Tryby ładowania IEC 61851 (Mode 1-4) dla pojazdów elektrycznych — przegląd i różnice praktyczne

Przewodnik o sygnale Control Pilot omawia poziomy napięcia i cykl pracy PWM sygnału CP stosowanego przy ładowaniu w Mode 3. Ten artykuł omawia poziom wyżej: rozróżnienie między czterema trybami ładowania zdefiniowanymi przez IEC 61851-1 oraz dlaczego nie każdy tryb nadaje się (lub jest dozwolony) dla stałego punktu ładowania.

Cztery tryby ładowania

Dlaczego Mode 3 jest standardowym wyborem dla stałego punktu ładowania

W trybie Mode 3 komunikacja Control Pilot (zob. przewodnik o sygnale CP po poziomy napięcia 12V/9V/6V/3V) oraz zabezpieczenie różnicowoprądowe są na stałe wbudowane w sam punkt ładowania — a nie w luźną, podatną na uszkodzenia skrzynkę w przewodzie, jak w Mode 2. Sprawia to, że Mode 3 jest najbardziej odporną i przewidywalną koncepcją dla trwale zainstalowanego punktu ładowania oraz standardowym rozwiązaniem dla instalacji ładowania zgodnej z NEN 1010 §722 (zob. przewodnik §722).

Mode 1 i Mode 2: dlaczego są mniej odpowiednie dla stałej instalacji

W trybie Mode 1 brak jest jakiejkolwiek formy komunikacji lub specyficznego zabezpieczenia w samym przewodzie ładującym — ochronę musi w całości zapewnić stała instalacja (gniazdo i jego obwód), z ryzykiem, że zwykłe gniazdo nie jest zaprojektowane do ciągłego dostarczania pełnej mocy, jakiej pojazd może wymagać przez dłuższy czas. W wielu krajach ładowanie samochodów w trybie Mode 1 jest z tego powodu ograniczone lub niedozwolone.

Mode 2 dodaje urządzenie sterująco-zabezpieczające do samego przewodu ładującego (IC-CPD, często rozpoznawalne jako pogrubienie na przewodzie), co umożliwia bezpieczne ładowanie na zwykłym gnieździe — ale urządzenie to znajduje się wówczas w przewodzie, który jest regularnie zwijany i rozwijany oraz narażony na zużycie mechaniczne, w przeciwieństwie do na stałe zamontowanej elektroniki punktu ładowania Mode 3. Mode 2 jest więc stosowany głównie jako rozwiązanie doraźne (dostarczony "przewód awaryjny"), a nie jako rozwiązanie strukturalne.

Mode 4: elektronika mocy poza pojazdem

W trybie Mode 4 prostowanie z prądu przemiennego na stały nie odbywa się w samym pojeździe (jak w Mode 1-3), lecz w zewnętrznej infrastrukturze ładowania — ładowarka dostarcza prąd stały bezpośrednio do akumulatora pojazdu. Umożliwia to znacznie wyższe moce ładowania niż osiągalne przy ładowaniu prądem przemiennym (Mode 1-3), i stanowi podstawę publicznych szybkich ładowarek DC.

Znaczenie praktyczne

Przy ocenie rozwiązania ładowania należy najpierw ustalić, jaki tryb ma zastosowanie, zanim określone zostaną wymagania instalacyjne: punkt ładowania Mode 3 wymaga stałego podłączenia zgodnego z NEN 1010 §722, z zabezpieczeniami wbudowanymi w sam punkt ładowania, podczas gdy rozwiązanie Mode 2 na istniejącym gnieździe ma inne, mniej strukturalne wymagania — a Mode 1 do ładowania samochodów w wielu przypadkach jest nieodpowiedni lub niedozwolony.

Częste błędy

1. Mylenie Mode 1 i Mode 2 — kluczowa różnica to obecność urządzenia sterująco-zabezpieczającego w samym przewodzie ładującym (IC-CPD), którego brak w Mode 1, a które występuje w Mode 2.
2. Używanie "przewodu awaryjnego" Mode 2 jako strukturalnego, stałego rozwiązania ładowania — elektronika wbudowana w przewód Mode 2 jest zaprojektowana do doraźnego użytku, a nie do ciągłego, codziennego obciążenia jak stały punkt ładowania Mode 3.
3. Zakładanie, że każdy punkt ładowania to po prostu "Mode 3" bez weryfikacji, czy komunikacja i zabezpieczenie są faktycznie wbudowane w sam punkt ładowania.
4. Mylenie Mode 4 (szybkie ładowanie DC) z punktem ładowania Mode 3 o wysokiej mocy — w Mode 4 prostowanie odbywa się poza pojazdem, co wymaga zasadniczo innej infrastruktury niż ładowanie prądem przemiennym.

Powiązane

• Diagnozowanie sygnału Control Pilot (IEC 61851-1)
• §722 — Wymagania projektowe dla instalacji ładowania
• Dynamiczne bilansowanie obciążenia dla hubów ładowania
• IEC 62955 RDC-DD — detekcja 6 mA w punktach ładowania