EN IEC 61851-1 سیستم شارژ رسانای خودروهای الکتریکی - بخش 1: الزامات عمومی

استاندارد «EN IEC 61851-1 سیستم شارژ رسانای خودروهای الکتریکی - بخش 1: عمومی»، که بر اساس یک استاندارد اروپایی تدوین شده و متعاقباً توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) منتشر شده است، روشی را برای تجهیزات منبع تغذیه خودروهای الکتریکی (EV) جهت شارژ خودروهای جاده‌ای الکتریکی با ولتاژ تغذیه نامی تا 1000 ولت جریان متناوب یا 1500 ولت جریان مستقیم و ولتاژ خروجی نامی تا 1000 ولت جریان متناوب یا 1500 ولت جریان مستقیم شرح می‌دهد.

خودروهای برقی (EV) شامل تمام وسایل نقلیه جاده‌ای، از جمله خودروهای هیبریدی پلاگین، می‌شوند که تمام یا بخشی از انرژی خود را از سیستم‌های ذخیره انرژی قابل شارژ داخلی به دست می‌آورند.

مواردی که در این استاندارد به آنها پرداخته شده است عبارتند از:

• ویژگی‌ها و شرایط عملیاتی تجهیزات تامین برق خودروهای برقی
• ویژگی های ارتباط بین تجهیزات تامین وسایل نقلیه الکتریکی و وسیله نقلیه الکتریکی
• الزامات ایمنی الکتریکی برای تجهیزات تامین برق خودروهای برقی

آخرین به‌روزرسانی این استاندارد، تغییرات فنی قابل توجهی را به همراه داشت. برای مثال، تمام الزامات تحت پوشش استاندارد IEC 61851-22 به این استاندارد منتقل شده است. علاوه بر این، تمام الزامات مربوط به سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) از متن حذف شده و انتظار می‌رود بخشی از نسخه آینده استاندارد 61851-21-2 باشد. این استاندارد همچنین شامل الزامات جدیدی در مورد حفاظت از کابل است.

زیرساخت‌های شارژ خودروهای برقی به دو دسته شارژ رسانا و شارژ القایی طبقه‌بندی می‌شوند. در حالی که زیرساخت‌های شارژ رسانا به خوبی توسعه یافته‌اند، زیرساخت‌های شارژ القایی هنوز موضوع داغی برای محققان است. شارژ رسانایی شامل تماس مستقیم فلز به فلز بین شبکه برق و وسیله نقلیه الکتریکی برای انتقال نیرو به وسیله نقلیه الکتریکی است. این روش شارژ بسیار کارآمد و مقاوم است. زیرساخت‌های شارژ رسانا به دو دسته زیرساخت‌های شارژ درون خودرو و زیرساخت‌های شارژ خارج از خودرو طبقه‌بندی می‌شوند. زیرساخت‌های شارژ خارج از خودرو برای شارژ سریع خودروهای برقی طراحی شده‌اند. در زیرساخت‌های شارژ خارج از خودرو، شارژرها معمولاً در پارکینگ‌های مراکز خرید، بیمارستان‌ها، دانشگاه‌ها یا بزرگراه‌ها نصب می‌شوند. به طور کلی، خودروهای الکتریکی از روش شارژ رسانا استفاده می‌کنند.

استاندارد EN IEC 61851-1 یک استاندارد بین‌المللی است که الزامات عمومی و روش‌های آزمایش سیستم‌های شارژ خودروهای برقی را مشخص می‌کند. این استاندارد بخشی از مجموعه‌ای از استانداردهای تدوین‌شده توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (IEC) است که برای اطمینان از قابلیت همکاری و ایمنی در زیرساخت‌های شارژ خودروهای برقی تدوین شده است. این استاندارد الزامات اساسی برای سیستم‌های شارژ رسانا را تعریف می‌کند و جنبه‌هایی مانند ایمنی الکتریکی و ارتباط بین خودروی برقی و تجهیزات شارژ را پوشش می‌دهد. همچنین سازگاری اجزای مختلف در سیستم شارژ را پوشش می‌دهد.

این استاندارد چارچوبی برای حالت‌های مختلف شارژ، مانند حالت ۱، حالت ۲، حالت ۳ و حالت ۴ ایجاد می‌کند که هر کدام سطوح مختلفی از قدرت شارژ و ویژگی‌های ایمنی را مشخص می‌کنند:

• حالت ۱: ساده‌ترین روش شارژ خودروی برقی. مردم از یک پریز برق استاندارد بدون کنترل‌های خاص یا اقدامات ایمنی برای شارژ وسیله نقلیه الکتریکی استفاده می‌کنند. در چنین مواردی، توان نامی برای شارژ یک دوچرخه یا اسکوتر برقی سطح پایین است. منبع تغذیه می‌تواند تک فاز ۲۵۰ ولت یا سه فاز ۴۸۰ ولت جریان متناوب باشد. از آنجایی که حداکثر جریان مجاز ۱۶ آمپر است، می‌توان از یک پریز برق استاندارد که از ۱۰ آمپر یا ۱۵ آمپر پشتیبانی می‌کند برای شارژ استفاده کرد. بسیاری از کشورها، از جمله ایالات متحده و بریتانیا، این نوع شارژ را توصیه نمی‌کنند. در این حالت، از آنجایی که هیچ رابط ارتباطی بین وسیله نقلیه الکتریکی و شبکه برق وجود ندارد، ادغام بسیاری از فناوری‌ها با آن دشوار است.
• حالت ۲: این حالت، نسخه پیشرفته حالت ۱ است. مطابق با استاندارد IEC 2 برای قطع‌کننده‌های مدار، برای شارژ وسیله نقلیه الکتریکی از برق شهری، استفاده از محافظ RCD ویژه الزامی است (جریان الکتریکی عبوری از یک یا چند مدار دائماً کنترل می‌شود). این کابل‌ها دارای مدارهای حفاظتی هستند که به جلوگیری از خطاها و شرایط اضافه جریان کمک می‌کنند. با این حال، شارژ شدن آن کند است و برای شارژ در طول شب مناسب‌تر است. بسیاری از کشورها این روش را ایده‌آل نمی‌دانستند و استفاده از آن را محدود کردند. حالت ۲ از توان نامی بالاتری نسبت به حالت ۱ پشتیبانی می‌کند و جریان نامی تا ۳۲ آمپر را پشتیبانی می‌کند. در این حالت می‌توان از منابع تغذیه جریان متناوب تک فاز و سه فاز استفاده کرد.
• حالت ۳: همه کشورها این حالت را برای شارژ خودروهای برقی می‌پذیرند که مطابق با استاندارد فعلی شارژ خودروهای برقی است. حالت ۳ از تجهیزات ویژه تامین برق خودروهای الکتریکی برای شارژ خودروهای الکتریکی استفاده می‌کند. استاندارد IEC 3-3 همچنین سوکت‌های شارژ خودروهای برقی را تعیین می‌کند. حالت ۳ امکان ارتباط دوطرفه بین وسیله نقلیه الکتریکی و شبکه برق را فراهم می‌کند که یک ویژگی ضروری برای مدیریت کارآمد انرژی است.
• حالت ۴: این آخرین و پیشرفته‌ترین حالت شارژ خودروی برقی است. بالاترین رتبه قدرت در بین تمام مدها، رتبه‌ای است که توسط این مد پشتیبانی می‌شود. تجهیزات ویژه تامین برق خودروهای برقی فقط برق جریان مستقیم را برای شارژ سریع به خودروی برقی تامین می‌کنند، جریان نامی ۲۰۰ آمپر و ولتاژ نامی ۶۰۰ ولت است. بنابراین، تجهیزات ویژه تامین برق خودروهای برقی در این حالت گران‌ترین هستند. تجهیزات ویژه تامین برق خودروهای برقی به طور دائمی نصب شده‌اند و به دلیل توان بالایی که دارند، قابل جابجایی نیستند. بنابراین، مکان‌های ایده‌آل برای این تجهیزات، نقاط شارژ عمومی و پارکینگ‌های تجاری هستند. استاندارد IEC 4-200 برای پریزها، ورودی‌ها و کانکتورهای برق برای مدیریت حالت ۴ مورد نیاز است.

به طور خلاصه، استاندارد IEC 61851-1 برای خودروهای الکتریکی، چارچوبی استاندارد برای حالت‌های مختلف شارژ و شارژ خودروهای الکتریکی ارائه می‌دهد و سازگاری و ایمنی بین تولیدکنندگان مختلف و ارائه‌دهندگان زیرساخت شارژ را تضمین می‌کند. انتخاب حالت شارژ به عواملی مانند زیرساخت‌های موجود، سرعت شارژ مورد نظر و الزامات ایمنی بستگی دارد.

سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در زمینه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات تست نیز مطابق با استاندارد «EN IEC 61851-1 سیستم شارژ رسانای خودروهای الکتریکی - بخش 1: عمومی» به مشاغل ارائه می‌شود.