{"id":7586,"date":"2021-09-15T07:34:21","date_gmt":"2021-09-15T07:34:21","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/?p=7586"},"modified":"2021-09-15T07:34:23","modified_gmt":"2021-09-15T07:34:23","slug":"ev-ladeinfrastruktur-sikkerhet-og-standarder","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/no\/transport-no\/ev-ladeinfrastruktur-sikkerhet-og-standarder\/","title":{"rendered":"EV-ladeinfrastruktur – Sikkerhet og standarder"},"content":{"rendered":"\n

Siden markedet for elektriske kj\u00f8ret\u00f8y (EV) i Europa har blitt stadig st\u00f8rre de siste \u00e5rene er behovet for ladepunkt \u00f8kende. Ettersp\u00f8rselen etter slik infrastruktur henger sammen med at flere og flere bilprodusenter fokuserer p\u00e5 utvikling av elektriske kj\u00f8ret\u00f8y for \u00e5 im\u00f8tekomme markedet. Det som er helt klart er at en \u00f8kning i salget av elektriske kj\u00f8ret\u00f8y krever \u00f8kt utbygging av infrastrukturen, slik som nye tilgjengelige ladepunkt og utvidelse av eksisterende ladepunkt.

Den totale infrastrukturen til EV-lading omfatter ogs\u00e5 typen ladestasjoner. Behovet for hurtigladere p\u00e5 egnede steder er viktig for alle reiser; som vi vet krever alle typer oppladbare batterier lading over et lengre tidsrom, dette gjelder ogs\u00e5 for elektriske kj\u00f8ret\u00f8y. De minste EV-batteriene er p\u00e5 rundt 20-30kW og de st\u00f8rste kan v\u00e6re p\u00e5 opptil 100kW. Med en batterikapasitet p\u00e5 rundt 100kW vil lading via en vanlig 240V stikkontakt med 2,3kW ladeeffekt ta omtrent 24 timer. En spesialisert veggmontert lader vil lade batteriet p\u00e5 omtrent 7,5 timer med 7,4kW ladeeffekt og en hurtiglader kan lade batteriet p\u00e5 under 1 time med en ladeeffekt p\u00e5 50kW. Tilgang p\u00e5 hurtigladere er viktig for de fleste som skal kj\u00f8re langt, om ikke vil hele infrastrukturen i praksis v\u00e6re ubrukelig.

De fleste som eier elektriske bil har sin egen lader hjemme som er koblet til str\u00f8mnettet i huset og lader bilen om natten n\u00e5r str\u00f8mmen er billigst. Disse hjemmeladerne er enten et standarduttak p\u00e5 240V og 13A eller av typen 7,4kW\/32A som nettleverand\u00f8rer n\u00e5 har begynt \u00e5 tilby.<\/p>\n\n\n\n

EV-ladepyramiden<\/h2>\n\n\n\n

Veksten av markedet for el-biler med forskjellige bilprodusenter har f\u00f8rt til en mengde forskjellige propriet\u00e6re ladere og tilkoblinger, som alle har sine egne l\u00f8sninger. Dette feltet er alene en stor utfordring n\u00e5r det kommer til design av infrastruktur for EV-lading. En av l\u00f8sningene p\u00e5 dette problemet er ladestrategier.

I den nedre delen av skalaen finner vi de langsomme laderne, som typisk har en effekt p\u00e5 2-3kW og som kan brukes i de fleste hjem. I tillegg finnes det en mengde veggladere som kan monteres p\u00e5 utsiden av huset ditt eller i garasjen, og disse har en ladeeffekt p\u00e5 7,4kW og direkte koblet til str\u00f8mnettet.

Hurtigladere finner man p\u00e5 offentlige plasser, slik som parkeringsplasser, kj\u00f8pesentre og i noen tilfeller p\u00e5 parkeringsplasser i gater. Disse kan lade el-bilen din med en hastighet som avhenger av str\u00f8mnettet. Hurtigladere har en ladeeffekt p\u00e5 7-22kW og kan lade bilen din fra null til full kapasitet p\u00e5 rundt 3-6 timer avhengig av batterikapasiteten til bilen din.

Det finnes hurtigladere som er enda raskere, disse finner man oftest p\u00e5 parkeringsplasser hvor el-biler kan st\u00e5 i noen timer. De kommer i to varianter, AC-ladere p\u00e5 43kW og DC-ladere p\u00e5 50kW. DC-laderne forsyner bilen med str\u00f8m direkte uten noen form for AC\/DC-konvertering og effekttap i prosessen. Begge disse lademetodene vil lade batteriet til en el-bil p\u00e5 omtreng 1 time.

\u00d8verst p\u00e5 skalaen finner vi superladere, som lader med en effekt p\u00e5 mellom 120kW og 300kW. Tesla var en av de f\u00f8rste el-bilprodusentene som konstruerte en superlader p\u00e5 120kW med sin egen propriet\u00e6re tilkobling og for ikke lenge siden lanserte de en ny superlader p\u00e5 250kW. Tesla hevder at full lading kun tar 15-30 minutter p\u00e5 sitt nettverk av over 20 000 superladere i Europa. Denne typen ladere er ideelle for service- og bensinstasjoner siden disse ofte befinner seg langs motorveier og er lett tilgjengelige.

Det finnes noen f\u00e5 firmaer som har overskredet de 150kW som vanlige i superladere. En av disse firmaene er sveitsiske ABB. ABB har lansert sin Terra h\u00f8yeffekts DC-hurtiglader som kan lade med en effekt p\u00e5 opptil 350kW, noe som er nesten tre ganger s\u00e5 mye som Tesla sine superladere. Dessverre er det ingenting p\u00e5 markedet som klarer denne ladeeffekten. Men teknologien er der og er klar for \u00e5 tas i bruk s\u00e5 snart el-bilene har kapasitet til dette.<\/p>\n\n\n\n

Tilkoblingsl\u00f8sninger<\/h2>\n\n\n\n

Ikke bare er det en mengde forskjellige ladel\u00f8sninger innen EV-infrastrukturen, men det er ogs\u00e5 et stort antall varianter av ladekontakter. Alle de forskjellige kontaktene og ladesystemene er ikke kompatible med hverandre, noe som er en utfordring for EV-bransjen. Her er en liste over de mest vanlige typene ladekontakter:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Type 1-kontakt<\/strong> – Type 1-kontakten er en enfaskontakt som tillater ladeniv\u00e5 opptil 7,4 kW (230 V, 32 A). Standarden er hovedsaklig brukt i bilmodeller fra Asia og er sjeldne i Europa, derfor er det veldig f\u00e5 offentlige ladestasjoner med type 1-kontakt.

Type 2-kontakt<\/strong> – Trefaskontakt som hovedsaklig er i bruk i Europa og blir ansett for \u00e5 v\u00e6re standardvarianten. I privatboliger er ladeeffekter p\u00e5 opptil 22 kW vanlig, mens ladeeffekter opptil 43 kW (400 V, 63 A, AC) er i bruk p\u00e5 offentlige ladestasjoner. De fleste offentlige ladestasjoner bruker type 2-kontakter. Alle modus 3 ladekabler kan brukes med denne, og el-biler kan lades med kontakter av b\u00e5de type 1 og type 2. Alle modus 3 kabler som henger p\u00e5 siden av ladestasjoner har s\u00e5kalt Mennekes-kontakter (type 2).

Kombinasjonskontakter (Combined Charging System, eller CCS)<\/strong> – CCS-kontakten er en forbedret versjon av type 2-kontakten, med to ekstra str\u00f8mkontakter for \u00e5 s\u00f8rge for hurtiglading og st\u00f8tter AC- og DC-lading opptil 170 kW. I praksis ligger effekten p\u00e5 rundt 50 kW.

CHAdeMO-kontakt<\/strong> – Dette hurtigladersystemet ble utviklet i Japan og tillater ladeeffekter opptil 50 kW ved egnede offentlige ladestasjoner. F\u00f8lgende produsenter leverer biler som er kompatible med CHAdeMO-kontakten: BD Otomotive, Citro\u00ebn, Honda, Kia, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Peugeot, Subaru, Tesla (med adapter) og Toyota.

Tesla superlader<\/strong> – Til sin superlader bruker Tesla en modifisert utgave av type 2 Mennekes-kontakten. Dette gj\u00f8r det mulig for Model S \u00e5 lade seg opp til 80% p\u00e5 30 minutter. Tesla tilbyr sine kunder gratis lading. Frem til n\u00e5 har det ikke v\u00e6rt mulig for andre biltyper \u00e5 bruke Tesla sine superladere.

Nettuttak for privatbolig<\/strong> – ladeniv\u00e5 opptil 3,7 kW (230 V, 16 A) kan oppn\u00e5s fra et vanlig nettuttak om kursen har passende sikring. Den elektriske bilen din kan lades med en modus 2 ladekabel. Vi vil p\u00e5 sterkeste anbefale at man begrenser ladeeffekten til 2,3 kW (230 V, 10 A) om uttaket ikke har blitt sjekket p\u00e5 forh\u00e5nd. Vanlige nettuttak kan man ogs\u00e5 enkelte ganger finne p\u00e5 offentlige ladestasjoner. Denne lademetoden kan brukes p\u00e5 alle elektriske biler.<\/p>\n\n\n\n

Nettverksinfrastruktur<\/h2>\n\n\n\n

Antallet tilgjengelige EV-ladepunkt i Europa \u00f8ker hvert eneste \u00e5r etter som antallet el-biler p\u00e5 veiene \u00f8ker. Dette skjer raskere i enkelte regioner enn andre. I 2019 var det omtrent 15k h\u00f8yeffekts (22kW+) ladestasjoner og i 2020 hadde dette nesten dobblet seg til 25k i f\u00f8lge data fra European Alternative Fuels Observatory. Dette er ikke bare p\u00e5 grunn av fremskritt innen EV-lading men ogs\u00e5 p\u00e5 grunn av National Policy Frameworks (NPF) som er blitt innf\u00f8rt under artikkel 3 i direktiv 2014\/94\/EU.

Et av landene som ligger fremst innen EV er Norge, hvor det er registrert over 300k elektriske personbiler, noe som er over 15% av det totale bilmarkedet i 2020. Markedet for plug-in-biler har v\u00e6rt det st\u00f8rste i verden i flere \u00e5r og landet har v\u00e6rt det f\u00f8rste i verden hvor salget av el-biler har v\u00e6rt st\u00f8rre enn biler med forbrenningsmotor. Per n\u00e5 er det rundt 500k el-biler i Norge, inkludert hybrider og plug-in-hybrider fordelt p\u00e5 en befolkning p\u00e5 omtrent 5,2 millioner.

For \u00e5 kunne h\u00e5ndtere denne utrolige store andelen el-biler trenger man en nettverksinfrastruktur. Det er n\u00e5 omtrent 9000 ladepunkt i Norge fordelt p\u00e5 2500 stasjoner electromaps<\/a>. I tillegg er dette ogs\u00e5 det reneste nettverket i verden hvor 98% av elektrisiteten som blir brukt til EV-lading kommer fra fornybare energikilder.

Over hele Europa er det mange kraftselskap som begir seg inn i bransjen for EV-lading siden de er best skodd for denne typen marked, s\u00e6rlig dersom de kan tilby str\u00f8mforsyning fra fornybare energikilder slik som vindkraft, solcelle og vannkraft. Det nederlandske selskapet Fastned<\/a> er en ledende spesialist p\u00e5 EV-lading som nylig lansert ladestasjoner som helt og holdent baserer seg p\u00e5 solcellepanel. Dette er en kostandseffektiv l\u00f8sning for ladestasjoner ettersom eksisterende l\u00f8sninger krever str\u00f8m fra lokale kraftstasjoner. Nye ladestasjoner m\u00e5 derfor hekte seg p\u00e5 det allerede eksisterende str\u00f8mnettet noe som kan f\u00f8re til ytterligere belastning p\u00e5 nettet all den tid de er lokalisert p\u00e5 offentlige steder.

Noen selskaper ser til EV for \u00e5 endre m\u00e5ten de driver forretninger p\u00e5, i tillegg til \u00e5 oppn\u00e5 en demografisk utvikling. Oljeselskaper som BP og Shell har installert EV-ladere i nesten alle sine bensinstasjoner i hele Europa, slik at de kan henge med p\u00e5 trender og utvide kundebasen. Videre er flertallet av bensinstasjoner strategisk plassert for enkel tilgjengelighet for de fleste sj\u00e5f\u00f8rer, noe som er en stor fordel for den generelle EV-infrastrukturen.<\/p>\n\n\n\n

EV-ladesikkerhet<\/h2>\n\n\n\n

Det er to ting \u00e5 tenke p\u00e5 ved lading av el-biler, selve laderen og ladekabelen med relevant kontakt. EV-ladepunkt faller inn under IEC 61851 i EU-direktivet og er for tiden under utvikling og er alltid under kontinuerlig utbedring. Ladekabelen og kontakten faller inn under IEC 62196 EU-direktiv for kontakter, str\u00f8muttak, kj\u00f8ret\u00f8y-kontakter og tilkoblinger for kj\u00f8ret\u00f8y. Disse EU-standardene er laget for \u00e5 ivareta sikkerheten til utstyret og sluttbrukeren. For eksempel blir det ikke levert str\u00f8m til kj\u00f8ret\u00f8yet uten at et kompatibelt kj\u00f8ret\u00f8y er tilkoblet og at kj\u00f8ret\u00f8yet er sl\u00e5tt av n\u00e5r kabelen er tilkoblet.

I direktiv IEC 62196 finnes det ogs\u00e5 under-direktiv (IEC 62196-1 og IEC 62196-2) som forklarer i detalj hvordan hver enkelt kontakt er konstruert og hvilke spesifikasjoner den har. Denne ble laget for \u00e5 muliggj\u00f8re kompabilitet mellom produkter fra forskjellige produsenter.

Konfigurasjoner:

Type 1<\/strong>\u00a0– Mye brukt i USA og Japan, ble opprinnelig produsert av Yazaki i henhold til SAE J1772-standarden i USA. Selve kontakten har rundt hus med et spor i inntaket p\u00e5 kj\u00f8ret\u00f8yet for \u00e5 sikre korrekt orientering ved bruk. Den er beregnet p\u00e5 en driftsstr\u00f8m fra 32A og opptil 80A, men kun i USA.

Type 2<\/strong>\u00a0– Ogs\u00e5 kjent som en Mennekes-kontakt, har rundt hus med en flat side for \u00e5 sikre korrekt orientering ved bruk. Den har ogs\u00e5 flere kontaktpinner for opptil fire AC-ledere, beskyttende leder og to signalpinner for funksjonskontroll. Type 2-kontakter har ogs\u00e5 en tilleggsfunksjon hvor det ikke er mulig \u00e5 ber\u00f8re kontaktene med fingrene for \u00e5 hindre st\u00f8t og i en nyere versjon har dette blitt ytterligere forbedret med lukkere. Kontakten kan h\u00e5ndtere opptil 63A med maksimum 70A for enfas. I EU er det et krav at alle offentlige ladere skal v\u00e6re utstyrt med type 2-kontakt og uttak.

Type 3<\/strong>\u00a0– Denne konfigurasjonen, i motsetning til de to andre, best\u00e5r ikke bare av en stikkontakt, men ogs\u00e5 kj\u00f8ret\u00f8ykoblingen. Denne spesielle kontakten har et ovalt hus med en flat side for riktig orientering ved bruk. Det er ogs\u00e5 beskyttelse p\u00e5 plass i form av lukkere over pinnene for \u00e5 forhindre ber\u00f8ring, og den har en l\u00e5semekanisme n\u00e5r den settes inn i et inntak. Denne kontakten tillater enfaselading opptil 16A uten kontrollpilotkontakt, 32A med og trefaselading opp til 63A.

Som vi allerede vet, er ettersp\u00f8rselen etter EV-ladestasjoner veldig h\u00f8y i hele Europa, og det er ogs\u00e5 viktig \u00e5 sikre at hvert ladepunkt er i drift; ellers kan det legge ytterligere belastning p\u00e5 infrastrukturen. Flere problemer kan oppst\u00e5 som kan f\u00f8re til feil ladepunkt, for eksempel overbelastning av str\u00f8mforsyningen, utstyrs- og systemfeil og overoppheting. Mange land over hele Europa har allerede begynt \u00e5 l\u00f8se dette problemet ved \u00e5 sikre at hver offentlige ladestasjon overholder de relevante europeiske sikkerhetsstandardene for elektriske systemer. Forordningen som m\u00e5 brukes p\u00e5 hver stasjon inneholder f\u00f8lgende:<\/p>\n\n\n\n