UYGULAMA NOTU

Test Edildi: Elektrikli Araçlar İçin Şarj İstasyonları

Standartlar, netlik ve yüksek kalite sağlamak için vardır. Tam teşekküllü ölçü aletleri ve esnek bağlantı adaptörleri gereklidir.

Elektrikli araç (Electrical Vehicle-EV) pazarının son yıllarda Avrupa' da daha önemli hale gelmesiyle birlikte şarj noktalarına olan ihtiyaç da giderek artıyor. EV' lere yönelik altyapı ve talep, yolda ne kadar çok araç olursa, şarj istasyonlarına o kadar fazla talep olduğu için "tavuk ve yumurta" benzeri bir ilişkiye sahiptir, ancak dağıtılan şarj istasyonlarının miktarındaki yetersizlik  EV' lerin benimsenmesini engelleyebilir. Elektrikli araç pazarıyla yakından ilgili olarak, şarj noktalarının sayısı da istikrarlı bir şekilde artıyor.

Güç kaynağı sisteminin aşırı yüklenmesi, ekipman ve sistem arızaları, insanlar için tehlike de dahil olmak üzere hatalı şarj istasyonlarının pek çok etkisi vardır.“İlk testlerin ve onayların yanı sıra periyodik testlerin ne kadar önemli olduğu, özellikle halka açık şarj istasyonlarından açıkça görülüyor. Ne de olsa bunları işletenler, meslek dışından teknik bilgisi olmayan insanlar.” diyor Werner Käsmann, Fluke Teknik Satış Müdürü.

İlişki oldukça açık: Arızalı her şarj istasyonu, güvenilir olmayan tedarik altyapısı nedeniyle elektrikli arabalara olan talebi yavaşlatıyor. Ülkeler elektromobilite konusunda ilerleme kaydetmek istiyorsa, arzda herhangi bir açıklığa izin verilemez.

Avrupa'daki pek çok şehir, kentsel alanlardaki park yeri sorunu göz önüne alındığında, denge faktörünün bir parçası olarak genişleme planlarıyla yanıt veriyor. Her yeni şarj istasyonu, elektrik sistemleri için ilgili Avrupa standartlarına uygun olmalıdır. Uygulanması gereken genel düzenlemeler HD 60364-6, HD 60364-7-722, HD 60364-5-54 ve HD 60364-4-41 ile HD 60364-5-52'dir.

HD 60364-6'ya göre, tüm kalifiye elektrikçiler,sistemi devreye aldıktan sonra düşük gerilimli bir sistem üzerinde bir başlangıç testi yapmakla yükümlüdür. Testler, bir şarj istasyonunun farklı çalışma durumlarının ölçülmesini, incelenmesini ve test edilmesini içerir. Standart ölçüm prosedürleri, koruyucu topraklama iletkenlerinin (PE) sürekliliğinin, RCD'lerin testini, yalıtım ve toprak direncinin ölçülmesini içerir. İlk ve sonraki periyodik testler sırasında, hangi şarj modunun kullanıldığını bilmek önemlidir.

Dört Şarj Yöntemi

Güncel uygulamada , 1, 2, 3 ve 4 şarj modları olarak adlandırılan DIN EN 61851-1 sistem standardına dayalı dört farklı kablolu şarj modu bulunmaktadır.
EN 61851-1, şarj modu 1'i, 16 A topraklama bağlantılı (çoğu Avrupa ülkesinde Schuko-soket) tek fazlı prizler veya üç fazlı endüstriyel prizler (örn. CEE prizi) kullanarak  maksimum şarj olarak tanımlar. Mod 1, tipik olarak e-bisiklet, e-motosiklet veya e-scooter gibi küçük elektrikli araçları şarj etmek için kullanılır. Bu modda bir RCD (artık akım cihazı) kesinlikle gereklidir.

Mod 2, ev veya endüstriyel prizlerle de 32 A'ya kadar nominalin iki katı akım ile tek veya üç fazlı AC şarjı tanımlar. Mod 1 ile karşılaştırıldığında temel fark, mod 2'nin entegre kontrol ve koruyucu cihaza sahip özel bir şarj kablosu kullanmasıdır. IC-CPD (Kablo İçi Kontrol ve Koruma Cihazı), kullanıcıyı, aracını şarj etmek için tasarlanmamış bir prize bağlamışsa, yalıtım kusurlarından kaynaklanan elektrik çarpmasından korur.

Mod 3, bir şarj kablosu ile kalıcı olarak kurulmuş şarj istasyonlarını ve tip 1 ve 2'nin özel olarak tasarlanmış araç bağlantılarını kapsar. Sistem, kaçak akım cihazı (RCD) gibi yerleşik güvenlik fonksiyonları içerir. Ekipman, yaygın olarak kullanılan tüm elektrikli araçlar için 32 A' ya kadar tek veya üç fazlı alternatif akımla hızlı şarj sağlamak için kullanılır.

Mod 3'ün aksine Mod 4, araç akülerini 400 A DC'ye kadar şarj eder. Bu amaçla şarj cihazı istasyona entegre edilmiştir. Diğer yapısal özellikler mod 3'e benzer: Sabit şarj kablosu, kilitlenebilir geçmeli bağlantılar (Combo 2 veya CHAdeMO) ve şarj istasyonundaki koruyucu işlevlere sahip kalıcı olarak kurulu şarj istasyonu.

Standartlar: Netlik ve Yüksek Kalite Standartları Sağlamak

Genel olarak, elektrik planlaması için 2 kW' ın üzerinde güç seviyesine sahip kendi devreleri vardır. Tek fazlı şarj istasyonlarının değerlendirilmesinde çeşitlilik faktörü 1'dir. Ev kullanımı için topraklamalı prizlerin maksimum 16 A akım ile sadece kısa süreler için kullanılabileceği de unutulmamalıdır.

3,7 kW'a kadar sürekli güç gerekiyorsa, uygun korumaya sahip prizler kullanılır (örn. CEE 16/3). Besleme kablosunun tasarımı da HD 60364-5-52'ye uygun olmalıdır. Werner Käsmann, "Takılabilir cihazların dayanıklılığına ilişkin ek bir değerlendirmenin eklenmesi tavsiye edilir," diye açıklıyor.

Bu aynı zamanda bir saatlik sürekli çalışmadan sonra sıcaklık değerlendirmesini de içerir. 45 Kelvin'lik bir maksimum sıcaklık artışı tolere edilebilir. Olası yangın yükleri en son teknoloji kullanılarak kolayca tespit edilebilir. Bu amaçla Fluke, yeni PTi120 termal görüntüleme kamerasını geliştirdi. Ölçümler daha sonra yeni Fluke Connect Kablosuz Test Yazılımı ile birlikte kolayca değerlendirilebilir.

Şarj Modu Simülasyonu

Şarj istasyonlarını test ederken, sonuçlar gerçek şarj işlemlerini temsil edecek şekilde doğru ve tekrarlanabilir olmalıdır. Sonuç olarak,elektrikli bir araç -şarj istasyonu,araç simülasyonu olmadan  şarj gerilimi göndermeyeceğinden - şarj istasyonunda test edilmelidir.. Fluke, bu amaç için Beha Amprobe EV-520-D test adaptör kitini geliştirmiştir. Kit, 22 kW'a kadar güç çıkışları için aracı ve farklı şarj kablosu kesitlerini simüle eder. Şarj gerilimi serbest bırakıldığında, ölçüm adaptörü ve kurulum test cihazı kullanılarak testler şarj istasyonu çıkışında yapılabilir. Ek olarak, ilk test, koruyucu topraklamanın (PE) ve şarj istasyonuna ve şarj bağlantısına kadar olan eş potansiyel iletkeninin görsel incelemesini ve düşük direnç ölçümünü içerir.

Ölçüm Adaptörü: Gerçek Fark Yaratır

Test Adaptör kiti Beha Amprobe EV-520-D, uyarlanabilirliği ile piyasadaki diğer ürünlerden farklıdır. Adaptör ile test monofaze şarj istasyonları, tip 2 prizlerin takılı olduğu şarj istasyonlarında olduğu gibi tip 1 priz ile test edilebilir. EV-520-D, kalıcı olarak bağlı şarj hatlarına ve tip 2 şarj arayüzlerine sahip istasyonlar için de kullanılabilir. Çok sayıda şarj istasyonu üreticisine rağmen, kit, değişken test simülasyonlarına ve kablo kesitlerinin ayarlanmasına izin verdiği için bu düzeyde bir esneklik sunabilir. Kontrol pilot sinyal çıkışı (CP) için her iki bağlantı da devreye alma sırasında kullanılır. Pilot sinyali (PWM), şarj edilecek araçla doğru iletişim kurduğundan emin olmak için kontrol edilir.
Genel olarak, Beha-Amprobe çözümü, tek bir test adaptörüyle çok çeşitli şarj istasyonlarını test edebilir. EV-520-D, özellikle dış mekanlarda dayanıklılık ve operasyonel güvenilirlik sağlamak için 4 mm toz ve su korumalı ölçüm soketleriyle donatılmıştır. PE ön test işlevi, kitin öne çıkan özelliklerinden biridir; Koruyucu toprak iletkeni (PE) üzerinde olası bir gerilim varlığının ilk değerlendirmesini sağlar, bu da özellikle çalışma sırasında faydalıdır.

Uygulamada: Devreye Alma Sırasında Test Sırası

Görsel inceleme ve düşük direnç ölçümü tamamlandıktan ve şarj gerilimi kapatıldıktan sonra, Beha Amprobe Pro-Install 200 kurulum test cihazı kullanılarak test adaptöründe aktif bir ölçüm gerçekleştirilebilir.

İzlenecek test adımlarının sırası, standart HD 60364-6 tarafından tanımlanır. Bir test her zaman görsel bir inceleme ile başlar. Koruyucu toprak iletkenlerinin (PE) sürekliliği ve bağlantıları, en az 200 mA test akımı ile direnç ölçülerek gerçekleştirilmelidir. Ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesine yönelik özellikler, kablo uzunluğu ve kesiti bazında HD 60364-6, Ek A, Tablo A.1'e göre değerlendirilir. İzolasyon ölçümü ancak bu ölçümden sonra yapılabilir. Sistemin tasarımına bağlı olarak, otomatik kapatma ile korunmak için arıza döngüsü empedansı, yukarı yöndeki koruma cihazı ile ilişkili olarak ölçülmeli ve değerlendirilmelidir. Şarj istasyonlarının kurulumu özel bir sistem tipini içerdiğinden, HD 60364-7-722'de verilen ve DC arıza akımları meydana geldiğinde RCD tip B'nin kullanımını belirten RCD seçimi spesifikasyonuna uyulmalıdır. Bunun ardından ilgili test prosedürü kullanılarak kapatma koşullarına uygunluğu kontrol edilmelidir. Sayma cihazları kuruluysa, dönen alan da kontrol edilmelidir. Test adaptörüne ve arkadaki prize bir yük de bağlanabilir. Bu daha sonra enerji algılama sisteminin doğru çalıştığını kontrol etmek için kullanılabilir.

Uygulamada: Periyodik Doğrulama

Periyodik doğrulama için HD 60364-6 Madde 6.5'e uyulmalıdır. Periyodik testler EN 61851-1 uyarınca pilot sinyalin çalışma durumlarının yanı sıra elektriksel güvenliği de içeriyorsa, PWM sinyali de bir osiloskop kullanılarak ölçülmelidir. Grafik sinyal ekranı, kullanıcıya araç ve şarj istasyonu arasındaki iletişimdeki olası arızalar hakkında önemli bilgiler sağlar. Şebekedeki bir arıza nedeniyle harici bir parazit meydana gelirse, Fluke 125B ScopeMeter paraziti doğru bir şekilde görüntüler. Bu, mevcut ölçüm sisteminin, şarj adaptörlerinin, kurulum test cihazlarının ve taşınabilir osiloskopların, şarj altyapısındaki arızaları hızlı bir şekilde bulmak ve düzeltmek için değerli bir yatırım olduğu anlamına gelir.

Sonuç;
Elektrikli araçlar hep var olacaklar , ancak gerekli şarj istasyonlarının kurulması ve devreye alınması, elektrikçilerin uygun bir uzmanlık düzeyine sahip olmasını gerektirir. Bu hem özel hem de kamu sektörü için geçerlidir. Halka açık şarj istasyonları, sıradan kişiler tarafından işletildiğinden, özellikle ilk testlerin ve düzenli periyodik testler oldukça önemlidir. Gelecekte, esnek ölçüm teknolojisini kullanarak şarj devrelerindeki bir arızayı güvenli ve hızlı bir şekilde tespit edebilmek giderek daha önemli hale gelecektir.