อะไรมาก่อน ความปลอดภัยหรือต้นทุน?พูดถึงการป้องกันกระแสตกค้างระหว่างการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า

GBT 18487.1-2015 กำหนดคำว่าตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างดังนี้ ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้าง (RCD) เป็นสวิตช์เกียร์เชิงกลหรือการรวมกันของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่สามารถเปิด ดำเนินการ และตัดกระแสไฟได้ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ ตลอดจนปลดการเชื่อมต่อหน้าสัมผัสเมื่อ กระแสเหลือถึงค่าที่กำหนดเป็นสวิตช์เกียร์แบบกลไกหรือการรวมกันของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่สามารถเปิด ส่ง และตัดกระแสไฟฟ้าได้ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ และอาจตัดหน้าสัมผัสได้เมื่อกระแสไฟฟ้าตกค้างถึงค่าที่กำหนดภายใต้สภาวะที่กำหนด

มีตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภทต่างๆ สำหรับสถานการณ์การป้องกันที่แตกต่างกัน และควรเลือกประเภทการป้องกันกระแสไฟตกค้างที่เหมาะสมสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการป้องกัน

ตามการจำแนกมาตรฐานของกระแสไฟตกค้างที่มีลักษณะการทำงานของส่วนประกอบ DC ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท AC, ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท A, ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท F และตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท Bหน้าที่ของตนมีดังนี้

ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างชนิด AC: กระแสไฟตกค้าง AC แบบไซน์

ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท A: ฟังก์ชั่นประเภท AC, กระแสไฟตกค้าง DC แบบเป็นจังหวะ, กระแสไฟตกค้าง DC แบบเป็นจังหวะซ้อนทับบน 6mA ของกระแสไฟ DC แบบเรียบ

ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท F: ประเภท A, กระแสไฟตกค้างแบบผสมจากวงจรที่ขับเคลื่อนโดยตัวนำกลางแบบเฟสและเฟสที่เป็นกลางหรือเฟสและกราวด์, กระแสไฟตกค้าง DC แบบพัลซิ่งซ้อนทับบนกระแสไฟ DC แบบเรียบที่ 10mA

ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท B: ประเภท F, กระแสไฟตกค้าง AC แบบไซน์ที่ 1,000Hz และต่ำกว่า, กระแสไฟตกค้าง AC ซ้อนทับบน 0.4 เท่าของกระแสไฟตกค้างที่ได้รับการจัดอันดับหรือกระแสไฟ DC แบบเรียบ 10mA (แล้วแต่จำนวนใดจะมากกว่า), กระแสไฟตกค้าง DC แบบพัลซิ่งซ้อนทับบน 0.4 เท่า กระแสไฟตกค้างที่กำหนดพิกัด หรือกระแสไฟ DC แบบเรียบ 10mA (แล้วแต่จำนวนใดจะมากกว่า), กระแสไฟตกค้าง DC จากวงจรเรียงกระแส, กระแสไฟตกค้าง DC แบบเรียบ

สถาปัตยกรรมพื้นฐานของที่ชาร์จออนบอร์ด EV โดยทั่วไปประกอบด้วยการกรอง EMI สำหรับส่วนอินพุต การแก้ไขและ PFC วงจรแปลงพลังงาน ตัวกรอง EMI สำหรับส่วนเอาต์พุต ฯลฯ กล่องสีแดงในภาพด้านล่างแสดงตัวประกอบกำลังสองระดับ วงจรแก้ไขด้วยหม้อแปลงแยก โดยที่ Lg1, lg2 และตัวเก็บประจุเสริมสร้างตัวกรองอินพุต EMI, L1, C1, D1, C3, Q5 สร้างแบบสเต็ปอัพ วงจร PFC ระยะด้านหน้า, Q1, Q2, Q3, Q4, T1 , D2, D3, D4, D5 สร้างวงจรการแปลงพลังงานของสเตจด้านหลัง, Lg3, lg4 และตัวเก็บประจุเสริมจะสร้างตัวกรอง EMI เอาท์พุตเพื่อลดค่าระลอกคลื่น

ในระหว่างการใช้งานรถยนต์ จะมีการกระแทกและการสั่นสะเทือนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ อุปกรณ์มีอายุ และปัญหาอื่นๆ ที่อาจทำให้ฉนวนภายในเครื่องชาร์จในรถยนต์เกิดปัญหา ดังนั้นสำหรับเครื่องชาร์จในรถยนต์ในกระบวนการชาร์จ AC ในตำแหน่งต่างๆ ของการวิเคราะห์โหมดความล้มเหลว สามารถรับได้ดังนี้โหมดความล้มเหลว

(1) ฟอลต์กราวด์ที่ด้าน AC ของอินพุตเครือข่ายเทศบาล ซึ่ง ณ จุดนี้กระแสฟอลต์คือกระแส AC ความถี่อุตสาหกรรม

(2) ความผิดปกติของกราวด์ในส่วนวงจรเรียงกระแส โดยที่กระแสฟอลต์เป็นจังหวะเป็นกระแส DC

(3) ความผิดปกติของกราวด์ DC/DC ทั้งสองด้าน เมื่อกระแสฟอลต์เป็นกระแส DC แบบเรียบ

(4) ความผิดปกติของพื้นหม้อแปลงแยก กระแสไฟผิดปกติคือกระแสไฟ AC ที่ไม่ใช่ความถี่

จากฟังก์ชั่นการป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท A สามารถทราบได้ มันสามารถป้องกันฟังก์ชั่นประเภท AC, กระแสไฟตกค้าง DC แบบพัลซิ่ง, กระแสไฟตกค้าง DC แบบพัลซิ่งซ้อนทับน้อยกว่า 6mA กระแสไฟ DC แบบเรียบ, และกระแสไฟ DC ผิดปกติของเครื่องชาร์จรถยนต์ ≥ 6mA, ประเภท A ตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างอาจปรากฏเป็นฮิสเทรีซิสหรือจะไม่ทำงาน ส่งผลให้เกิดการทำงานปกติ จากนั้นตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างจะสูญเสียฟังก์ชันการป้องกัน

มาตรฐานยุโรป IEC 61851 ไม่ได้กำหนดประเภท B แต่สำหรับ EVSE ที่มีตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท A จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจเพิ่มเติมว่าวงจรความผิดปกติที่มีเนื้อหา DC มากกว่า 6mA ถูกตัดออกอย่างใดอย่างหนึ่งเมื่อรวมกับการวิเคราะห์การเลือกตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างข้างต้น เป็นที่ชัดเจนว่าหากต้องเป็นไปตามการป้องกันข้อบกพร่องข้างต้น จากมุมมองด้านความปลอดภัย จำเป็นต้องมีตัวป้องกันกระแสไฟตกค้างประเภท B