Elektromobilių įkroviklių apsauga nuo viršįtampių?

Vis dar prisimenu vokiečio kliento skambutį – vieno smūgio metu sugedo 12 elektromobilių įkroviklių, o remonto sąskaita buvo didesnė nei pirmoji automobilio avarija.

Taip, apsauga nuo viršįtampių yra gyvybiškai svarbus elektromobilių įkrovikliams, nes vienas žaibo smūgis gali sugadinti maitinimo modulius, ryšio plokštes ir nuolatinės srovės jungtis, kurių pakeitimas kainuoja tūkstančius. Kiekvieną savaitę siunčiu IEC patikrintus SPD įkroviklių gamintojams.

Jei žinote, kur patenka viršįtampiai ir kuris SPD tinka, galite sutrumpinti prastovas ir užtikrinti vairuotojų pasitenkinimą.

Ar elektromobilių įkrovikliams reikalinga apsauga nuo viršįtampių?

Ispanijoje lankiausi vietovėje, kur vienas gedimas kainavo 16 įkroviklių ir dvi dienas prarastų pardavimų – vairuotojai vis dar dalijasi neigiamais atsiliepimais internete.

Elektromobilių įkrovikliams būtina apsauga nuo viršįtampių, nes greitas 6 kV įtampos šuolis sugadins galios modulius, nuolatinės srovės kontaktorius ir ryšio plokštes, kurios yra brangios ir kurias sunku pakeisti. Aš montuoju viršįtampių apsaugos įtaisus kiekviename naujame įkroviklyje.

Kur Elektromobilių įkroviklyje atsiranda viršįtampis

Įkroviklis atrodo kaip didelė metalinė dėžė, tačiau jame yra keturios durelės viršįtampiams: kintamosios srovės maitinimo šaltinis, nuolatinės srovės išvesties kabelis, duomenų linija į galinį mazgą ir 4 G antena. Žaibas gali trenkti į tinklą 2 km atstumu ir vis tiek į kintamosios srovės gnybtus tiekti 4 kV įtampą. Ant guminių padangų riedanti pavara gali į nuolatinės srovės kištuką įtraukti statinę elektrą. Mačiau 2 kV nuolatinės srovės magistralėje vien nuo automobilio kibirkšties. Jei įkroviklis dalijasi tiektuvu su dideliu varikliu, variklio sustabdymas tieks energiją atgal į tą pačią liniją. Kiekvienam keliui reikalingas atskiras apsaugas.

Kas pirmiausia miršta įkroviklio viduje

Silpniausia dalis yra 12 V nuolatinės srovės maitinimo šaltinis, maitinantis kontaktoriaus ritę. Jis sugenda esant 40 V įtampai. Toliau – CAN siųstuvas-imtuvas, kuris bendrauja su automobiliu; jis sugenda esant 30 V įtampai. IGBT maitinimo bloko vardinė įtampa yra 1,2 kV, bet jis sugenda esant 1,6 kV įtampai. Vienas streikas Milane sunaikino visus tris blokus 8 kontaktuose. Sąskaita siekė 28 400 eurų ir dvi dienas prarastų pardavimų. 90 eurų vertės SPD kiekviename tiekimo bloke būtų išgelbėjęs viską.

Vieno smūgio ir vieno SPD kaina

Įkroviklio dalis	Pakeitimo kaina	Darbo valandos	Prarastų pardavimų per dieną	Bendras pataikymas
12 V maitinimas	180 eurų	1	400 eurų	580 eurų
CAN plokštė	220 eurų	2	400 eurų	620 eurų
Maitinimo modulis	1 800 eurų	4	400 eurų	2 200 eurų
Pilnai įkrautas	8 000 eurų	8	800 eurų	8 800 eurų
SPD 40 kA	90 eurų	0,5	0 €	90 eurų

Lentelėje parodyta, kad viena sugedusi detalė kainuoja daugiau nei dešimt SPD.

Paslėpta rizika: Garantija negalioja

Dauguma įkroviklių gamintojų panaikina garantiją, jei 10 m spinduliu vietoje nėra SPD. Ši sąlyga yra vadovo 14 puslapyje, todėl daugelis pirkėjų jos nepastebi. Kai modulis sudega, gamintojas prašo skydelio nuotraukos. Jei nėra SPD, nemokamas keitimas negalimas. Aš siunčiu pirkėjams sąlygos kopiją ir nuorodą į mūsų DIN bėgelio įrenginį. Jie prideda dalį ir išsaugo garantiją.

Svetainės veikimo laikas ir vairuotojų pasitikėjimas

Elektromobilių vairuotojai naudoja programėles, kurios rodo tiesioginę įkrovos būseną. Jei jūsų įkroviklis dvi dienas neveikia, programėlė jūsų įkrovos vietą nukelia į sąrašo apačią. Lankytojų srautas sumažėja 30 %. Vienas blogas gedimas gali panaikinti visos įkrovos vietos investicijų grąžą. Mažas SPD leidžia įkrovikliui išlikti įjungtam, o jūsų prekės ženklas – vairuotojo atmintyje.

Ar elektromobilių įkrovikliuose yra įmontuota apsauga nuo viršįtampių?

Praėjusiais metais atidariau dešimt įkroviklių prekių ženklų – pusė jų turėjo tik saugiklį ir šypseną.

Dauguma elektromobilių įkroviklių turi paprastus saugiklius ir TVS diodus, kurie atlaiko tik mažus įtampos šuolius. Norint gauti tikrą žaibo energiją, reikia išorinio SPD, sumontuoto prie maitinimo šaltinio. Aš juos dedu kiekvienos instaliacijos metu.

Ką gamykla iš tikrųjų deda į vidų

Kintamosios srovės pusėje paprastai yra 20 A stiklinis saugiklis ir 275 V metalo oksido varistorius, monetos dydžio. Tas MOV gali vieną kartą atlaikyti 1,5 kA srovę, o tada išsijungia. Nuolatinės srovės pusėje nieko nėra, nes gamintojas pasitiki, kad automobilis pats save apsaugos. Ryšių plokštėje gali būti mažytis TVS diodas, kurio galia yra 200 W. Tiesioginis 40 kA smūgis tiekia 100 kartų daugiau energijos. Įmontuotos dalys veikia kaip saugos diržas lėktuvo katastrofos metu – jos padeda, bet neišgelbėja situacijos.

Integruotų ir reikalingų elementų lentelė

Kelias	Gamyklos dalis	Viršįtampių įvertinimas	Tikra grėsmė	Rezultatas
IR LN	20 mm MOV	1,5 kA	40 kA	Miręs
Nuolatinė + -	Nėra	0	10 kA	Miręs
Komunikacijos CAN	200 W televizoriai	200 W	500 W	Miręs
Kintamoji srovė su SPD	40 kA MOV	40 kA	40 kA	Gyvas

Kodėl gamintojai laikosi šviesos

Kaina ir erdvė lemia. SPD prideda 90 eurų ir 72 mm ant DIN bėgelio. Kainų kare to pakanka, kad pasiūlymas būtų prarastas. Gamintojai pasitiki, kad aikštelės elektrikas pridės likusią dalį. Instrukcijoje netgi parodyta laidų schema su tuščiu SPD lizdu. Pirkėjams sakau: įkroviklis yra pusė produkto; aikštelės SPD – kita pusė.

Sertifikatas vis dar prašo išorinio SPD

Įkroviklis gali turėti CE arba UL ženklinimą, bet sertifikavimas atliekamas švarioje laboratorijoje su 2 kV kombinuotomis bangomis. Tikro žaibo įtampa yra 6 kV ir 40 kA. Bandymų laboratorija tai žino, todėl ataskaitoje įrašo „reikalingas išorinis SPD“. Nukopijuoju šią eilutę į savo kainos pasiūlymą, kad pirkėjas du kartus matytų tą patį tekstą. Jis prideda detalę ir abu gerai išsimiegame.

Kas nutinka be elektromobilių įkroviklių apsaugos nuo viršįtampių?

Saugau išsilydžiusio nuolatinės srovės kontaktoriaus nuotrauką – vairuotojams teko stumti automobilius nuo rūkstančio stulpo.

Be apsaugos nuo viršįtampių, vienas smūgis sunaikina maitinimo modulius, kontaktorius ir ryšio plokštes. Įkroviklis užgęsta, tvarkyklės palieka blogų atsiliepimų, o pardavimai mažėja, kol atvyks naujos dalys. Tai matau kiekvieną audrų sezoną.

Tikras atvejis: greitkelio aikštelė Italijoje

Dvidešimt stulpų stovėjo ant kalvos viršūnės maitinimo linijos. Žaibas trenkė į tinklą už 3 km. Žaibo smūgis perėjo į kiekvieną įkroviklį per oro liniją. Visi nuolatinės srovės kontaktorius užsivirino, o pagrindiniai IGBT tranzistoriai įtrūko. Aikštelė buvo tamsoje penkias dienas. Dalys kainavo 42 000 eurų, prarasti pardavimai pridėjo 15 000 eurų, o operatorius sumokėjo baudą greitkelių direkcijai. 1800 eurų vertės apsauginių ričių rinkinys būtų palaikęs aikštelę gyvą.

Gaisro pavojus spintelės viduje

Kai įkroviklyje esantis MOV nutrūksta, jis gali sunaudoti 100 A srovę, kol suveikia pagrindinis saugiklis. Karštis išsilydo plastiką ir padega dulkes. Vienoje Teksaso vietoje įkroviklis sudegė iki pamatų. Ugniagesių ataskaitoje kaip priežastis nurodyta „viršįtampio sukeltas trumpasis jungimas“. Draudimas atsisakė išmokėti žalą, nes nebuvo sumontuotas išorinis apsauginis įtaisas (SPD). 90 eurų vertės detalė būtų galėjusi išgelbėti 12 000 eurų vertės įkroviklį ir 50 000 eurų vertės pastogę.

Užregistruotų gedimų lentelė

Svetainė	Įkrovikliai	Smūgio atstumas	Prarastos dalys	Dienos žemyn
Kelių IT	20	3 km	20 nuolatinės srovės lentų	5
Prekybos centras DE	6	1 km	6 kintamosios srovės tiekimo šaltiniai	2
JK miestas	4	0,5 km	4 ryšio plokštės	1
Su SPD	Bet koks	Bet koks	0	0

Vairuotojų neigiama reakcija ir prarastos pajamos

Elektromobilių vairuotojai naudoja programėles, kurios rodo tiesioginę būseną. Jei jūsų įrašas dvi dienas yra neprisijungęs, programėlė jus numeta į sąrašo apačią. Pėsčiųjų srautas gali sumažėti 30 %. Vienas blogas gedimas gali ištrinti visos svetainės investicijų grąžą. Mažas SPD leidžia įkrovikliui išlikti įjungtam, o jūsų prekės ženklas – vairuotojo atmintyje.

Teisinis poveikis

Kai kurios svetainės turi tiekimo sutartis, kuriose žadamas 97 % veikimo laikas. Jei dėl viršįtampių įtampa nukrenta žemiau šios ribos, mokama bauda. Vienas operatorius po streiko sumokėjo 8 000 eurų mokesčių. SPD kaina yra mažesnė nei vieno mėnesio bauda. Įtraukiau šią sąlygą į savo pasiūlymo laišką, kad pirkėjas matytų riziką pinigais.

Elektromobilių įkroviklių viršįtampių apsaugos vadovas: viršįtampių apsaugos įtaisų tipai ir taikymo scenarijai?

Kiekvienai vietai įteikiu vieno puslapio žemėlapį: 1 tipą – prie lesyklėlės, 2 tipą – prie įkrovimo stovo, 3 tipą – prie ryšio dėžutės – paprasta ir patikima.

Žaibui apsaugoti naudokite 1 tipą pagrindinėje plokštėje, sukeltam viršįtampiui – 2 tipą įkroviklio poskyriuose, o žemos įtampos plokštėms – 3 tipą ryšio linijose. Rinkinius siunčiu su etiketėmis, kad darbuotojai jų nesupainiotų.

Kintamosios srovės tiektuvas: 1+2 tipo 40 kA

Pagrindinis skirstomasis skydas gauna tiesioginius smūgius. Tame pačiame korpuse naudojame 40 kA 8/20 µs MOV bloką su 25 kA 10/350 µs impulsiniu vamzdeliu. Įrenginys jungiamas esant 1,2 kV įtampai ir tinka 36 mm DIN bėgeliui. Pridedamas vizualinis žymeklis ir nuotolinis kontaktas. Kontaktiniai laidai prijungti prie objekto SCADA sistemos, kad savininkas žinotų, kada detalė pavargo.

Įkroviklio papildomas skydelis: 2 tipas, 20 kA

Kiekviena įkroviklių eilė turi savo automatinį jungiklį. Iškart po automatinio jungiklio pridedame 20 kA 2 tipo jungiklį. Įkroviklio laidas turi būti ne ilgesnis kaip 10 m. Jei atkarpa ilgesnė, prie įkroviklio pagrindo pridedame dar vieną 3 tipo jungiklį. Detalė yra kištukinė, todėl technikas ją keičia realiuoju laiku. Vienoje vietoje Prancūzijoje per pietų pertrauką per 15 minučių buvo pakeisti 6 įrenginiai.

Nuolatinės srovės išvestis: 2 tipo 600 V nuolatinė srovė

Nuolatinės srovės kabelis klojamas lauke ir veikia kaip antena. Mes naudojame 600 V nuolatinės srovės 2 tipo kabelį, kuris tvirtinamas polikarbonatinėje dėžutėje ant stulpo. Detalės įtampa yra 1,2 kV, o srovės stipris – 20 kA. Ji jungia kontaktorių ir automobilio lizdą. Žalias šviesos diodas rodo, kad viskas gerai; raudonas reiškia, kad galima pakeisti. Hamburge turiu 500 vnt. sandėlyje, kad galėčiau pristatyti kitą dieną.

Pasirinkimo sąrašo lentelė pagal vietą

Vieta	Grėsmė	SPD tipas	Specifikacija	Mount
Pagrindinė plokštė	Žaibas	1+2 tipas	40 kA 8/20	DIN bėgelis
Įkroviklio eilė	Sukeltas	2 tipas	20 kA 8/20	DIN bėgelis
Nuolatinės srovės išėjimas	Statinis	2 tipo nuolatinė srovė	20 kA 8/20	Pašto dėžutė
Komunikacijos linija	Žemas V	3 tipas	5 kA 8/20	RJ45 įėjimas

 Saulės energija varomi įkrovikliai

Kai kuriose vietose ant stogo montuojamos PV sistemos. Tas pats smūgis gali pataikyti į saulės energijos liniją ir pereiti prie įkroviklio nuolatinės srovės magistralės. Saulės energijos jungiklyje naudojame 1000 V nuolatinės srovės SPD, o įkroviklyje – 600 V nuolatinės srovės SPD. Abi dalys yra sujungtos tuo pačiu įžeminimo strypu, todėl įtampa išlieka vienoda. Parduodu dviejų dalių pakuotę su vienu detalės numeriu, kad pirkėjas nepamirštų vienos pusės.

Elektromobilių įkroviklių apsauga nuo viršįtampių, priežiūra ir valdymas?

Kiekvienai svetainei pateikiu penkių eilučių kontrolinį sąrašą: peržiūra, spustelėjimas, keitimas, registravimas, nustatymas iš naujo – tai atliekama per mažiau nei dvi minutes.

Priežiūra paprasta: kiekvieną mėnesį patikrinkite šviesos diodus, pakeiskite išsikrovusias kasetes ir užsirašykite datą. Siunčiu atsargines kasetes ir žurnalą, kad objekto komanda niekada man neskambintų dėl paprasto pakeitimo.

Vizualinis patikrinimas kiekvieną mėnesį

Aikštelės technikas vaikšto eile ir skaičiuoja žalius šviesos diodus. Raudonas langelis reiškia, kad MOV sugedęs. Jis įrašo serijos numerį į žurnalą ir pakeičia kasetę kitos pertraukos metu. Vienas JK operatorius turi 200 įrašų; apžiūra trunka 30 minučių ir per mėnesį suranda 2–3 neveikiančius įrenginius. Įkroviklis veikia, o vairuotojas niekada nemato gedimo.

Nuotolinis signalas didelėms svetainėms

Dideliuose greitkeliuose SPD sausąjį kontaktą prijungiame prie esamos SCADA sistemos. Raudonas taškas ant HMI rodo „SPD neveikia“. Valdymo kambarys mums atsiunčia el. laišką, mes išsiunčiame atsarginį kontaktą, o technikas jį pakeičia kitoje pamainoje. Prastovos sutrumpėja nuo kelių valandų iki minučių. Už mikrojungiklį imu papildomai 1,50 USD ir pirkėjui sutaupau 500 USD prarastų pardavimų.

MTTR lentelė pagal dizainą

Dizainas	Apsikeitimo laikas	Įrankiai	Tiesioginis keitimas?	Prastovos
Įskiepis	30 s	Nėra	Taip	Nulis
Kieta viela	10 min.	Atsuktuvas	Ne	10 min.
Su signalu	30 s	Nėra	Taip	Nulis
Nėra atsarginių dalių	2 dienos	Užsakymas + siuntimas	Ne	48 val.

Atsarginių šovinių atsargos

Siūlau plastikinę dėžę, kurioje telpa 10 kasečių ir jas galima įdėti į serviso kambarį. Dėžutėje yra QR kodas; technikas jį nuskaito ir mes tą pačią dieną išsiunčiame papildymus. Vienoje vietoje audringais metais buvo sunaudoti 6 kasetės ir niekada nelaukta sunkvežimio. Dėžė kainuoja 8 USD ir sutaupo vieną aptarnavimo iškvietimą, kurio vertė siekia 200 USD.

Gyvenimo trukmė ir gyvenimo pabaiga

Kiekvienos kasetės pakanka 20 stiprių smūgių. Šone pridedame skaičių, kad technikas galėtų registruoti smūgius iš aikštelės skaitiklio. Kai skaičius pasiekia 18, išsiunčiame naują. Planuotojas mato tendenciją ir prideda dalį prie kito užsakymo. Jokių skubėjimų, viršvalandžių, piktų vairuotojų.

Išvada

Įrenkite 1+2+3 tipo SPD, kas mėnesį tikrinkite šviesos diodus ir greitai keiskite kasetes – jūsų įkrovikliai veiks, o vairuotojai – bus patenkinti.