb, az életveszélyes elektromos szivárgás ellen.
Alapvető komponens: RCBO (áram-védőkapcsoló túláramvédelemmel)
Az RCBO ideális eszköz ehhez a réteghez, mivel egyetlen, kompakt egységben egyesíti a kismegszakító (MCB) túlterhelés- és rövidzárlatvédelmét az áramvédő kapcsoló (RCD) földzárlatvédelmével. Azonban nem minden RCD egyforma, és az EV töltéshez a típus RCD típusa a legfontosabb.
VIOX Insight: A B típusú RCD védelem nem alku tárgya
Egy elektromos jármű beépített töltője a fali váltóáramot egyenárammá alakítja az akkumulátor töltéséhez. A járműben bizonyos hibák esetén ez a folyamat sima egyenáramú szivárgást okozhat vissza a váltóáramú áramkörbe.
Ez egy olyan kockázat, amely kizárólag az olyan teljesítményelektronikákra jellemző, mint az EV töltők és a napelemes inverterek. Egy szabványos A típusú RCD, amely gyakran megtalálható lakossági környezetben, csak a váltóáramú és a pulzáló egyenáramú szivárgás érzékelésére szolgál. Teljesen vak a sima egyenáramú szivárgásra. Sőt, a 6 mA-nál nagyobb egyenáramú szivárgás telítheti az A típusú RCD mágneses magját, ami miatt még a védelmére tervezett váltóáramú hibák esetén sem tud lekapcsolni.
Ezért írja elő az IEC 61851-1 és más globális szabványok az egyenáramú maradékáramok elleni védelmet. Ez a következővel érhető el: A B típusú RCD B típusú RCD, és (vagy egyenértékű rendszer A típusú RCD-vel és egy külön 6 mA-es egyenáramú érzékelő eszközzel). A B típusú RCD kifejezetten a szinuszos váltóáramú, pulzáló egyenáramú és.
sima egyenáramú szivárgási áramok érzékelésére szolgál, átfogó védelmet nyújtva. A B típusú védelemnél kevesebbet használni egy kereskedelmi EV töltőállomáson súlyos megfelelőségi és biztonsági hiba. A témával kapcsolatos mélyebb információkért olvassa el az EV töltéshez szükséges. RCD típusokról szóló útmutatónkat . A végső áramkör méretezéséhez tekintse meg a.
| RCD típus | 3. ábra: VIOX 5 rétegű védelmi architektúra. Figyelje meg a hierarchiát a fő ACB-től (1. réteg) az egyes B típusú RCBO-kig (3. réteg) és a túlfeszültség-védelmi eszközökig (SPD) a töltőpontnál. | Szinuszos váltóáramú hiba | Pulzáló egyenáramú hiba | Sima egyenáramú hiba |
|---|---|---|---|---|
| AC típus | ✅ | ❌ | ❌ | Alkalmas EV töltéshez?. |
| A típus | ✅ | ✅ | ❌ | Nem. Nem biztonságos. |
| F típus | ✅ | ✅ | ❌ | Csak akkor, ha a töltő integrált 6mA DC védelemmel rendelkezik. |
| B típus | ✅ | ✅ | ✅ | Nem. Nagyfrekvenciás védelmet nyújt, de sima DC-t nem. |
Igen. A legbiztonságosabb és legmegfelelőbb választás.
4. réteg: Vezérlés és kapcsolás (a töltő belsejében).
Mélyen a töltőállomáson belül található az a komponens, amely a napi munkát végzi: a kontaktor. Ez az eszköz nagy teherbírású kapcsolóként működik, amely a töltőállomás vezérlőjének parancsára (amely olyan protokollokon keresztül kommunikál, mint az OCPP) feszültség alá helyezi és feszültségmentesíti a jármű felé menő kimenetet.
Alapvető komponens: AC kontaktor (moduláris vagy ipari).
A megszakítóval ellentétben, amely egy biztonsági eszköz, a kontaktor a gyakori, üzemi kapcsolásra van tervezve. Egy forgalmas nyilvános töltőállomáson egyetlen kontaktor naponta több tucatszor vagy akár több százszor is működhet.
VIOX Insight: Az elektromos élettartam és a csendes működés prioritása, moduláris kontaktorok moduláris kontaktorok a jobb választás. DIN-sínre szerelhetők, rendkívül kompaktak és csendes, "zúgásmentes" működésre tervezték őket. Ha valaha is foglalkozott már, zúgó vagy csattogó kontaktorral.
, akkor megérti a csendes kialakítás értékét. A legfontosabb, hogy ehhez az alkalmazáshoz nagy. elektromos élettartamú kontaktort kell választania. Egy kontaktor mechanikai élettartama (hányszor tud terhelés nélkül nyitni és zárni) mindig sokkal nagyobb, mint az elektromos élettartama (hányszor tudja kapcsolni a névleges terhelését). Egy EV töltő könyörtelen terhelési ciklusához egy nagy AC-1 felhasználási kategóriájú és több százezer ciklus bizonyított elektromos élettartamú kontaktor elengedhetetlen a hosszú távú megbízhatóság szempontjából. Hasonlítsa össze a moduláris és a hagyományos kontaktorok.
előnyeit, hogy a megfelelő választást hozza meg a tervezéséhez.
5. réteg: Tranziens biztonság (túlfeszültség-védelem).
Mind az EV töltőben, mind magában a járműben található kifinomult elektronika rendkívül érzékeny a feszültségtúllépésekre. Ezeket a tranziens jelenségeket a létesítmény közelében lévő villámcsapások vagy a közműhálózaton végzett kapcsolási műveletek okozhatják. Egyetlen erős túlfeszültség tönkreteheti a vezérlőpaneleket és az autó beépített töltőjét (OBC), ami költséges javításokhoz és elégedetlen ügyfelekhez vezethet.
Alapvető komponens: Túlfeszültség-védelmi eszköz (SPD).
Az SPD feladata, hogy érzékelje a tranziens túlfeszültséget, és a káros túlfeszültség-áramot biztonságosan a földbe vezesse, mielőtt az elérné az érzékeny berendezéseket. A túlfeszültség-védelem többrétegű megközelítése a leghatékonyabb.
- VIOX Insight: Koordinált SPD stratégia (1+2 típus és 2 típus) A 1+2 típusú SPD Fő panel (1. réteg):.
- a fő kapcsolótáblánál kell felszerelni, közvetlenül a fő ACB után. Az 1. típusú eszköz elég robusztus ahhoz, hogy kezelje a részleges villámáramokat, így biztosítva az első és legerősebb védelmi vonalat. A 2. típusú EPD Al-elosztás (2. réteg):.
az al-elosztó panelekben kell felszerelni, amelyek a töltőcsoportokat táplálják. Ez a másodlagos SPD lefogja a primer SPD által átengedett maradék feszültséget, és véd a belsőleg generált túlfeszültségek ellen. Ez a koordinált megközelítés biztosítja, hogy a feszültség fokozatosan alacsonyabb, biztonságosabb szintre legyen lefogva, ahogy a végső terhelés felé halad. Ez egy kritikus elem mind a váltóáramú töltéshez, mind pedig még inkább a. nagy teljesítményű DC gyorstöltő védelemhez . Ezen kritikus alkatrészek beszerzésének teljes áttekintéséhez tekintse meg a.
4. ábra: B típusú RCBO DIN-sínre szerelve. Figyelje meg a "30mA AC + 6mA DC" specifikációt, amely átfogó védelmet jelez a váltóáramú és egyenáramú szivárgási áramok ellen.
A nagy kép: Kereskedelmi vs. lakossági védelem Egy kereskedelmi töltőközpont elektromos igényei és biztonsági követelményei nagyságrendekkel nagyobbak, mint egyetlen otthoni töltőé. Ez a táblázat összefoglalja a védelmi filozófia legfontosabb különbségeit. A részletesebb összehasonlításhoz tekintse meg a.
| kereskedelmi és lakossági védelmi útmutatónkat | Védelmi szempont | Lakossági EV töltő |
|---|---|---|
| Fő megszakító | Kereskedelmi EV töltőállomás | 400A – 2000A+ Légmegszakító (ACB) |
| Betápláló védelem | N/A (közvetlen áramkör) | Tokozott megszakítók (MCCB) csoportokhoz |
| Végső áramkör | 32A-40A MCB vagy RCBO | 32A-63A RCBO portonként |
| Szivárgásvédelem | A típus (ha a töltő rendelkezik 6mA DC érzékeléssel) vagy B típus | B típusú RCBO (Kötelező) |
| Túlfeszültség elleni védelem | 2. típus (Teljes otthon) ajánlott | 1+2. típus (Fő betáp) + 2. típus (Al-elosztók) |
| Üzemidő fókusz | Kényelem | Kritikus fontosságú (Bevételt termelő) |
| Karbantartás | Reaktív (lekapcsolás/hiba) | Proaktív (Kihúzható megszakítók, felügyelet) |
Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)
1. Miért nem használhatok egyszerűen szabványos MCB-ket kereskedelmi elektromos jármű töltéshez?
A szabványos kismegszakítókból (MCB) hiányoznak az MCCB-k állítható kioldási beállításai, ami megnehezíti a koordinációt és a szelektivitást egy nagy rendszerben. Ennél is fontosabb, hogy egy MCB nem nyújt védelmet földzárlat ellen, ami kritikus biztonsági követelmény az elektromos járművek töltésénél. Egy RCBO a minimum a végáramkörhöz.
2. Mi a valódi különbség az A típusú és a B típusú áram-védőkapcsoló között egy elektromos jármű töltőnél?
Az A típusú áram-védőkapcsoló (RCCB/RCD) nem képes érzékelni a sima egyenáramú szivárgó áramot, ami egy specifikus kockázatot jelent az elektromos jármű töltők esetében. Ez ahhoz vezethet, hogy a készülék nem old le veszélyes hiba esetén. A B típusú áram-védőkapcsolót úgy tervezték, hogy érzékelje a váltakozó áramú, pulzáló egyenáramú és sima egyenáramú szivárgást, teljes védelmet nyújtva, ahogyan azt a biztonsági szabványok, például az IEC 61851-1 előírják.
3. Hogyan méretezzek egy ACB-t egy 20 töltős kereskedelmi állomáshoz?
A fő ACB méretezése magában foglalja a teljes maximális igény kiszámítását, egyidejűségi tényező alkalmazását (amely kereskedelmi állomásoknál 1,0 lehet, feltételezve, hogy az összes töltő egyidejűleg használható), és a jövőbeli bővítés figyelembevételét. Egy húsz 22 kW-os (32 A-es) töltővel rendelkező állomás esetén a teljes terhelés 640 A. Egy 0,8-as egyidejűségi tényező 512 A-t eredményezhet. A következő szabványos ACB méretet kell kiválasztani, például egy 800 A-es keretű ACB-t, és ennek megfelelően be kell állítani az elektronikus kioldóegységet. Mindig konzultáljon képzett mérnökkel.
4. Szükségem van túlfeszültség-védelmi eszközökre (SPD) minden egyes töltőoszlopon?
A leghatékonyabb stratégia a többrétegű védelem. Egy fő 1+2 típusú SPD a bejövő szolgáltatási bejáratnál biztosítja az elsődleges védelmet. Másodlagos 2 típusú SPD-ket kell elhelyezni a töltőcsoportokat tápláló elosztó panelekben. Általában nem szükséges minden egyes töltőoszlopba SPD-t helyezni, ha az al-paneltől való távolság rövid (pl. <10 méter), és nem biztos, hogy költséghatékony.
5. Mi a tipikus megszakítóképesség (kA érték) az MCCB-k esetében az elektromos járművek töltésénél?
Ez a beépítési ponton mérhető várható zárlati áramtól (PSCC) függ. Nagy transzformátorról táplált al-elosztó panelek esetében a PSCC jelentős lehet. Az MCCB-k tipikus megszakítóképessége ebben az alkalmazásban 25 kA és 50 kA között van, hogy biztosítsák a biztonságos hibamegszakítást meghibásodás nélkül.
Következtetés: Az e-mobilitás elektromos gerincének kiépítése
Egy sikeres kereskedelmi elektromos jármű töltőállomás több, mint a töltők összeszerelése. Ez egy összefüggő elektromos ökoszisztéma, ahol a biztonságot és a megbízhatóságot a legelső hálózati csatlakozástól kezdve beépítik. Egy robusztus elektromos “idegrendszer” - amely a megfelelően specifikált ACB-k, az intelligens kioldóegységekkel rendelkező MCCB-k, a kötelező B típusú RCBO-k és a koordinált túlfeszültség-védelem rétegzett architektúrájára épül - a magas üzemidő, a nyereséges és mindenekelőtt a biztonságos töltőhálózat valódi alapja.
Ezzel az ötrétegű védelmi stratégia megvalósításával a fejlesztők és üzemeltetők túlléphetnek az egyszerű áramellátáson, és biztosíthatják azt a bizalmat és megbízhatóságot, amelyet az e-mobilitás jövője megkövetel.
A következő kereskedelmi töltőállomását tervezi? Vegye fel a kapcsolatot a VIOX mérnöki csapatával egy átfogó anyagjegyzék (BOM) felülvizsgálatához és a projektje egyedi igényeihez igazított kiválasztási tanácsokért.
