Jak działa sprzęt do zasilania pojazdów elektrycznych (EVSE)

Jak działa system EVSE 

Zasadniczo EVSE to po prostu środek do podłączenia zasilania do pojazdu elektrycznego w celu naładowania akumulatora. Systemy EVSE trybu 4 przed dostarczeniem zasilania do pojazdu elektrycznego przekształcają prąd z przemiennego na stały. We wszystkich przypadkach, z wyjątkiem trybu 1, systemy te są wyposażone w specjalne funkcje sterowania i ochrony, mające na celu zapewnienie bezpiecznej i wydajnej pracy. 

Systemy EVSE trybu 2, 3 i 4 komunikują się z pojazdami EV za pomocą dwóch linii sygnałowych: linii pilotowej zbliżeniowej (proximity pilot, PP), nazywanej czasami linią obecności wtyku, oraz linii pilotowej sterowania (control pilot, CP).  

Podstawową funkcją linii PP jest potwierdzenie systemowi EVSE, że pojazd jest obecny i prawidłowo podłączony. Dzięki temu pojazd elektryczny nie może odjechać w trakcie ładowania. W przypadku systemów EVSE zgodnych z normą EN 62196 linia PP ma dodatkową funkcję wskazywania maksymalnej szybkości ładowania obsługiwanej przez przewód ładowania, która może być niższa od maksymalnej szybkości dostępnej w EVSE. Ta dodatkowa funkcja ma szczególne znaczenie w przypadku, gdy używany przewód ładowania nie jest połączony na stałe z systemem EVSE. 

Linia CP to główna magistrala komunikacyjna pomiędzy systemem EVSE a pojazdem elektrycznym, która zapewnia kontrolę nad procesem ładowania. Zasadniczo ma ona sześć zdefiniowanych stanów, które oznacza się literami od A do F: 

A — nie podłączono pojazdu 

B — pojazd podłączony, ale niegotowy do ładowania 

C — pojazd podłączony i gotowy do ładowania, wentylacja niewymagana 

D — pojazd podłączony i gotowy do ładowania, wymagana wentylacja 

E — brak zasilania 

F — błąd 

W niektórych pojazdach elektrycznych w celu ograniczenia wzrostu temperatury akumulatora podczas ładowania wymagane jest użycie wentylacji. Zwykle funkcję tę realizują wentylatory elektryczne pojazdu. Linia pilotowa sterowania wykorzystuje również sygnał o modulowanej szerokości impulsu, aby przekazać do pojazdu EV informację o maksymalnym prądzie ładowania dostępnym w EVSE. 

Ochrona ziemnozwarciowa 

Chociaż ochrona ziemnozwarciowa jest ważnym wymogiem dla prawie wszystkich obwodów elektrycznych, w odniesieniu do systemów EVSE ma ona szczególne znaczenie, ponieważ pojazdy elektryczne są zwykle ładowane na dworze, także podczas deszczowej pogody. Z tego powodu przepisy dotyczące systemów EVSE niezmiennie wymagają kompleksowej ochrony ziemnozwarciowej. Przepisy różnią się w zależności od kraju, ale zasadniczo wszystkie określają, że należy zapewnić wykrywanie zwarć doziemnych, a w przypadku ich wykrycia system EVSE musi zostać natychmiast automatycznie odłączony od zasilania elektrycznego. Ze względu na charakter systemów EVSE zabezpieczenie przed zwarciem doziemnym musi działać zarówno w przypadku prądów zwarciowych AC, jak i DC, a także ich kombinacji. 

Systemy EVSE mają specjalne wymagania w odniesieniu do ochrony ziemnozwarciowej, ponieważ w niektórych okolicznościach prąd DC zwarcia doziemnego może przepływać z pojazdu EV z powrotem do EVSE. Może to spowodować zablokowanie działania niektórych typów urządzeń ochrony ziemnozwarciowej prądu przemiennego i uniemożliwić ich prawidłowe działanie.  

Aby temu zapobiec, w systemach EVSE często montuje się oddzielne urządzenia do wykrywania zwarć doziemnych DC w postaci urządzeń róznicowoprądowych RDC (patrz poniżej). 

Niestety terminologia związana z urządzeniami stosowanymi do ochrony przed zwarciami doziemnymi w EVSE może być nieco myląca, zwłaszcza że najczęściej używane pojęcia różnią się zależnie od regionu świata. Poniższe wyjaśnienia powinny pomóc: 

RCD (wyłącznik różnicowoprądowy): Wykrywa prąd resztkowy (doziemny), a jeśli przekroczy on określoną wartość, zapewnia ochronę poprzez odizolowanie obwodu, z którym jest powiązane.