Режими зарядки IEC 61851 (Mode 1-4) для електромобілів — огляд і практичні відмінності

Посібник про сигнал Control Pilot розглядає рівні напруги та ШІМ-шпаруватість сигналу CP, що використовується при зарядці в Mode 3. Ця стаття розглядає рівнем вище: розрізнення між чотирма режимами зарядки, визначеними IEC 61851-1, і чому не кожен режим підходить (або дозволений) для стаціонарної точки зарядки.

Чотири режими зарядки

Чому Mode 3 є стандартним вибором для стаціонарної точки зарядки

У режимі Mode 3 зв'язок Control Pilot (див. посібник про сигнал CP для рівнів напруги 12В/9В/6В/3В) і захист від залишкового струму постійно вбудовані в саму точку зарядки — а не в окрему, вразливу коробку в кабелі, як у Mode 2. Це робить Mode 3 найнадійнішим і найпередбачуванішим рішенням для постійно встановленої точки зарядки та стандартним виконанням для зарядної установки, що відповідає NEN 1010 §722 (див. посібник про §722).

Mode 1 і Mode 2: чому вони менш придатні для стаціонарної установки

У режимі Mode 1 відсутня будь-яка форма зв'язку чи специфічного захисту в самому зарядному кабелі — захист повинна повністю забезпечувати стаціонарна установка (розетка та відповідна група), з ризиком, що звичайна розетка не розрахована на тривалу безперервну подачу повної потужності, яку може вимагати автомобіль. У ряді країн зарядка автомобілів у режимі Mode 1 тому обмежена або не дозволена.

Mode 2 додає пристрій керування та захисту в сам зарядний кабель (IC-CPD, часто впізнаваний як потовщення на кабелі), що робить можливою безпечну зарядку від звичайної розетки — але цей пристрій тоді перебуває в кабелі, який регулярно змотується та розмотується і піддається механічному зношуванню, на відміну від постійно змонтованої електроніки точки зарядки Mode 3. Mode 2 тому застосовується переважно як епізодичне рішення (постачуваний "аварійний кабель"), а не як структурне рішення.

Mode 4: силова електроніка поза автомобілем

У режимі Mode 4 випрямлення змінного струму в постійний відбувається не в самому автомобілі (як у Mode 1-3), а в зовнішній зарядній інфраструктурі — зарядний пристрій подає постійний струм безпосередньо в акумулятор автомобіля. Це робить можливими значно вищі потужності зарядки, ніж досяжно при зарядці змінним струмом (Mode 1-3), і становить основу громадських швидких зарядних станцій постійного струму.

Практична значущість

При оцінці рішення для зарядки слід спочатку встановити, який режим застосовується, перш ніж визначати вимоги до установки: точка зарядки Mode 3 вимагає стаціонарного підключення, що відповідає NEN 1010 §722, із захистами, вбудованими в саму точку зарядки, тоді як рішення Mode 2 на наявній розетці має інші, менш структурні вимоги — а Mode 1 для зарядки автомобілів у багатьох випадках не підходить або не дозволений.

Часті помилки

1. Плутанина між Mode 1 і Mode 2 — ключова відмінність полягає в наявності пристрою керування/захисту в самому зарядному кабелі (IC-CPD), якого немає в Mode 1, але який є в Mode 2.
2. Використання "аварійного кабелю" Mode 2 як структурного, стаціонарного рішення для зарядки — вбудована в кабель електроніка Mode 2 розрахована на епізодичне використання, а не на безперервне, щоденне навантаження, як стаціонарна точка зарядки Mode 3.
3. Припущення, що будь-яка точка зарядки "просто" є Mode 3 без перевірки того, чи справді зв'язок і захист вбудовані в саму точку зарядки.
4. Плутанина між Mode 4 (швидка зарядка постійним струмом) і звичайною точкою зарядки Mode 3 високої потужності — при Mode 4 випрямлення відбувається поза автомобілем, що вимагає принципово іншої інфраструктури, ніж зарядка змінним струмом.

Пов'язане

• Діагностика сигналу Control Pilot (IEC 61851-1)
• §722 — Вимоги до проєктування зарядних установок
• Динамічне балансування навантаження для хабів зарядки
• IEC 62955 RDC-DD — детекція 6 мА в точках зарядки