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Un'installazione sicura di apparecchiature di alimentazione per veicoli elettrici (EVSE) di Livello 2 richiede più di una presa da 240 V e una posizione libera nell'interruttore automatico. Prima che il caricabatterie venga messo sotto tensione, devono essere superate cinque fasi:
- Il modello di EVSE, il metodo di connessione e la corrente massima ammissibile sono definiti.
- La valutazione del carico del servizio, dell'alimentatore, del quadro e dell'abitazione supporta tale corrente, oppure un metodo di gestione dell'energia approvato la limita.
- Un circuito derivato dedicato e la relativa protezione sono progettati per l'installazione effettiva.
- L'apparecchiatura elencata, la posizione di montaggio, l'ambiente e il percorso dei cavi sono idonei.
- Le impostazioni, le funzioni di protezione, l'operazione di ricarica, il permesso di ispezione e la consegna al proprietario di casa sono documentati.
La protezione integrata di un EVSE non dimostra che il circuito derivato a monte sia corretto. Allo stesso modo, uno spazio vuoto nel quadro non dimostra che l'impianto abbia una capacità sufficiente. Il progetto finale deve seguire il codice elettrico adottato, l'autorità competente (AHJ), le istruzioni dell'EVSE e i calcoli per la specifica abitazione.
Questa guida copre la ricarica AC di Livello 2 per residenze monofamiliari in Nord America. Si tratta di una guida ai requisiti di progetto e all'accettazione per proprietari di casa, appaltatori elettrici, revisori e acquirenti di apparecchiature, non di una procedura di cablaggio fai-da-te.
La mappa di accettazione a cinque fasi
| Gate | Requisito da stabilire | Prove da conservare | Interrompere il progetto quando |
|---|---|---|---|
| 1. Definizione di EVSE | Modello esatto, connessione di alimentazione, corrente di ingresso massima, limite configurato, uso interno/esterno | Targhetta, istruzioni, certificazione, registro di configurazione | L'apparecchiatura, l'impostazione di corrente o il metodo di connessione sono sconosciuti |
| 2. Capacità | Servizio, linea di alimentazione, quadro, sbarra e capacità gestita calcolata o approvata | Calcolo del carico o progetto di gestione del carico consentito; dati del quadro e del servizio | La capacità è dedotta solo da uno spazio vuoto per interruttore automatico |
| 3. Circuito e protezione | Circuito dedicato, protezione da sovracorrente compatibile, conduttori, morsetti, messa a terra/collegamento equipotenziale ed eventuale protezione richiesta per il personale | Programma del circuito, calcolo, compatibilità delle apparecchiature, piano di installazione | L'interruttore automatico, il conduttore, la presa o la protezione sono selezionati per abitudine piuttosto che per evidenza |
| 4. Apparecchiature e ubicazione | EVSE approvato, ambiente idoneo, montaggio, portata del cavo, protezione dagli urti e ingressi dell'involucro | Dettagli di quotazione/certificazione, planimetria del sito, istruzioni dell'apparecchiatura | Le condizioni meteorologiche, i danni fisici, l'instradamento dei cavi o lo stato di approvazione rimangono irrisolti |
| 5. Accettazione | Impostazioni verificate, controlli, sessione di ricarica, comportamento della gestione del carico, ispezione del permesso, etichette e istruzioni per il proprietario | Scheda di messa in servizio, approvazione dell'ispezione, foto, impostazioni, manuali | Un test di protezione fallisce, si verifica un surriscaldamento o le impostazioni finali non possono essere verificate |
Iniziare con una scheda di input del progetto
L'installazione dovrebbe essere progettata in base all'ingresso dichiarato dell'EVSE, non semplicemente alla sua potenza nominale in kW pubblicizzata. Raccogliere questi dati prima di richiedere un preventivo finale:
- Produttore dell'EVSE e modello esatto;
- corrente di ingresso massima ed eventuali impostazioni di corrente configurabili inferiori;
- se tale impostazione di corrente sia controllata dall'installatore, controllata via software o bloccata fisicamente;
- collegamento cablato o tramite cavo e spina;
- tensione di alimentazione e fase indicate nelle istruzioni;
- limite di ricarica AC a bordo del veicolo;
- interno, esterno, luogo umido o altra esposizione ambientale;
- distanza e percorso proposto dal quadro di servizio all'EVSE;
- posizione di parcheggio normale e portata richiesta del connettore;
- potenza nominale dell'abitazione, portata del quadro, interruttore principale, carichi elevati esistenti e posizioni disponibili nel quadro;
- sistema di gestione del carico o di gestione dell'energia proposto, se presente;
- edizione del codice adottata, processo di autorizzazione, requisiti dell'ente erogatore e istruzioni dell'AHJ.
La velocità massima di ricarica AC del veicolo e l'uscita massima dell'EVSE sono limiti superiori, non obiettivi di progettazione automatici. Un'impostazione dell'EVSE documentata più bassa può soddisfare il fabbisogno energetico giornaliero del conducente riducendo al contempo la capacità del circuito e del servizio richiesta. Tale impostazione deve essere controllata e accettata come parte della progettazione; non si deve presumere che una schermata regolabile dal proprietario di casa fornisca da sola un limite di capacità applicabile.
Per i livelli base dei caricabatterie e la terminologia AC contro DC, consultare innanzitutto i tipi di caricabatterie per veicoli elettrici. Il resto di questa pagina presuppone un EVSE residenziale di Livello 2 AC fisso o installato in posizione fissa.
Fase 1: Definire la configurazione dell'EVSE
La progettazione elettrica non può essere completata finché non viene definito il carico massimo. Registrare sia il massimo di targa dell'EVSE che la corrente massima messa in servizio. Se l'apparecchiatura supporta diverse impostazioni di corrente, la documentazione del progetto dovrebbe identificare:
- chi è autorizzato a modificare l'impostazione;
- come l'impostazione sia protetta contro regolazioni accidentali;
- se la perdita di comunicazione o un ripristino software possano modificare il limite;
- se le istruzioni dell'EVSE consentano l'impostazione selezionata e il metodo di connessione;
- se il veicolo possa richiedere più corrente rispetto al limite impostato e come l'EVSE applichi tale limite.
Questa distinzione è importante quando un calcolo di servizio o un sistema di gestione dell'energia dipendono da un'impostazione ridotta. Un progetto basato su 32 A non è completo se l'unità installata può tornare successivamente a 48 A senza un processo di modifica controllato.
Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) osserva che le installazioni di apparecchiature di ricarica per veicoli elettrici devono essere conformi ai requisiti locali e statali, potrebbero richiedere permessi e ricadono principalmente sotto l'Articolo 625 del NEC nelle giurisdizioni che adottano il NEC. L'appaltatore deve utilizzare l'edizione effettivamente adottata a livello locale anziché presumere che l'edizione nazionale più recente regoli ogni progetto. Vedere la guida alla ricarica domestica.
Fase 2: Verificare la capacità del servizio e del quadro
Una posizione bipolare di riserva risponde solo a una domanda: potrebbe esserci spazio fisico per un interruttore automatico. Non stabilisce una capacità adeguata per il servizio, la linea di alimentazione, la sbarra, il contatore o il trasformatore.
Un professionista elettrico qualificato dovrebbe stabilire almeno:
- le caratteristiche nominali del servizio e del sezionatore principale;
- le caratteristiche nominali del quadro e delle sbarre e qualsiasi limitazione di carico applicabile;
- la capacità dei conduttori di alimentazione e di servizio;
- la domanda esistente dell'abitazione secondo il metodo di calcolo adottato;
- il carico EVSE aggiunto alla sua impostazione massima applicabile;
- se il quadro accetta il dispositivo di protezione proposto;
- le condizioni del quadro, dei terminali, della messa a terra e del collegamento equipotenziale;
- se l'ente erogatore o l'AHJ richiedano notifica, revisione o un aggiornamento.
Il DOE identifica la ricarica dei veicoli elettrici come un carico continuo ai sensi del NEC e indirizza gli installatori alle disposizioni applicabili dell'Articolo 625. I calcoli esatti del circuito e dell'impianto devono essere effettuati in conformità al codice adottato e alle modifiche locali. Un esempio di ispezione attuale della città di San José richiede la potenza nominale del quadro, il carico di ricarica, la dimensione del circuito e, alle condizioni dichiarate, un calcolo del carico; ciò costituisce una prova utile di ciò che un AHJ si aspetta, non una regola di autorizzazione a livello nazionale. Vedere il documento di San José su requisiti per la ricarica residenziale di veicoli elettrici.
Se l'abitazione dispone di un servizio da 100 A o di capacità limitata, utilizzare la separata guida al calcolo del carico e all'aggiornamento per caricabatterie EV su quadro da 100 A. Spiega quando una corrente di carica inferiore, una gestione della domanda documentata o un aggiornamento dell'impianto possano essere appropriati.
Quando la gestione del carico è parte della soluzione di capacità
Un sistema di gestione dell'energia per veicoli elettrici può ridurre o sospendere la ricarica quando la domanda dell'abitazione si avvicina a un limite approvato. Non deve essere trattato come un accessorio generico. La documentazione di progetto deve identificare:
- i conduttori monitorati o il punto di misura;
- il limite di servizio o di alimentazione che protegge;
- l'intervallo di corrente dell'EVSE che può comandare;
- la sua risposta in caso di guasto dei sensori, delle comunicazioni o dell'alimentazione di controllo;
- se l'apparecchiatura e il metodo sono accettati secondo il codice adottato;
- come la sua funzione di limitazione è stata verificata durante la messa in servizio.
Un timer che sposta la ricarica alle ore notturne può ridurre la domanda coincidente nella pratica, ma la sola programmazione non è automaticamente un metodo di controllo della capacità approvato.
Fase 3: Definire il circuito derivato dedicato e il limite di protezione
Il circuito derivato inizia dal quadro e termina al punto di connessione dell'alimentazione dell'EVSE. I suoi componenti devono essere trattati come un percorso coordinato:
quadro e sbarre → dispositivo di protezione compatibile → conduttori e canalizzazioni/cavi → terminazioni o prese → EVSE → connettore del veicolo
La progettazione del circuito dovrebbe documentare:
- corrente massima o corrente configurata applicabile dell'EVSE;
- dimensionamento del circuito derivato e del dispositivo di protezione da sovracorrente secondo le norme adottate;
- materiale del conduttore, isolamento, portata, percorso, metodo di installazione, condizioni ambientali, raggruppamento e verifica della caduta di tensione;
- temperatura dei morsetti dell'apparecchiatura e limitazioni del materiale del conduttore;
- compatibilità dell'interruttore automatico con lo specifico quadro o centralino;
- corrente di guasto disponibile e adeguato potere di interruzione;
- percorso di messa a terra e collegamento equipotenziale dell'apparecchiatura;
- funzioni di protezione del personale e di guasto a terra fornite dall'EVSE e quelle richieste esternamente;
- disposizioni di sezionamento, bloccaggio o manutenzione richieste dall'apparecchiatura e dalla giurisdizione;
- decisione sulla protezione contro le sovratensioni laddove richiesta dal codice adottato o dalla valutazione del rischio del progetto.
Non dedurre la sezione del conduttore solo dalla corrente dell'interruttore automatico e non dare per scontato che un interruttore automatico che si inserisce fisicamente in un quadro sia approvato per esso. Il calcolo dettagliato appartiene alla Guida al dimensionamento dell'interruttore per caricabatterie EV; l'elettricista del progetto deve comunque verificare il codice adottato e le istruzioni specifiche dell'apparecchiatura.
La protezione del prodotto e la protezione dell'installazione sono livelli differenti
L'EVSE residenziale nordamericano viene comunemente valutato secondo la norma UL 2594 nell'ambito del campo di applicazione di tale standard, mentre i sistemi di protezione del personale sono trattati dalla serie UL 2231. La UL Panoramica degli standard per le infrastrutture di ricarica EV elenca tali distinti standard di apparecchiature.
Tale valutazione del prodotto non seleziona l'interruttore automatico del quadro, non verifica la portata dei conduttori, non approva una presa né risolve ogni requisito a monte per guasto a terra. Al contrario, l'aggiunta di un dispositivo di protezione a monte non compensa un EVSE non approvato. L'elenco dei prodotti, le istruzioni del produttore, il codice di installazione adottato e l'approvazione dell'AHJ sono livelli di prova distinti ma collegati.
ENERGY STAR consiglia ai proprietari di casa di scegliere apparecchiature certificate per la sicurezza, testate da un laboratorio di prova riconosciuto a livello nazionale, e di far valutare da un elettricista abilitato il cablaggio, le prese e l'hardware correlato dell'abitazione. Vedere la guida ENERGY STAR per i caricabatterie EV.
EVSE cablato vs alimentato tramite presa
Il metodo di connessione modifica sia le interfacce fisiche che le prove di ispezione. Dovrebbe essere scelto prima che il circuito venga preventivato.
| Punto di revisione | EVSE a cablaggio fisso | EVSE alimentato tramite presa |
|---|---|---|
| Interfaccia di alimentazione | I conduttori terminano all'interno o in corrispondenza dell'EVSE secondo le relative istruzioni | Il circuito derivato termina in una presa approvata; la spina e il cavo dell'EVSE rimangono interfacce aggiuntive |
| Vantaggio principale | Minori interfacce di contatto spina/presa; adatto per apparecchiature che richiedono un collegamento permanente | L'EVSE può essere scollegato senza aprire il suo vano cablaggio quando il prodotto e l'installazione lo consentono |
| Prove necessarie | Metodo di cablaggio approvato, compatibilità conduttore/morsetto, sigillatura dell'ingresso, serracavo e disposizioni per il sezionamento/manutenzione | Presa e involucro approvati, portata e compatibilità di spina/presa, montaggio, terminazione dei conduttori, requisiti per guasto a terra e istruzioni del prodotto |
| Rischio comune irrisolto | Ingresso nell'involucro, terminazione o corrente configurata in campo non corretti | Interfaccia di contatto usurata o di scarsa qualità, presa/involucro non corretti, adattatore non supportato o cicli di scollegamento ripetuti |
| Limite normativo | Seguire la normativa adottata e le istruzioni specifiche dell'EVSE | I requisiti per la presa e il GFCI dipendono dall'edizione della normativa adottata, dall'ubicazione, dalla portata e dall'interpretazione dell'AHJ |
Non aggiungere prolunghe, adattatori a prese multiple, adattatori da viaggio o conversioni improvvisate solo per far arrivare un'installazione incompatibile. Utilizzare solo la configurazione di connessione consentita dall'EVSE, dal veicolo, dall'adattatore e dai requisiti adottati localmente. Se tali documenti non stabiliscono la compatibilità, interrompere l'operazione e ottenere un progetto approvato.
Per i progetti orientati alla normativa IEC, le questioni relative al dispositivo a corrente residua e alla dispersione di corrente continua richiedono un percorso normativo diverso; utilizzare il separato guida alla selezione dell'RCD per caricabatterie EV. Non trasferire una prescrizione per dispositivi IEC in un'installazione nordamericana senza la relativa certificazione e base normativa.
Fase 4: Approvazione dell'apparecchiatura e della posizione
Il punto di ricarica è parte del progetto del sistema elettrico poiché il connettore viene maneggiato frequentemente e il cavo potrebbe attraversare un'area di parcheggio occupata.
Approvazione dell'apparecchiatura
Conservare le informazioni di certificazione o listing, le istruzioni esatte del modello, la taratura configurata, il metodo di alimentazione e le limitazioni ambientali nel registro del progetto. Un annuncio di vendita che mostra semplicemente un logo di certificazione non equivale a un registro di certificazione verificabile.
Esposizione interna ed esterna
Il DOE afferma che la ricarica all'aperto può essere utilizzata in sicurezza quando l'apparecchiatura è classificata per l'installazione esterna. L'intera configurazione installata deve inoltre considerare gli ingressi dell'involucro, i raccordi, la superficie di montaggio, il drenaggio, la luce solare, l'esposizione all'acqua, la corrosione, la temperatura e qualsiasi norma locale applicabile per luoghi umidi.
Montaggio e danni fisici
Posizionare l'EVSE in modo che:
- il veicolo possa parcheggiare normalmente senza schiacciare il cavo o il connettore;
- il connettore raggiunga la presa di ingresso senza tensione meccanica;
- il cavo non crei un percorso di inciampo evitabile;
- l'apparecchiatura e il connettore non siano esposti a prevedibili urti da parte del veicolo;
- le distanze di montaggio e l'altezza rispettino le istruzioni e i requisiti di accessibilità;
- il cavo e il connettore abbiano una posizione di stoccaggio definita;
- l'involucro rimane accessibile per il funzionamento, l'ispezione e la manutenzione;
- le penetrazioni e le strutture resistenti al fuoco, ove pertinente, sono ripristinate secondo i dettagli approvati.
Non inventare un'altezza di montaggio, una spaziatura dei dissuasori o una lunghezza dei cavi universali. Questi dipendono dal prodotto, dalla geometria del parcheggio, dalle norme di accessibilità, dalla costruzione dell'edificio e dai requisiti locali.
Il Wi-Fi è operativo, non protettivo
L'accesso alla rete potrebbe essere necessario per la programmazione, i programmi di utilità, il firmware, il monitoraggio o la gestione del carico. Una connessione debole è un problema operativo se il progetto dipende da tali funzioni. Non deve essere consentito che comprometta un limite elettrico applicabile; documentare lo stato di sicurezza in caso di perdita di comunicazione.
Fase 5: Messa in servizio, ispezione e consegna
La messa in servizio dimostra che il sistema installato corrisponde al progetto approvato. Non si limita a verificare che il veicolo inizi la ricarica.
L'installatore qualificato deve registrare i controlli richiesti dal codice adottato, dall'AHJ, dalle istruzioni dell'EVSE e dalle procedure di test. Un utile registro di accettazione include:
| Elemento di accettazione | Registro |
|---|---|
| Identità dell'apparecchiatura | Produttore, modello, numero di serie se applicabile, evidenza di elenco/certificazione |
| Configurazione elettrica | Alimentazione, metodo di connessione, identificazione del circuito, dispositivo di protezione, informazioni sui conduttori |
| Impostazione EVSE | Massimo di targa, corrente massima messa in servizio, metodo di controllo/blocco |
| Verifiche di installazione | Montaggio, ingressi dell'involucro, stoccaggio cavi/connettori, messa a terra/collegamento equipotenziale, etichette, documentazione sulla coppia di serraggio richiesta |
| Verifiche funzionali | Indicazioni di avvio/autotest EVSE, handshake di ricarica privo di guasti, una sessione di ricarica osservata |
| Verifiche di protezione | Test richiesti dal produttore, dal codice adottato, dall'AHJ e dal metodo di prova approvato |
| Ricarica gestita | Orientamento del sensore, limite configurato, riduzione di corrente o risposta di arresto, comportamento in caso di perdita di comunicazione |
| Accettazione dell'autorità | Numero di permesso, esito dell'ispezione, approvazione dell'ente gestore ove applicabile |
| Consegna | Istruzioni, impostazioni, registri di garanzia/certificazione, procedura di ripristino, contatto per l'assistenza, avviso di controllo delle modifiche |
Non pubblicare valori di coppia o soglie di test generici al posto delle istruzioni specifiche dell'apparecchiatura e del metodo di prova approvato. Un autotest fallito, un'indicazione di guasto anomala, un controllo della corrente instabile, un connettore danneggiato, segni di surriscaldamento o un'ispezione AHJ non superata costituiscono una condizione di arresto, non un elemento da ignorare perché la ricarica sembra funzionare.
Cosa dovrebbe ricevere il proprietario di casa
Il pacchetto di consegna dovrebbe mostrare:
- quale circuito alimenta l'EVSE;
- la corrente massima messa in servizio e chi è autorizzato a modificarla;
- come appaiono lo stato normale e le indicazioni di guasto;
- come utilizzare il connettore e riporre il cavo;
- quali azioni di ripristino il produttore consente;
- quali danni, allentamenti, scolorimenti, odori, calore, infiltrazioni d'acqua o scatti ripetuti richiedono la messa fuori servizio del caricabatterie;
- chi contattare per l'assistenza elettrica o dell'apparecchiatura;
- il registro dei permessi/ispezioni, le istruzioni e i documenti pertinenti di garanzia o certificazione.
Qualsiasi modifica successiva alla corrente dell'EVSE, all'interruttore automatico, alla presa, al percorso del circuito, alla capacità di servizio, all'apparecchiatura di gestione del carico o al modello di caricabatterie dovrebbe innescare una revisione del progetto piuttosto che essere trattata come una preferenza software.
Condizioni di arresto: non mettere ancora sotto tensione
Interrompere il progetto e ottenere una revisione qualificata quando uno di questi punti rimane irrisolto:
- il modello di EVSE, la corrente massima o il metodo di connessione sono sconosciuti;
- la valutazione del servizio viene sostituita dall'ipotesi che uno spazio vuoto per l'interruttore automatico significhi capacità di riserva;
- il quadro è danneggiato, obsoleto, contaminato, modificato in modo non corretto o non può essere abbinato a un dispositivo di protezione approvato;
- la compatibilità dei conduttori in alluminio/rame, le portate dei morsetti o le condizioni dei conduttori esistenti sono incerte;
- il percorso del conduttore proposto, l'interramento, la canalizzazione, l'attraversamento di pareti o l'ingresso esterno mancano di un metodo approvato;
- il marchio di approvazione o il certificato di conformità dell'EVSE non può essere verificato;
- una combinazione di spina, presa, prolunga o adattatore non è esplicitamente supportata;
- il grado di protezione ambientale, l'esposizione all'acqua, il rischio di urti o la gestione dei cavi non sono risolti;
- un limite di gestione dell'energia non è applicabile o il suo comportamento in caso di guasto è sconosciuto;
- un test di protezione o funzionale non è superato;
- si verificano riscaldamento anomalo, scolorimento, odore, isolamento danneggiato, scatti ripetuti o infiltrazioni d'acqua;
- i requisiti di autorizzazione, ispezione, ente gestore, proprietario o approvazione dell'immobile sono incompleti.
Lista di controllo per l'installazione del caricabatterie domestico per veicoli elettrici
Utilizzare questo documento come lista di controllo per il passaggio di consegne, non come autorizzazione a eseguire lavori elettrici senza le qualifiche richieste localmente.
Prima della selezione dell'apparecchiatura
Prima dell'approvazione del progetto del circuito
Prima dell'energizzazione
Alla consegna al proprietario di casa
Una volta verificati gli input di progettazione, una proposta di protezione può essere indirizzata alle VIOX appropriate MCB, RCBO, o SPD famiglie. La selezione del prodotto deve comunque corrispondere al mercato di riferimento, alle specifiche nominali, alla compatibilità con il quadro o l'assemblaggio, alla documentazione del produttore e al progetto approvato.
Fonti tecniche
- U.S. Department of Energy Alternative Fuels Data Center — Ricarica di veicoli elettrici a casa
- U.S. Department of Energy Alternative Fuels Data Center — Preparazione per i veicoli elettrici
- UL Solutions — Servizi per l'infrastruttura di ricarica di veicoli elettrici
- ENERGY STAR — Caricatori per veicoli elettrici
- City of San José — Stazioni di ricarica residenziali per veicoli elettrici
Solo personale qualificato deve progettare, installare, testare, modificare e sottoporre a manutenzione i circuiti di ricarica residenziali per veicoli elettrici. Il lavoro finale deve seguire il codice elettrico adottato, i requisiti dell'AHJ e dell'ente erogatore, i documenti di progetto approvati e le istruzioni correnti per l'apparecchiatura specifica installata.
