آیا ایستگاه‌های شارژ سریع نیاز به اتصال به زمین دارند؟

سلام، صاحبان خودروهای برقی، اپراتورهای ایستگاه شارژ، و هر کسی که در جریان بازی شارژ سریع است. امروز، می‌خواهم به سؤالی بپردازم که حداقل دو بار در هفته در تماس‌های فروش، بلیط‌های پشتیبانی فنی و حتی چت‌های تصادفی گاراژ ما مطرح می‌شود: آیا واقعاً ایستگاه‌های شارژ سریع نیاز به اتصال به زمین دارند؟ به عنوان تامین کننده ای که در حال ساخت و استقرار استایستگاه های شارژ سریع الکتریکیدر پنج سال گذشته، متوجه شدم که چرا این فقط یک "بله یا نه" نیست. این یک جعبه ایمنی تصادفی نیست - چک کردن آن به نحوه کار خودروهای الکتریکی، نحوه مدیریت نیرو توسط ایستگاه‌های شارژ و افرادی که ماشین‌های خود را پارک می‌کنند، مرتبط است. بیایید آن را بدون اصطلاحات مهندسی پیچیده تجزیه کنیم، قول می دهیم.

ابتدا بیایید صحنه را تنظیم کنیم. ایستگاه‌های شارژ سریع (ما در مورد شارژرهای سریع DC صحبت می‌کنیم، نه شارژرهای آهسته سطح 2 در گاراژ شما) مقدار زیادی انرژی بیشتر از یک پریز دیواری استاندارد را مستقیماً به بسته باتری خودروهای برقی پمپ می‌کنند. به همین دلیل است که آنها می توانند در عرض 20 دقیقه 80 درصد شارژ را برای شما به ارمغان بیاورند که یک تغییر بازی برای سفرهای جاده ای است. اما این همه قدرت ولتاژ بالا؟ اگر مسیر امنی برای رفتن به جایی نداشته باشد اگر مشکلی پیش بیاید خوب بازی نمی کند. اینجاست که زمینه سازی وارد می شود.

صبر کنید، دقیقاً چه چیزی زمینی است؟ برای افراد غیر فنی، اساساً این یک سیم فلزی اختصاصی است که کل ایستگاه شارژ (و خودروی برقی متصل به آن) را به زمین متصل می کند. به آن به عنوان یک راه فرار فوق العاده امن برای برق فکر کنید. اگر در داخل شارژر یک سیم فرسوده مانند اشکال وجود داشته باشد که با محفظه فلزی تماس می‌گیرد، یا موجی از شبکه وجود دارد، نیازی نیست که نیروی اضافی در جایی که نباید سرگردان شود. این زیپ مستقیماً از طریق سیم زمین به زمین می‌پیوندد، که یک سینک غول پیکر و بی‌نهایت است که هرگز بیش از حد بار نمی‌شود. بدون زمین؟ این توان اضافی جایی برای رفتن ندارد، بنابراین ممکن است سعی کند از هر چیزی که در آن نزدیکی است بپرد، مانند مشتری که دسته شارژر را در دست دارد. این یک ریسک بزرگ است.

اما دست نگه دارید، برخی افراد عقب می نشینند: «خانه منشارژر ماشین DC برای خانهآن تنظیمات اتصال زمین فانتزی را ندارد، و به خوبی کار می کند!» نکته قابل قبول. شارژرهای DC خانگی بسیار کمتر از شارژرهای سریع عمومی هستند - آنها معمولاً 7 کیلووات یا کمتر هستند، در حالی که یک شارژر سریع می تواند 50 کیلووات، 150 کیلووات، حتی 350 کیلووات باشد. قدرت کمتر به معنای خطرات کوچکتر است، بنابراین برخی از تاسیسات ایمنی عمومی جایگزین می توانند با اتصال به زمین کامل (مانند GCI) از زمین خارج شوند. ایستگاه‌های شارژ در مناطق پرتردد، اغلب در خارج، نزدیک به زمین‌های مرطوب، نزدیک سازه‌های فلزی هستند، بنابراین اتصال به زمین فقط برای هر کد الکتریکی لازم نیست، از کد ملی برق (NEC) در ایالات متحده تا استانداردهای IEC در سطح جهان.

بیایید در مورد یک مثال واقعی از سال گذشته صحبت کنیم. یک خواربارفروشی کوچک در نزدیکی ما دو شارژر سریع جدید خود را زمینگیر نکرد تا چند دلار در نصب صرفه جویی کند. چند ماه بعد، طوفان رعد و برق وزید و موج رعد و برق به شبکه برخورد کرد. شارژرها اتصال به زمین مناسبی نداشتند، بنابراین این موج از طریق کابل به تسلای مشتری برگشت. داشبورد مانند یک درخت کریسمس روشن شد و صاحبش گفت که وقتی کانکتور شارژر را گرفتند احساس سوزش کردند. فروشگاه مجبور شد هزینه تعمیرات شارژر، ارتقای سیستم کامل و جریمه بزرگی از بخش ساختمان محلی بپردازد. این همان اشتباهی است که اتصال زمین از آن جلوگیری می کند.

حالا بیایید کمی وارد بخش مهندسی شویم (قسم می خورم آن را روشن نگه دارم). ایستگاه های شارژ سریع بر قطعه ای به نام EVSE-Electric Vehicle Supply Equipment متکی هستند. سیستم اتصال زمین EVSE فقط ایستگاه را به زمین متصل نمی کند. همچنین با شارژر آنبورد EV صحبت می کند. ماشین قبل از اینکه برق را به جریان بیاندازد، سیگنال زمین را بررسی می کند. اگر سیگنال ضعیف یا از دست رفته باشد، شارژر اصلا فعال نمی شود. این یک ویژگی ایمنی داخلی است! بنابراین اگر یک شارژر سریع به زمین متصل نباشد، این فقط یک خطر ایمنی نیست - حتی ممکن است به درستی کار نکند. من چند مشتری داشته ام که ویدیوهایی از شارژرهایی که روشن نمی شوند برای ما ارسال کرده اند، و از هر 10 بار 9 بار، مشکل سیم زمین شل شده یا از دست رفته است. به همین دلیل است که وقتی ما خود را می سازیمواحدهای شارژ خودروهای الکتریکی، ما دو سیم زمین اضافی اضافه می کنیم - یکی برای محفظه شارژر، یکی برای مدار برق - زیرا گوشه های برش در اینجا مشکلی را می طلبد.

صبر کنید، اما آیا سناریویی وجود دارد که شارژر سریع نیازی به اتصال به زمین نداشته باشد؟ بیایید صادق باشیم، نه تعداد زیادی. تنها استثنایی که دیده‌ایم شارژرهای سریع موبایل موقتی است که برای رویدادها یا سایت‌های ساختمانی استفاده می‌شود. آنها روی تریلرها نصب می شوند و بیشتر آنها به جای اتصال به شبکه، با باتری کار می کنند، بنابراین نیازی به اتصال زمین دائمی ندارند. اما وقتی در مورد یک ایستگاه شارژ سریع ثابت و متصل به شبکه صحبت می‌کنید که قرار است روز به روز توسط عموم استفاده شود؟ زمین گیری غیر قابل مذاکره است. حتی در ایستگاه‌های دورافتاده بزرگراه - جایی که ممکن است فکر کنید "اینجا چه چیز مهمی است" - زمین هنوز یک هادی معتبر است و کدها همچنان به آن نیاز دارند.

زاویه دیگر: طول عمر. شارژرهای سریع یک سرمایه گذاری بزرگ هستند، درست است؟ اکثر اپراتورها انتظار دارند که ایستگاه های آنها 10 تا 15 سال دوام بیاورد. اتصال زمین ضعیف (یا عدم اتصال به زمین) منجر به افزایش ولتاژ می شود که یکسو کننده ها، کابل ها و سیستم های خنک کننده مانند اجزای داخلی را تخریب می کند. ما شارژرهایی با سیستم‌های غیر زمینی دیده‌ایم که 3 تا 4 سال زودتر از کار می‌افتند، فقط به این دلیل که برق‌های برق باعث فرسودگی وسایل الکترونیکی شده‌اند. اتصال زمین مناسب عمر شارژر را افزایش می دهد و هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد که به معنای بازگشت سرمایه بالاتر برای اپراتورها است. این یک برد-برد برای همه است.

بیایید در مورد اعتماد کاربران نیز صحبت کنیم. اگر در یک ایستگاه استراحت به یک شارژر سریع می‌کشید، می‌خواهید احساس امنیت کنید که شارژر شما را شوکه نکند، مطمئن باشید که ماشین شما آسیب نبیند. اگر ایستگاهی زمینی به نظر نمی رسد، اخبار در تالارهای گفتمان EV، رسانه های اجتماعی و برنامه هایی مانند PlugShare پخش می شود. اپراتورها به ما گفته‌اند که ایستگاه‌های کم‌اعتماد 20 تا 30 درصد کاربران کمتری نسبت به ایستگاه‌های مجاور دارند که به‌خوبی نگهداری می‌شوند و دارای اجزای زمین آشکار هستند (مانند سیم مسی که از پایه شارژر به سمت زمین می‌رود). بنابراین زمین کردن فقط یک چیز فنی نیست - یک چیز تجاری است.

من می دانم که برخی از افراد به چه چیزی فکر می کنند: "زمین کردن زمان و هزینه را به نصب اضافه می کند. آیا نمی توانیم از برخی مراحل بگذریم؟" بله، اما هزینه حذف آن بسیار بیشتر است. بیایید حساب کنیم: یک سیستم اتصال زمین مناسب برای یک شارژر سریع 150 کیلوواتی حدود 500 تا 1000 دلار به هزینه های نصب اضافه می کند. میانگین جریمه برای عدم رعایت بیش از 5000 دلار است، به علاوه هزینه تعمیرات در صورت وقوع حادثه. به علاوه، از دست دادن درآمد ناشی از از کار افتادن ایستگاه ها. این یک هزینه غیرممکن است، هزینه اولیه کمی برای آرامش ذهن است.

حالا بیایید این را به کاری که به عنوان تامین کننده انجام می دهیم گره بزنیم. ما فقط شارژرهای سریع نمی فروشیم - ما ارائه می دهیمزیرساخت شارژ خودروهای الکتریکیکه برای ماندگاری ساخته شده است، با ایمنی به عنوان اولویت اصلی. تک تک ماشارژ سریع برای خودروهای Evواحدها برای اتصال زمین مناسب، با تمام اجزای لازم برای مطابقت با کدهای محلی، از قبل سیم‌کشی می‌شوند. ما همچنین برای اطمینان از اتصال صحیح سیم زمین، پشتیبانی نصب را ارائه می‌دهیم، زیرا نمی‌خواهیم مشتریان خود را با مشکل مواجه کنیم. اگر صاحب کسب و کار، مدیر املاک یا شخصی هستید که به دنبال راه‌اندازی ایستگاه شارژ سریع هستید، ما می‌توانیم شما را در تمام مراحل از انتخاب شارژر مناسب تا اطمینان از رعایت تمام استانداردهای ایمنی راهنمایی کنیم.

در پایان روز، ایستگاه های شارژ سریع کاملاً نیاز به زمین دارند. این قانونی نیست که ما وضع کرده ایم. این یک اقدام ایمنی اثبات شده است که از کاربران، اپراتورها و تجهیزات محافظت می کند. بدون آن، شما در معرض خطر شوک، آسیب تجهیزات، نقض کدها و از دست دادن تجارت هستید. اگر در نظر دارید شارژرهای سریع را به ملک خود اضافه کنید، یا در مورد اتصال به زمین، مشخصات شارژر، یا هر چیز دیگری که مربوط به شارژ EV است سؤالی دارید، با تیم ما تماس بگیرید. ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم تا انتخاب مناسبی برای نیازهای خود داشته باشید، بدون فروش گیج کننده، فقط پاسخ های مستقیم.

مراجع

1. قانون ملی برق (NEC) ماده 625: سیستم های شارژ وسایل نقلیه الکتریکی (نسخه 2023)
2. کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی (IEC) 61851-1: Electric Vehicle Conductive Charging System - قسمت 1: الزامات عمومی
3. وزارت انرژی ایالات متحده، دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدیدپذیر: دستورالعمل های ایمنی ایستگاه شارژ سریع (2022)
4. انجمن مهندسین خودرو (SAE) J1772: استاندارد سیستم شارژ و کوپل خودروهای الکتریکی