There is a growing interest and investment in electric vehicles infrastructure. To change those electric vehicles here are many different options how this can be done – with different benefits and disadvantages. The charging time depends on the battery capacity and the charging power. The charging power depends on the power available from the power source, the capabilities of your car and how your car is connected to the power source. There are also many different connectors in use (in both power outlets and in the car end). One of the disadvantages are that there are many options that can confuse users.
How does an Electric Car work ? | Tesla Model S
The simplest options that many people choose is to charge their electric vehicles from a domestic socket typically plug your car in overnight. Some electric vehicles have converters on board that can plug directly into a standard electrical outlet or they can be plugged to standard outlet with a special cable that has some active electronics in it (setting allowed load current and provide protection functions). Charging an electric vehicle is pretty easy if your car supports that option – just plug it in and wait.
Many people choose to charge their electric vehicles from a domestic socket typically plug your car in overnight (it can take all night to charge your car battery from empty to full). As a short-term or occasional solution, charging from the mains is fine. In longer term use, the problems are that that charging is slow that in some cases the old domestic outlets might not be able to properly handle the long term high current load the electrical car charging causes.
Another option is that you can charge your car at a public charging station or at home via a domestic socket or a specially installed charging point. You can charge your car much faster if you install a specially-designed charging point. Home chargers (typically 16-amps or 32-amps) can charge an electric vehicle from flat to full in 3.5 hours. Some are even quicker. The price of chargers depends on their power and efficiency. Typically you will use a charging station that provides electrical conversion, monitoring, or safety functionality.
Electric Car Charging, How long does it REALLY take?
Charging Your EV at Home
There is also a wide variety of electrical vehicle charging stations. An electric vehicle charging station is an element in an infrastructure that supplies electric energy for the recharging of plug-in electric vehicles—including electric cars, neighborhood electric vehicles and plug-in hybrids. Charging station is usually accessible to multiple electric vehicles and has additional current or connection sensing mechanisms to disconnect the power when the EV is not charging.
Charging stations fall into four basic categories:
1. Residential charging stations: An EV owner plugs into a standard receptacle when he or she returns home, and the car recharges overnight.
2. Charging while parked (including public charging stations) – a private or commercial venture for a fee or free, sometimes offered in partnership with the owners of the parking lot. This charging may be slow or high speed.
3. Fast charging at public charging stations >40 kW, capable of delivering over 60-mile (97 km) of range in 10–30 minutes.
4. Battery swaps or charges in under 15 minutes.
The charging time depends on the battery capacity and the charging power. The charging power depends on the voltage handling of the batteries and charger electronics in the car. The U.S.-based SAE International defines Level 1 (household 120V AC) as the slowest, Level 2 (upgraded household 240 VAC) in the middle and Level 3 (super charging, 480V DC or higher) as the fastest.
In Europe where 230V AC is used, the Level 2 type of charging is most commonly used. For normal charging (up to 7.4 kW), car manufacturers have typically built a battery charger into the car. A charging cable is used to connect it to the electrical network to supply 230 volt AC current. The charging cable can have active electronics in it to provide car the information how much current it can draw from outlet and some protective electronics (ground fault protector, over current protector, connector over-heating protection etc.). The Type 2 connector is suitable for slow, fast and rapid charging.
For quicker charging (22 kW, even 43 kW and more), manufacturers have chosen two solutions:
1. Use the vehicle’s built-in charger, designed to charge from 3 to 43 kW at 230 V single-phase or 400 V three-phase.
2. Use an external charger, which converts AC current into DC current and charges the vehicle at 50 kW (e.g. Nissan Leaf) or more (e.g. 120-135 kW Tesla Model S).
Mode 1: Domestic socket and extension cord. The vehicle is connected to the power grid through standard socket-outlets present in residences, which depending on the country are usually rated at around 10 A. You are merely connecting a car to the mains using a wire, with no method of controlling current/voltage drawn or utilizing any extra safety features. The the electrical installation must comply with the safety regulations and must have an earthing system, a circuit breaker to protect against overload and an earth leakage protection. This is nowadays very rarely used option.
Mode 2: Domestic socket and cable with a protection device. Mode 2 cables build upon Mode 1 to provide more safety and control. The vehicle is typically still connected to the main power grid via normal household socket-outlets. Charging can be done via a single-phase or three-phase network. A protection device is built into the cable. They feature some inline circuitry to help communicate with the car and dictate how much current is being pumped into the battery pack – they try to set charging current to match the capabilities of the car and the electrical outlet type used for charging. Typical protective functionality provided are ground fault protection, current sensors which monitor the power consumed (maintain the connection only if the demand is within a predetermined range) and additional physical “sensor wires” which provide a feedback signal (SAE J1772 and IEC 62196 schemes).
Mode 3: Specific socket on a dedicated circuit. The vehicle is connected directly to the electrical network via specific socket and plug and a dedicated circuit. A control and protection function is also installed permanently in the installation. Mode 3 is when things start to get clever, allowing the car and charging point to talk to one another. What this means is that electric cars can instruct the charging point to turn off the power when the battery is fully charged and also allow the car to evaluate a charging point’s capacity – changing the speed with which the car will be charged. Typically, these are wall-box type units.
Electric Vehicle Charging – Part 1/2
Electric Vehicle Charging – Part 2/2
Cables and connectors for electronics vehicle charging can be confusing. There are many connector and cable types. Electric car charging cables aren’t as simple as you may expect. Not only are there multiple types of plugs and connectors but there are different modes of operation, too. Modes of operation are a little different to plug/connector design, as they affect what these are capable of. There is no set world-wide standard for all car makers to follow.
Charging cable and plug types article gives an overview of all relevant charging cable and plug types for electric mobility. Using the right combination of cables for your EV is needed to charge it properly and quickly.
Put simply, an electric car charging cable is made up of three parts: a connector which plugs into your car, a length of wire and another plug which connects into a power source. That’s applies to most of the charging cable except type 2. Those wire only cables do without any electronics or rely on larger electronics at both ends of the cable, such as a wall-box.
There are two types of charging cables for electric cars: The mode 2 charging cable and the mode 3 charging cable. The mode 2 charging cable that fits into any standard domestic socket. The mode 3 charging cable is the connection cable between the electric car and the charging station.
The mode 2 charging cable is on that is the one that usually delivered with the vehicle ex works and fits into any standard domestic socket.
Mode 2 charging uses a cable that has circuitry in between both ends of the cable. Communication between the charging connection and the electric car takes place via a box which, which acts as intermediary between the vehicle and the connection plug (ICCB, in-cable control box). In case of charging from normal mains plug, the box on the type 2 cable tells the car how much current it can take from the mains outlet and tries to disconnect mains power to car if something seems to be going wrong.
Having many types of different connectors in electrical vehicles can be a problem for users. The EU realiszed this and back in 2014 brought into effect legislation that stated all new plug-in vehicles and charging points must include a ‘Type 2′ charging connector. The IEC 62196 Type 2 connector (commonly referred to as mennekes) is used for charging electric cars within Europe. The connector is circular in shape, with a flattened top edge and originally specified for charging battery electric vehicles at 3–50 kilowatts. Electric power is provided as single-phase or three-phase alternating current (AC), or direct current (DC).
The connector contains seven contact places: two small and five larger. Two small contacts are used for communications. Communication takes place over the signalling pins between the charger, cable, and vehicle to ensure that the highest common denominator of voltage and current is selected. The large pins are used for power and ground connections somewhat differently depending on the charging mode.
Types of Electric Car Charging Cables
Type 2 (Mode 3) cable explained
Charging Adapters
You might be interested to see what is inside those charging stations and charging cables. Here are videos to see what is inside different electrical car charging systems.
Inside an electric vehicle charger interface.
Delta Energy Systems 3.3kw Ev Charger teardown
eFIXX – Teardown – Whats inside a ROLEC Wallpod electric vehicle charger? (Rolec EV Charger)
Chinese Level 2 EV charger tear down
“Amazing-E EVSE” – Review and Look Inside
Aliexpress 32A (7kW) portable EV chargers ( EVSE ) Zencar, Khons
Ohme smart EV charging cable ( EVSE )
318 Comments
Tomi Engdahl says:
Tesla opens its EV connector design to other automakers
https://techcrunch.com/2022/11/11/tesla-opens-its-ev-connector-design-to-other-automakers/?tpcc=tcplusfacebook
Tesla is sharing its EV charging connector design in an effort to encourage network operators and automakers to adopt the technology and help make it the new standard in North America.
Tesla said in a blog post Friday that its design and specification files are available for download. The company said it is “actively working with relevant standards bodies to codify Tesla’s charging connector as a public standard.”
The charging connector in all Tesla vehicles offers AC charging and up to 1 MW DC charging. Its compact design and performance is considered superior to the Combined Charging System (CCS) connectors used by most EVs in North America.
Tesla claims that its charging connector and charge port — which it now calls the North American Charging Standard (NACS) — is the most common charging standard in North America. It’s a stat based on Tesla vehicle sales in North America and the number of chargers at its branded Supercharging stations. Tesla has nearly 1,500 Supercharger stations in the United States. Each station has an average of nine chargers.
https://www.tesla.com/blog/opening-north-american-charging-standard
https://www.tesla.com/support/charging-product-guides#NACS-resources
Tomi Engdahl says:
https://www.infineon.com/cms/en/product/promopages/podcast4engineers/#ev-charging
Tomi Engdahl says:
Reverse Engineering Reveals EV Charger Has A Sense Of Security
https://hackaday.com/2022/11/16/reverse-engineering-reveals-ev-charger-has-a-sense-of-security/
As more and more electric vehicles penetrate the market, there’s going to have to be a proportional rise in the number of charging stations that are built into parking garages, apartment complexes, and even private homes. And the more that happens, the more chargers we’re going to start seeing where security is at best an afterthought in their design.
But as this EV charger teardown and reverse engineering shows, it doesn’t necessarily have to be that way. The charger is a Zaptec Pro station that can do up to 22 kW, and the analysis was done by [Harrison Sand] and [Andreas Claesson]. These are just the kinds of chargers that will likely be widely installed over the next decade, and there’s surprisingly little to them. [Harrison] and [Andreas] found a pair of PCBs, one for the power electronics and one for the control circuits. The latter supports a number of connectivity options, like 4G, WiFi, and Bluetooth, plus some RFID and powerline communications. There are two microcontrollers, a PIC and an ARM Cortex-A7.
Reverse engineering an EV charger
Published date:11.11.2022
https://www.mnemonic.io/resources/blog/reverse-engineering-an-ev-charger/
We decided to look into one of the most prevalent chargers on Norwegian roads
This blog post walks through our efforts reverse engineering the Zaptec Pro charger, an electric vehicle charger found in many parking lots and apartment buildings around Norway.
The post shows how we went about testing the device, including some of our trials and errors during the process. By analyzing the device’s firmware, and compiling a custom bootloader, we were able to root the device and dig into how it works.
Although we found that security appears to have been considered at multiple steps along the way in developing the Zaptec Pro charger, the blog post also presents some potential improvement areas.
Tomi Engdahl says:
Shocker: EV charging infrastructure is seriously insecure https://www.theregister.com/2022/11/15/ev_charging_infrastructure_sandia/
“Can the grid be affected by electric vehicle charging equipment?
Absolutely,” said Sandia’s Brian Wright, a cybersecurity expert who worked on the project. “It is within the realm of what bad guys could and would do in the next 10 to 15 years. That’s why we need to get ahead of the curve in solving these issues,” Wright said.
Tomi Engdahl says:
Sähköauton pikalataus aurinkoenergialla
https://etn.fi/index.php/tekniset-artikkelit/14283-saehkoeauton-pikalataus-aurinkoenergialla
Tulevaisuudessa sähköautojen määrä kasvaa dramaattisesti ja niille pitää kehittää toimiva pikalatausjärjestelmä. Voisiko autoja pikaladata aurinkoenergialla?
Matkustajien ja tavaran kuljetus on käymässä läpi suurta muutosta sähköisten kulkuneuvojen yleistymisen vauhdittamana ja alan markkinoiden odotetaan jatkuvasti kasvavan. Kaikista myytävien kulkuneuvojen markkinoista sähköautot edustavat vielä kuitenkin varsin pientä osuutta. Arvion mukaan vuonna 2025 myydään kymmenisen miljoonaa sähköajoneuvoa ja että niiden osuus tulisi olemaan noin puolet markkinoista vuoteen 2050 mennessä.
Useimmat näistä ajoneuvoista ladataan, kun ne ovat yön yli pysäköityinä yhdistettynä oman parkkipaikan pistoketolppaan, jolloin lataus tapahtuu hitaasti. Osa ajoneuvoista voidaan ladata nopeasti tienvarren latauspisteissä, kun huoltoasemilla tapahtuva pikalataus yleistyy tulevaisuudessa.
Kun useita latauspisteitä toimii yhtä aikaa, sähköverkon kulutushuiput saattavat paikallisesti muodostua suuriksi. Tällöin paikalliset verkkohäiriöt ja kapasiteettikatkokset saattavat yleistyä, ellei siirtoverkkoihin ja voimalaitoksiin tehdä riittäviä – usein massiivisia – lisäinvestointeja. Tässä artikkelissa tarkastellaan sähköajoneuvojen lataamisen nykytilannetta ja pohditaan, miten tilanne tehontarpeen osalta kehittyy lähitulevaisuudessa. Lopuksi tuodaan esiin, miten tehontarpeen lisäys voidaan toteuttaa käytännöllisesti, kestävästi ja kaupallisesti järkevällä tavalla.
Sähköauton lataaminen nyt
Nykyisten vaihtovirtalatausjärjestelmien yleisissä ja yksityisissä jakeluasennuksissa jaettavan energian määrä vaihtelee. Tason 1 vaihtovirtalaturit toimivat 120 voltilla (enimmillään 2 kW) ja tason 2 laturit toimivat 240 voltilla jakaen enimmillään tehoa 20 kW. Molemmissa tapauksissa AC/DC-tehon muunnos suoritetaan ajoneuvoon asennetussa laturissa pistokeliittymän sijaan (erityisesti suojaus- ja veloitustoimintojen suorittamisen vuoksi). Kustannusten, koon ja painon asettamien rajoitusten vuoksi ajoneuvon kojelaudassa olevan laturin jakeluteho jää tavallisesti alle 20 kW:n.
Vaihtoehtoisesti jos käytetään tasavirtalatausta vaihtovirran sijaan lataus voi tapahtua suuremmilla tehotasoilla. Tason 3 tasavirtalaturit toimivat jopa 450 voltilla (jolloin jakeluteho enimmillään 150 kW) ja uusimmat superlaturit jopa 800 voltilla (tuottaen enimmillään 350 kW). Turvallisuussyistä ylin jännite on rajattu tuhanteen volttiin, silloin kun latauspistoke on yhdistetty ajoneuvoon. Tasavirtalatauksessa tehonmuunnos suoritetaan latausasemassa, joka yhdistetään suoraan auton akkuun. Tällöin ei tarvita ajoneuvon kojepaneelissa olevaa painoa lisäävää ja tilaa vievää laturia.
Aurinkoenergialla lisää tehoa
Helpompi ja taloudellisempi ratkaisu, jossa ei ole tarvetta asentaa uusia siirtolinjoja eikä suuria muuntajia, on käyttää paikallisesti toteutettavia uusiutuvan energian lähteitä kuten aurinko- ja tullisähköä osana tehontuottoa. Ne ovat luonteensa mukaisesti myös ainoastaan ajoittain hyödynnettävissä, mutta huolellisesti suunniteltuina niitä voidaan käyttää täyttämään sähköautojen lataamisen aiheuttamia ajoittaisen kysynnän huippuja sähkönsiirtoverkossa.
Nykyisin aurinkoenergian osuus maailmanlaajuisesta sähköntuotannosta on vielä alle viisi prosenttia, mutta sen osuuden odotetaan olevan kolmannes vuoteen 2050 mennessä. Aurinkoenergian osuuden kasvu vaikuttaa siihen, miten sähköä tullaan tuottamaan ja kuluttamaan – voimalaitosten sähköntuotantoa on hallittava siten, ettei sähkönsiirtoverkkoon syötetä liikaa sähköä ja että kuluttajat enenevässä määrin voisivat käyttää sähköä, joka on tuotettu heidän asuntojen yhteydessä olevilla paikallisilla aurinkoenergiajärjestelmillä. Tämä vaatii huolellista suunnittelua, että pystytään tasapainottamaan sähkönkulutusta keskitetyn sähkönsiirtoverkon ja paikallisen uusioenergiatuotannon syöttämän sähkön välillä, kun reagoidaan muuttuviin kulutustarpeisiin. Tässä esitetyssä esimerkissä latausasema on kytketty suoraan 500 kW tehoa syöttävään aurinkosähköjärjestelmään, jolloin yleisestä sähkönsiirtoverkosta tarvitaan vain 500 kW:n syöttöteho.
Energia talteen kulutusta tasaamaan
Usein väitetään, että aurinkosähköjärjestelmän tuottamaa sähköä käytettäessä suurimmat latausnopeudet ovat saatavissa ainoastaan päivän valoisana aikana, jolloin aurinko paistaa kirkkaimmillaan. Tämä väite ei kuitenkaan pidä aina paikkaansa. Järkevä ratkaisu saadaan aikaa energian varastointijärjestelmää (ESS, Energy Storage System) käyttämällä. Ne ovat sähköisiä vastineita kaasu- ja öljysäiliöille, joita käytetään monissa kotitalous- ja teollisuussovelluksissa. Kotitalouden sovelluksissa on varsin suoraviivaista kytkeä PV-invertteri varaavaan akkuun, joka latautuu auringon paistaessa päiväsaikaan ja jolla voidaan sitten yöaikaan ladata sähköauton akkua.
Tomi Engdahl says:
Here’s one unintended consequence of the transition to EVs: Multiple L2 chargers on one distribution transformer can reduce its life expectancy from 30 to 40 years to 3 years.
The EV Transition Explained: Can the Grid Cope? Palo Alto offers a glimpse at the challenges municipalities and utilities face
https://spectrum.ieee.org/the-ev-transition-explained-2658463709
There have been vigorous debates pro and con in the US and elsewhere over whether the electric grids can support EVs at scale. The answer is a nuanced “perhaps.” It depends on several factors, including the speed of grid component modernization, the volume of EV sales, where they occur and when, what kinds of EV charging are being done and when, regulator and political decisions, and critically, economics.
Palo Alto’s government has set a very aggressive Sustainability and Climate Action Plan with a goal of reducing its greenhouse gas emissions to 80 percent below the 1990 level by the year 2030. In comparison, the state’s goal is to achieve this amount by 2050. To realize this reduction, Palo Alto must have 80 percent of vehicles within the next eight years registered in (and commuting into) the city be EVs (around 100,000 total). The projected number of charging ports will need to grow to an estimated 6,000–12,000 public ports (some 300 being DC fast chargers) and 18,000–26,000 residential ports, with most of those being L2-type charging ports.
“There are places even today where we can’t even take one more heat pump without having to rebuild the portion of the system. Or we can’t even have one EV charger go in.” —Tomm Marshall
To meet Palo Alto’s 2030 emission reduction goals, the city, which owns and operates the electric utility, would like to increase significantly the amount of local renewable energy being used for electricity generation (think rooftop solar) including the ability to use EVs as distributed energy resources (vehicle-to-grid (V2G) connections). The city has provided incentives for the purchase of both EVs and charging ports, the installation of heat-pump water heaters, and the installation of solar and battery storage systems.
Peak loading is the primary concern. Palo Alto’s electrical distribution system was built for the electric loads of the 1950s and 1960s, when household heating, water and cooking were running mainly on natural gas. The distribution system does not have the capacity to support EVs and all electric appliances at scale, Marshall suggested. Further, the system was designed for one-way power, not for distributed renewable-energy devices sending power back into the system.
A big problem is the 3,150 distribution transformers in the city, Marshall indicated. A 2020 electrification impact study found that without improvements, more than 95 percent of residential transformers would be overloaded if Palo Alto hits its EV and electrical appliance targets by 2030.
Palo Alto’s electrical distribution system needs a complete upgrade to allow the utility to balance peak loads.
For instance, Marshal stated, it is not unusual for a 37.5 kVA transformer to support 15 households, as the distribution system was originally designed for each household to draw 2 kilowatts of power. Converting a gas appliance to a heat pump, for example, would draw 4 to 6 kW while an L2 charger for EVs would be 12 to 14 kW. A cluster of uncoordinated L2 charging could create an excessive peak load that would overload or blow out a transformer, especially when they are towards the end of their lives, which many already are. Without smart meters, i.e., Advanced Metering Infrastructure (AMI), which will be introduced into Palo Alto in 2024, the utility has little-to-no household peak load insights.
Palo Alto’s electrical distribution system needs a complete upgrade to allow the utility to balance peak loads, manage two-way power flows, allow the requisite number of EV charging ports and electric appliances to be installed to support the city’s emission reduction goals, as well as for power to be delivered in a safe, reliable, sustainable and cyber-secure manner. The system also must be able to cope in a multi-hour outage situation, where future electrical appliances and EV charging will commence all at once when power is restored, placing a heavy peak load on the distribution system.
Tomi Engdahl says:
800-Volt EV Charging: The Other Palliative for Range Anxiety Taking 18 minutes to charge to 80 percent makes top-up pit stops suddenly more palatable
https://spectrum.ieee.org/ev-charging-800-volt
The Hyundai Ioniq5 and Kia EV6 that I recently tested—a pair of wildly impressive, high-design EVs—take a different approach to solving range anxiety: an 800-volt battery architecture that delivers some of the fastest charging in the EV game, and unheard of at these price levels. These handsome crossover SUVs might not be able to cruise for 7 hours on the highway, like the 500-mile-range Lucid Air. But their ability to charge to 80 percent capacity in as little as 18 minutes shows how EVs might circumvent the problem of battery overkill and still be fully viable as interstate cruisers.
But overachieving charging may be this platform’s technical coup. The 800-volt architecture doubles Tesla’s 400 V, matches the six-figure Porsche Taycan, and is within sight of the Lucid’s industry-leading 900 V. That lets the Hyundai and Kia slurp electrons at up to a 270-kilowatt rate, when plugged into a 350-kW DC charger. These chargers are just finding their footing in the United States
For an Ioniq5 on these Frankenstein plugs, a 5-minute charging stop can add 109 kilometers (68 miles)—not on par with a gasoline fill-up, but eye-blink fast compared with EVs of just a few years ago.
Tomi Engdahl says:
https://hackaday.com/2022/11/28/ev-chargers-could-be-a-serious-target-for-hackers/
Tomi Engdahl says:
https://etn.fi/index.php/13-news/14322-onko-saehkoeauton-latausasema-tietoturvariski
Tomi Engdahl says:
Turvallisuus. Sähköauton lataus pysäköintihallissa.
https://evlataa.fi/turvallisuus-sahkoauton-lataus-pysakointihallissa/?fbclid=IwAR0c14BVZPrP_Cnk6gnQEVQSWogv68al1_PCD4nKOiUzsPxoNnkjjxqLNpo
Turvallisuusasiat sähköautojen latauspisteiden toteutuksessa erityisesti parkkihalleihin ovat itseisarvo, turvallisuudesta ei saa tinkiä, mutta lisäksi niillä on merkittävä vaikutus taloyhtiöiden päätöksenteossa. Monia taloyhtiön osakkaita mietityttää ja huolettaa turvallisuus perustelluista syistä, mutta olenpahan joskus kuullut niitäkin tarinoita, miten sähköautoja ylipäätään vastustavat jäärät käyttävät kokouksissa kovaäänisesti turvallisuusseikkoja vipuvartena hankkeen torppaamiseksi. Latausinfran hankkimista yhtiökokoukselle esittävän hallituksen on siis hyvä olla perillä keskeisistä turvallisuusasioista.
Mitkä seikat ovat sähköautojen latausjärjestelmien turvallisuuden taustalla?
Latausjärjestelmän kaapelointi
Rauhalanpuistoihin asennettiin latausjärjestelmän 22 kW valmiuden kaapelointeja varten uudet teräksiset kaapelihyllyt, joilla kaapelit lepäävät yhdessä rivissä. XCMK-HF 4×6+6 kaapelia voidaan silloin kuormittaa 32,76 Ampeerin verran.
Jos kaapelit olisivat tikashyllyllä nipussa muiden kaapeleiden kanssa, niin ko. kaapelilla ei onnistuisi edes 11 kW lataustehon edellyttämä kuormitus. Vastaavasti jos haluttaisiin 22 kW kuormitus nipussa muiden kaapeleiden kanssa, niin tulisi valita yli neljä kertaa suurempi johdinpoikkipinta-ala ja silloinkin jäisi vielä se ongelma, että hyllyillä jo valmiiksi olleiden kaapeleiden mitoituksessa ei olisi otettu huomioon myöhemmin lisättäviä latausjärjestelmän kaapeleita
Kaapeleiden tyyppi ja palokuorma
Vaikka pienjännitesähköasennusten standarditkin suosittelevat (eivät tosin vaadi) halogeenivapaita kaapeleita ainakin maanalaisiin pysäköintilaitoksiin näkee latausjärjestelmiä silti todella usein perinteisin MMJ- tai MCMK-kaapelein (paloluokka Eca) toteutettuna.
Rauhalanpuistoihin asennettiin halogeenivapaat Dca paloluokan kaapelit. Konkreettisin ero noiden kaapaleiden välillä on se, että Rauhalanpuistoihin asennetut kaapelit eivät sisällä PVC-tyyppistä muovia, josta vapautuu palotilanteessa todella sankka savu PVC:stä vapautuvien halogeenikaasujen vuoksi.
Latausjärjestelmää rakennettaessa pysäköintihallin kaapelimäärä yleensä vähintään tuplaantuu,
Hätä-seis-kytkennät
Hätä-seis-kytkennät voidaan mielestäni jakaa neljään eri käyttötarkoitukseen ja kohdekohtaisesti tulee harkita mitkä niistä otetaan käyttöön:
Savunpoistopuhallinten (ja joissain tapauksissa myös automaattisen sammutusjärjestelmän pumppujen) ”vuorottelu”
Manuaalinen hätä-seis-kytkin
Sähkölaitteiston selväpiirteisyys
Muut
Manuaalinen hätä-seis-kytkin
Tätä voisi kutsua myös palomiehen kytkimeksi. Ajatuksena on sijoittaa hätä-seiskytkin selkeään paikkaan palokunnan hyökkäystielle, parkkihallin ovelle ja/tai latauskeskuksen viereen siten, että kuka tahansa tilassa oleileva pystyy katkaisemaan sähköt koko latausjärjestelmästä tarvittaessa.
Pääasiallisena käyttötarkoituksena näen tällä kuitenkin sen, että varmistetaan pelastuslaitoksen turvallinen työskentely. On toki myös taloyhtiön etu, että mahdollinen sammutustyö alkaa tehokkaasti ja nopeasti, eikä siten, että pelastuslaitos joutuu miettimään sähköiskun vaaraa.
VNA 1434/2016 määrää olennaisissa turvallisuusvaatimuksissaan näin:
”Kohta 20 : Sähkölaitteiston on oltava rakenteeltaan niin selväpiirteinen, että sen käytössä ja huollossa ei synny väärinkäsityksistä johtuvia vaaratilanteita.”
Yksinkertaistettuna standardista poikkeaminen on sähkötöiden johtajan laatima asiakirja, jossa hän määrittelee vaaditun turvallisuustason saavuttamisen ilman ko. standardin apua.
Selväpiirteisyys on mielestäni niin subjektiivista, että siihen ei voi tässä tapauksessa turvautua, vaan mahdolliset vaaratilanteet tulee ehkäistä.
Se on toteutettu siten, että autohallin ryhmäkeskus on mukana hätä-seis-piirissä siten, että kun joku katkaisee sähköt autohallin ryhmäkeskukselta, niin katkeaa sähköt myös latausjärjestelmästä.
Eli, kun joku luulee katkaisseensa sähköt koko autohallista, on hän tosiasiassa myös katkaissut ne koko autohallista.
Tomi Engdahl says:
https://evlataa.fi/turvallisuus-sahkoauton-lataus-pysakointihallissa/?fbclid=IwAR0c14BVZPrP_Cnk6gnQEVQSWogv68al1_PCD4nKOiUzsPxoNnkjjxqLNpo
Latausasemat
Kohteessa on käytetty tunnetun ruotsalaisen valmistajan, Garon latausasemia. Latausasemissa on monta turvallisuutta huomioivaa tekijää kuten:
Integroitu 6 mA tasasähkövian suoja katkaisee kontaktin heti, jos autosta pääsisi verkkon päin tasavikavirtaa
Type-2 latausliitin takaa hyvän ja kestävän kontaktin
Latausasema käy lataamisen aikana ”keskustelua” auton kanssa ja katkaisee lataamisen heti, mikäli autossa tai latausasemassa ilmenisi jokin vika
Tomi Engdahl says:
Using the Modbus interface of an off-the-shelf commercial EV charger, Erich Styger aims to integrated it with Home Assistant and solar harvesting.
Erich Styger’s Modbus RTU Project Connects
https://www.hackster.io/news/erich-styger-s-modbus-rtu-project-connects-microcontrollers-to-electric-vehicle-charging-boxes-ce41d8f8cc9e
Microcontrollers to Electric Vehicle Charging Boxes
Using the Modbus interface of an off-the-shelf commercial EV charger, Styger aims to integrated it with Home Assistant and solar harvesting.
Tomi Engdahl says:
DC wallbox
https://www.infineon.com/cms/en/applications/industrial/fast-ev-charging/dc-wallbox/?utm_medium=paidsocial&utm_source=linkedin&utm_campaign=202212_glob_en_ipc_ipc.a.evc&utm_content=p2&utm_term=UnboxVideo_imgad&fbclid=IwAR0oNKW_bh5QD-XF0qO8WTKxO8U-O8Q1w-ECf6HyOR4dp5dDZB3Y4H7ROlw#!videos
There are currently more than 10 million electric vehicles (EV) on the road today with adoption steadily increasing as the technology becomes more affordable and convenient. Destination charging is the most important use case, as this is the form of charging most commonly used by electric vehicle users. DC wallbox technology will be the key element in the charging infrastructure, enabling faster and smarter charging.
The power and speed of DC charging – at home
The ability to charge at home is a critical selling point for EVs. Cost, availability, and easy installation are the key aspects of the users’ final decision. With the new DC wallbox technology, electric vehicles can be charged with a direct current (DC) with a power of up to 22 kW – that is more than twice as fast as using a typical wallbox that works with alternating current (AC). The DC-based wallbox technology transfers the electrical power directly to the traction battery via the standardized DC charging plug (as also used in fast and ultra-fast chargers). Unlike AC-based systems, electric vehicles are charged independently of their integrated on-board charger, so there is no limitation on charging speed and capacity as it is typically the case with AC charging infrastructure. Charging time can thus be significantly reduced.
Another important and innovative aspect of DC charging technology is the possibility of bidirectional power transfer. The power can flow in two directions to cover different use cases, such as bridging power shortages, as a buffer for the private households, or even reselling power to the grid with V2G (vehicle-to-grid) option in the future.
Tomi Engdahl says:
Tarkka mittari jopa 350 kilowatin latausasemille
https://etn.fi/index.php/13-news/14512-tarkka-mittari-jopa-350-kilowatin-latausasemille
Sveitsiläinen LEM kertoo saaneensa Pohjois-Amerikan markkinoille sertifioinnin sähköajoneuvojen nopeille latureille suunnitellulle DC-mittarille. Plug and play -tyyppinen ratkaisu mahdollistaa sähköajoneuvojen latauksen tarkan laskutuksen ja lyhentää uusien, nopeampien laturien markkinoilletuloaikaa.
Julkistettu kaksisuuntainen DCBM-mittari on suuri askel eteenpäin sähköautojen nopeiden laturien käyttöönoton edistämiseen Pohjois-Amerikassa. Sertifioinnin myötä valmistajat voivat nopeuttaa CTEP/NTEP-vaatimusten (Certified Test and Evaluation Professional / National Type Evaluation Program) mukaista DC-mittausvaatimusten sertifiointia.
Tomi Engdahl says:
atausasemien määrä kasvaa vauhdilla
https://etn.fi/index.php/13-news/14510-latausasemien-maeaerae-kasvaa-vauhdilla
Nettiin liitettyjen sähköautojen latausasemien määrä oli Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa nousi arviolta 3,3 miljoonaan vuonna 2021. Vuonna 2026 asemia on Berg Insightin arvion mukaan 18 miljoonaa kappaletta.
Verkkoon liitettyjen sähköautojen latausasemien markkinoilla on monia toimittajia. Latausasemille taustaohjelmistoalustoja tarjoavia yrityksiä ovat muun muassa latausasemien hallintaohjelmistojen toimittajat, laitteistotoimittajat sekä latauspisteoperaattorit (CPO).
Tomi Engdahl says:
https://etn.fi/index.php/13-news/14527-saehkoeauto-vie-voimansiirron-korkeampiin-jaennitteisiin
Tomi Engdahl says:
High-Efficiency Bidirectional Onboard Charger Targets V2G
Jan. 30, 2023
CEA and Renault Group are jointly developing a more compact charger claimed to reduce energy losses by 30% and recharge the vehicle’s battery faster. It also allows the connected vehicle to inject energy from the battery into the electrical network.
https://www.electronicdesign.com/markets/automotive/article/21259027/electronic-design-highefficiency-bidirectional-onboard-charger-targets-v2g?utm_source=EG+ED+Analog+%26+Power+Source&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230119072&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R
Tomi Engdahl says:
IoT Security
EV Charging Management System Vulnerabilities Allow Disruption, Energy Theft
https://www.securityweek.com/ev-charging-management-system-vulnerabilities-allow-disruption-energy-theft/
Vulnerabilities in electric vehicle charging management systems can be exploited for DoS attacks and to steal energy or sensitive information.
Researchers warn that many electric vehicle (EV) charging management systems are affected by vulnerabilities that could allow hackers to cause disruption, steal energy, or obtain driver information.
The vulnerabilities were discovered by researchers working for SaiFlow, an Israel-based company that specializes in protecting EV charging infrastructure and distributed energy resources.
The security holes are related to the communications between the charging system management service (CSMS) and the EV charge point (CP), specifically the use of the Open Charge Port Protocol (OCPP). The flaws have been confirmed to impact the CSMS offered by multiple vendors.
The problem is related to the use of WebSocket communications by the OCPP and how it mishandles multiple connections. The protocol does not know how to handle more than one CP connection at a time and attackers could abuse this by opening a new connection to the CSMS. Another issue is related to what SaiFlow describes as “weak OCPP authentication and chargers identities policy”.
By opening a new connection to the CSMS on behalf of a charge point, the attacker causes the original connection to be closed or to become nonfunctional.
According to SaiFlow, an attacker can exploit the weaknesses to launch a distributed denial-of-service (DDoS) attack that disrupts the electric vehicle supply equipment (EVSE) network. In addition, if an attacker can connect to the CSMS, they may be able to obtain drivers’ personal information, including payment card data, as well as other sensitive data, such as server credentials.
Tomi Engdahl says:
Muista sähköautoa ladatessa: Supersukopistorasia ei auta, jos pistotulppa on sekundaa
https://etn.fi/index.php/13-news/14546-muista-saehkoeautoa-ladatessa-supersukopistorasia-ei-auta-jos-pistotulppa-on-sekundaa
Sähköauton lataamiseen on suositeltavinta käyttää siihen tarkoitukseen suunniteltua, standardin IEC 61851-1 mukaista kiinteästi asennettua latausasemaa, jossa on sähköauton lataamiseen suunniteltu järeä pistorasia tai autoon sopivalla pistokkeella varustettu kiinteä kaapeli.
Markkinoilla on myös sukopistorasiaan eli tavalliseen maadoitettuun kotitalouspistorasiaan perustuvia latausasemia, joita voi asentaa esimerkiksi suoraan lämmitystolpan paikalle. Ratkaisu on toimiva etenkin taloyhtiöissä, joissa ei ole resursseja tai tarvetta suuritehoisemman latauksen toteuttamiselle. Sukopistorasian huono puoli on, että se mahdollistaa vain yksivaiheisen latauksen, korkeintaan 16 A virralla eli 3,7 kW teholla.
Tavallinen sukopistorasia kestää jatkuvassa käytössä noin 8 A latausvirran eli 1,8 kW lataustehon. Viime vuonna julkaistu uusi pistokytkinstandardi IEC 60884-1:2022 määrittelee vahvennetun pistokytkimen (engl. high-load (HL) plugs and socket-outlets), joka kestää jatkuvaa 16 ampeerin virtaa. Näitä arkikielessä ”super-sukoksi” nimitettyjä pistorasioita on ollut myynnissä jo ennen virallisen standardin valmistumista.
Latauspistorasiakeskustelussa huomio on kiinnittynyt pistorasioihin ja niiden kestävyyteen, vaikka pistotulppa on yhtä tärkeä osa kokonaisuutta, jota kutsutaan pistokytkimeksi. Latausjohtoja, joiden toisessa päässä on sukopistotulppa ja toisessa päässä autoon sopiva pistoke, koskee tuotestandardi IEC 62752. Johdossa on myös standardin vaatima suojalaiteyksikkö.
Osassa latausjohtoja pistotulppa on varustettu lämpötila-anturilla, jolloin suojalaiteyksikkö tarkkailee pistotulpan lämpötilaa ja rajoittaa latausvirtaa tai pysäyttää latauksen, mikäli pistotulppa kuumenee liikaa. Standardia uudistetaan parhaillaan, ja näillä näkymin pistotulpan lämpötila-anturointi on tulossa pakolliseksi vaatimukseksi tuotestandardiin.
Tapausesimerkki: pistorasia kestää, pistotulppa ei
Syyllinen ei kuitenkaan ollut väljä tai huono pistorasia: samassa pistorasiassa tunnetun valmistajan latausjohdon pistotulppa ei kuumentunut edes kädenlämpöiseksi, vaikka latausvirtana kokeiltiin 13 ampeeria usean tunnin ajan. Vika oli siis pistotulpassa.
Sulanut pistotulppa oli kotimaisesta verkkokaupasta tilattu, muttei tunnetun valmistajan valmistama.
Sähköauton latauslaitteiden palot harvinaisia
Suomessa on noin 50000 täyssähköhenkilöautoa ja yli 100000 ladattavaa hybridihenkilöautoa. Suuresta määrästä huolimatta lataamiseen liittyvät tulipalot ja palonalut ovat edelleen harvinaisia, vaikka pientä nousua on havaittavissa autojen yleistyessä.
Latausasemien ja -johtojen palojen lisäksi myös sähköautopalot ovat harvinaisia Suomessa: vuosittain on korkeintaan muutama yksittäinen tapaus. Kaiken kaikkiaan henkilöautopaloja on vuosittain toista tuhatta.
Pienelektroniikan litiumioniakkujen, kuten myös käytöstä poistettujen sähköautojen akkujen, aiheuttamia tulipaloja, palonalkuja ja vastaavia vaaratilanteita on merkittävästi enemmän.
Muistilista turvalliseen lataamiseen
Käytä ensisijaisesti kiinteästi asennettua latauslaitetta, jossa on joko tyypin 2 latauspistorasia tai kiinteä kaapeli latauspistokkeineen.
Toiseksi turvallisin vaihtoehto on voimavirtapistorasia. Voimavirtapistorasiat on suunniteltu kestämään jatkuvaa kuormitusta nimellisvirrallaan, eli 16 A voimavirtapistorasiasta voi ladata autoa 11 kW teholla.
Jos lataat suko- tai voimavirtapistorasiasta, suosi pistorasiaa joka on koteloitu, eikä suoraan kiinni palavaa materiaalia olevassa seinässä. Esimerkiksi autojen lämmitysrasiat on suunniteltu ja testattu jakokeskusstandardin tiukkojen syttyvyystestien mukaan.
Jos lataat sukopistorasiasta, suosi latausjohtoja, jonka pistotulppa on lämpötila-anturoitu. Uusien autojen mukana tulevat latausjohdot ovat yleensä tällaisia.
Pistorasian lisäksi palovaaran voi aiheuttaa myös huono liitos pistorasian syöttökaapelissa, tai kaapelin asentaminen määräystenvastaisesti lämpöeristeen sisään. Mitä vanhemmasta talosta on kysymys, sitä tarkemmin on syytä tutkia myös syöttävän asennuksen kunto. Tämä tulee jättää sähköalan ammattilaiselle.
Tomi Engdahl says:
Thinking Outside the Meter Box: Outdoor Consumer Units for EV Chargers
https://www.youtube.com/watch?v=et-duUyZP5Q
Should you install a consumer unit for an electric vehicle charger inside the customer’s electricity meter box? This is a common dilemma for EV charger installers. Regardless of your thoughts on this contentious issue, sometimes you have no choice; the space is already occupied with metering and DNO supply equipment. Introducing the new BG SyncEV charger circuit protection range. Designed to cope with the requirements of EV charger installations, the range includes a discrete outdoor-rated consumer unit.
00:00 IP65 outdoor consumer unit
00:31 NO to consumer units in meter boxes…
01:42 Plastic consumer unit in a GRP enclosure
02:06 BG Sync EV charger
02:36 Gasket
02:47 SPD as standard
03:11 Double pole RCBO (switched neutral)
04:03 EV Ultra cable
05:02 Entry to the meter box
06:00 Current transformer
06:26 D-Line clip
06:48 D-Line trunking
Tomi Engdahl says:
Zaptec Go EV charger – review
https://www.youtube.com/watch?v=g9ZLuRz06OM
Tomi Engdahl says:
Is Your EV Charging Station Safe? New Security Vulnerabilities Uncovered https://thehackernews.com/2023/02/is-your-ev-charging-station-safe-new.html
Two new security weaknesses discovered in several electric vehicle
(EV) charging systems could be exploited to remotely shut down charging stations and even expose them to data and energy theft. The findings, which come from Israel-based SaiFlow, once again demonstrate the potential risks facing the EV charging infrastructure.
Tomi Engdahl says:
https://evlataa.fi/alykas-latausjarjestelma-ilman-kuukausimaksuja/
Tomi Engdahl says:
High-Efficiency Bidirectional Onboard Charger Targets V2G
Jan. 30, 2023
CEA and Renault Group are jointly developing a more compact charger claimed to reduce energy losses by 30% and recharge the vehicle’s battery faster. It also allows the connected vehicle to inject energy from the battery into the electrical network.
Murray Slovick
https://www.electronicdesign.com/markets/automotive/article/21259027/electronic-design-highefficiency-bidirectional-onboard-charger-targets-v2g?utm_source=EG+ED+Auto+Electronics&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230208021&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R
Tomi Engdahl says:
Why the EV Era Hinges on High-Power Charging
Feb. 16, 2023
Delta-Q Technologies’ Mourad Chergui discusses how the company is making the shift to high-voltage EV batteries.
https://www.electronicdesign.com/technologies/power/video/21259863/electronic-design-why-the-ev-era-hinges-on-highpower-charging?utm_source=EG+ED+Analog+%26+Power+Source&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230208018&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R
Tomi Engdahl says:
Why the EV Era Hinges on High-Power Charging
Feb. 16, 2023
Delta-Q Technologies’ Mourad Chergui discusses how the company is making the shift to high-voltage EV batteries.
https://www.electronicdesign.com/technologies/power/video/21259863/electronic-design-why-the-ev-era-hinges-on-highpower-charging?utm_source=EG+ED+Auto+Electronics&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230216068&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R
Tomi Engdahl says:
Taking More Steps Toward Adopting 800-V Systems for EVs
Feb. 16, 2023
Due to their efficiency and faster charging benefits, 800-V systems are on the fast track to being incorporated in the latest electric-vehicle designs. This article highlights two of the latest examples.
https://www.electronicdesign.com/markets/automotive/article/21260201/electronic-design-taking-more-steps-toward-adopting-800v-systems-for-evs?utm_source=EG+ED+Auto+Electronics&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230216067&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R
Tomi Engdahl says:
Robottiautot kuluttavat lopulta yhtä paljon sähköä kuin datakeskukset
https://etn.fi/index.php/13-news/14660-robottiautot-kuluttavat-lopulta-yhtae-paljon-saehkoeae-kuin-datakeskukset
SAE-luokituksessa tason 4 ja 5 autonomiset ajoneuvot ovat jo sellaisia, joissa ei tarvita ihmiskuskia. Tämä automaatio edellyttää kuitenkin melkoisesti laskentakykyä. Massachusetts Institute of Technologyn tutkijat ovat arvioineet, että lopulta robottiautot kuluttavat yhtä paljon sähköä kuin maailman datakeskukset.
Arvio on hätkähdyttävä. Vuonna 2018 datakeskusten yhteenlaskettu energiankulutus oli 205 terawattituntia eli yksi prosentti maailman energiankulutuksesta. Maailman kasvihuonepäästöistä datakeskusten syyksi luettiin 0,3 prosenttia.
MIT:n artikkelissa esitetään erilaisia robottiautoskenaarioita. Jos robottiauto ajaa tunnin päivässä ja päättelee 60 kertaa sekunnissa 10 kameran signaalin perusteella, tämä tarkoittaisi 21,6 miljoonaa päättelyä päivässä. Jos robottiautoja on maailmassa miljardi kappaletta, tämä tarkoittaisi 21,6 kvadriljoonaa päättelyä globaalisti joka päivä (kvadriljoona on miljoona miljoonaa miljoonaa miljoonaa!).
Kun robottiautojen prosessorijärjestelmät yltävät nyt noin 1-2 biljoonaan operaatioon sekunnissa wattia kohti, puhutaan noin kilowatin tehonkulutuksesta. Miljardi robottiautoa kuluttaisi saman verran sähköä kuin tämän hetken datakeskukset.
Entäpä, jos robottiautoja onkin kaksi tai kolme miljardia? Onneksi autojen prosessorien laskentakyky kaksinkertaistuu 2,8 vuoden välein, mikä myös laskee niiden suhteellista tehonkulutusta. Ja robottiautoilun päästöjä.
Tomi Engdahl says:
Sovellus lataa sähköauton automaattisesti halvimmalla sähkönhinnalla
https://etn.fi/index.php/new-products/14658-sovellus-lataa-saehkoeauton-automaattisesti-halvimmalla-saehkoenhinnalla
Sähkönkäyttäjille on tarjolla uusi mobiilisovellus, joka sähkön hintojen, kulutustietojen ja kustannusten sekä laskujen raportoinnin lisäksi ohjaa sähköauton latauksen automaattisesti halvimpiin aikoihin. Nordic Green Energy -sähköyhtiön lanseeraama uusi sovellus tarjoaa yhtiön asiakkaille todella monipuoliset mahdollisuudet sähkönkulutuksen tarkkailemiseen ja säästämiseen.
Erityisen hyödyllinen ominaisuus on mahdollisuus ohjata sähköauton lataus automaattisesti halvimmille tunneille. Sähkön pörssihinnan vaihdellessa merkittävästi eri vuorokaudenaikoina säästöt ovat huomattavat.
Norjassa sovelluksella on noin 400 000 käyttäjää. Sovelluksen käyttäjät ovat säästäneet sähkökustannuksissaan keskimäärin noin 140 euroa vuodessa. Mikäli sovelluksen käyttäjällä on useita kiinteistöjä, kuten kesämökki, jossa on Nordic Green Energyn sähkösopimus, sovellus pystyy näyttämään kaikkien kiinteistöjen tiedot.
Nordic Green Energy Suomi -mobiilisovellus hakee sähkön hinnan ja hintaennusteet Nord Pool -sähköpörssistä. Älykäs sähköauton lataus toimii useimmilla kotilatureilla ja automerkeillä
Sähköauton älylataus -toiminto on maksuton 30.9.2023 asti. Sen jälkeen palvelun hinta on 3,49 €/kk
Tomi Engdahl says:
Lataa langattomasti 500 kilowatin teholla
https://etn.fi/index.php/13-news/14675-lataa-langattomasti-500-kilowatin-teholla
Göteborgilaisen Chalmersin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet induktioteknologian, joka mahdollistaa akun lataamisen langattomasti ilman ihmisen tai robottikäden apua. Tekniikka on myös niin valmis, että se voidaan pian esitellä teollisuudelle. Kahden neliömetrin alueella tehoa saadaan 500 kilowatin verran.
Langaton lataaminen on vuosikymmeniä vanha tekniikka. Viime vuosina matkapuhelimet ja muu kannettava elektroniikka ovat omaksuneet teknologian. Mutta sähköajoneuvon akkujen lataamiseen tarvittaviin suuriin tehoihin langaton vaihtoehto on toistaiseksi näyttänyt liian monimutkaiselta ja tehottomalta.
Nyt induktiolla lataaminen näyttää kuitenkin olevan läpimurron edessä jopa akkuajoneuvoissa – ennen kaikkea silloin, kun latausta on tehtävä usein ja missä ympäristö vaatii. Tämä tarkoittaa esimerkiksi kaupunkien julkista liikennettä.
Tämä tarkoittaisi sitä, että kaupungeissa, kuten Göteborgissa ja Tukholmassa, säännöllisessä vesiliikenteessä kulkevat sähkölautat eivät tarvitse ihmisen tai robottikäden apua akkujen lataamiseen. Sama koskee teollisuudessa, kaivosteollisuudessa ja maataloudessa käytettäviä kaupunkibusseja tai kuljettamattomia sähköajoneuvoja.
Tomi Engdahl says:
https://etn.fi/index.php/13-news/14723-saehkoeauton-lataaminen-kotona-on-edelleen-turvallista
Tomi Engdahl says:
https://www.uusiteknologia.fi/2023/03/20/sahkoauton-latauksen-maksaminen-hankalaa/
Tomi Engdahl says:
Tuhansiin ei-asuinkäytössä oleviin rakennuksiin pitää pian asentaa sähköautolaturi – näin tarkistat
https://www.is.fi/autot/art-2000009474911.html
Traficom on julkaissut palvelun jonka avulla voit tarkistaa, koskeeko asennusvelvoite myös juuri sinun omistamaasi rakennusta.
Rakennukseen, joka ei ole asuinkäytössä, ja jonka yhteydessä on yli 20 pysäköintipaikkaa joko rakennuksen sisällä tai samalla kiinteistöllä, pitää asentaa sähköauton latauspiste viimeistään 31.joulukuuta 2024.
Kyseisen latauspisteen on oltava vähintään 3,7 kW:n tehoinen ja tarkoitettu sähköautojen latausta varten, ja sen tulee olla varustettu joko Type 2 ja/tai CCS- tyypin liittimellä.
– Tämä kyseinen määräaika ei siis koske asuinrakennuksia. Vaatimus ei liioin koske sellaisia rakennuksia, joissa ei käytetä energiaa sisäilmaston ylläpitämiseen. Esimerkiksi ilman lämmitystä oleviin pysäköintitaloihin tai varastoihin ei tarvitse latauspistettä asentaa. Latauslaista tulee myös vaatimuksia muun muassa uusille ja laajamittaisesti korjattaville asuinrakennuksille ja pysäköintitaloille, joten nämä vaatimukset kannattaa tarkistaa kuntien rakennusvalvonnasta,
Jos vaatimuksen ehdot täyttyvät, rakennuksen omistajan on huolehdittava, että rakennuksen yhteyteen on asennettuna vähintään yksi sähköauton latauspiste.
Latauspiste voidaan asentaa mille tahansa kiinteistöllä sijaitsevalle pysäköintipaikalle.
– Jos pysäköintipaikalla on jo ennestään jakeluinfralain mukainen julkinen latauspiste, riittää se täyttämään myös latauslain velvoitteen.
Tomi Engdahl says:
https://www.virta.global/fi/blogi/latausstandardit
https://plugit.fi/artikkelit/latauspistoketyypit-sahkoautoille/
Tomi Engdahl says:
https://www.electronicdesign.com/technologies/power/article/21262387/keysight-technologies-determining-ac-power-requirements-for-battery-testers?utm_source=EG+ED+Analog+%26+Power+Source&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230316024&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R
Tomi Engdahl says:
Suomalainen Virta valtaa Euroopan latausmarkkinat
https://etn.fi/index.php/13-news/14887-suomalainen-virta-valtaa-euroopan-latausmarkkinat
Suomalainen Virta on saanut uuden 85 miljoonan euron kasvurahoituksen. Rahoituksen avulla Virta pyrkii kasvattamaan alustansa kautta tehtävien lataustapahtumien määrän yli viisinkertaiseksi Euroopassa ja Aasian ja Tyynenmeren alueella vuoteen 2025 mennessä.
Toimitusjohtaja Jussi Palolan mukaan Virralla on tällä hetkellä yksi alan parhaista alustapatenttien portfolioista, joka keskittyy energiateknologioihin, kuten ajoneuvojen verkkoon kytkemiseen (V2G), autonomisiin ajoneuvojen latauksiin ja monimutkaisten miljardiluokan verkkotoimintojen operointiin. – Uuden rahoituksen myötä olemme nyt valmiita ottamaan globaalisti johtoasemaa kaupallisen tason käytännön ratkaisuiden tarjoamisessa sähköajoneuvojen kytkemiseen olennaiseksi osaksi energiajoustomarkkinoita, Palola hehkuttaa.
Tomi Engdahl says:
Pyörille nostetut akkupaketit laajentavat energiaverkkoja
https://www.uusiteknologia.fi/2023/04/25/pyorille-nostetut-akkupaketit-laajentavat-energiaverkkoja/
Sähköajoneuvojen latausalustoja operoiva Virta on saanut 85 miljoonan euron kasvurahoituksen, jonka avulla yritys aikoo kasvattaa edelleen rooliaan energiajoustomarkkinoilla ja vauhdittaa latausalustansa myyntiä erityisesti Euroopassa sekä Aasian ja Tyynenmeren alueella. Pääosasijoittajien ja energiayhtiöiden lisäksi mukana on Business Finlandin innovaatiorahasto.
Uudenlaiset sähköajoneuvot ovat käytännössä isoja pyörillä kulkevia akkuja ja tämän akkukapasiteetin liittäminen energiajärjestelmään ja lataustapahtumien reaaliaikainen mukauttaminen (kysyntäjousto) nähdään suurena mahdollisuutena suuriin säästöihin. Samalla kun energiajärjestelmän huoltovarmuus paranee ja sähkön kustannukset kuluttajalle saadaan laskemaan.
Tomi Engdahl says:
https://etn.fi/index.php/13-news/14915-saehkoeautojen-latauslaitemyynti-romahti
Tomi Engdahl says:
Latauslaitebisneksessä on tapahtunut merkittävä käänne – ”Taloyhtiöissä on saatu tuta” https://www.is.fi/autot/art-2000009563434.html
Muun muassa taloyhtiöiden ja pienkiinteistöjen ylläpitämä laturikauppa on tilastojen valossa hiljentynyt reippaasti.
SÄHKÖAUTOJEN latauslaitteiden myynti on hiljentynyt alkuvuodesta rajusti 2023, kertoo Sähköteknisen kaupan liitto STK ry.
Käytännössä kiinteistöihin asennettavia sähköauton peruslatauslaitteita myytiin vuoden ensimmäisellä neljänneksellä 4 080 kappaletta, mikä on peräti 46 prosenttia vähemmän kuin vuotta aiemmin samalla ajanjaksolla.
Tilasto kertoo, että peruslatauksen pienin teholuokka 3,7 kW hupeni eniten, ja 22 kW-tehoisiakin myytiin reilut 50 prosenttia vähemmän kuin viime vuoden alussa.
Moniin suomalaiskiinteistöihin hyvin sopivan 11 kW lataustehon laitteiden myyntimäärä sentään kasvoi 1,57 prosenttia ensimmäisellä kvartaalilla.
– Taloyhtiöissä on saatu tuta korkojen, energian hinnan ja urakointihintojen nousu. En ihmettele, jos vastikkeita hillitsevät energiatehokkuusinvestoinnit tuntuvat nyt ensisijaisilta verrattuna siihen, että panostetaan asukkaiden arkea helpottaviin latauspisteisiin
Tomi Engdahl says:
https://www.uusiteknologia.fi/2023/05/02/muutoksia-elektroniikan-komponenttikauppaan/
Tomi Engdahl says:
https://www.uusiteknologia.fi/2023/05/08/latauslaitteisiin-v2g-energiamittari/
Tomi Engdahl says:
https://www.electronicdesign.com/resources/products-of-the-week/media-gallery/21264442/electronic-design-products-of-the-week-commonmode-chokes-for-evs-led-driver-ics-for-large-displays?id=21264442&slide=1
Common-Mode Chokes Eye EV Chargers Up to 30 kW
When building residential electric-vehicle (EV) charging stations, it’s vital to be able to identify potential electromagnetic-compatibility (EMC) challenges so that engineers can deal with them as early as possible in the design process.
To minimize electromagnetic interference (EMI) and filter out noise, Schaffner rolled out its new RV series of common-mode chokes for residential EV charging stations of up to 30 kW. With rated currents from 16 to 50 A per phase at temperatures of 60°C, the high-power chokes are designed to meet UL/IEC 60938-1/-2 and UL 1446 standards. They also have rated common-mode inductance levels of 0.1 to 7.2 mH.
The RV Series offers the choice between ferrite (RV8140 and RV8540) and nanocrystalline (RV8141 and RV8541) core technology. Each current rating comes with eight different performance and footprint options: half designed for vertical (RV8540) and the rest for horizontal (RV8140) mounting. Other features include low magnetic leakage flux, improved winding insulation, and low parasitic capacitance.
The new chokes have four windings that can be used on the ac or dc side of a residential wall box charging unit. On the grid side, the four lines can be installed as three phases and neutral. On the EV side, two windings of the choke are connected in series, offering very high attenuation and protecting the EV from electrical disturbances and noise.
Tomi Engdahl says:
SiC-suojaus katkaisee latauksen vikavirran mikrosekunneissa
https://etn.fi/index.php/13-news/14948-sic-suojaus-katkaisee-latauksen-vikavirran-mikrosekunneissa
Jos sähköauton latauksessa taahtuu jokin odottamaton vika, järjestelmään saattaa htiä kymmenien kiloampeerien ylikuorma. PCIM Europessa Microchip Technology esittelee SiC- eli piikarbidipohjaista ratkaisua, joka pystyy havaitsemaan ja katkaisemaan vikavirrat mikrosekunneissa, 100–500 kertaa nopeammin kuin perinteiset mekaaniset lähestymistavat.
Nopea vasteaika vähentää oleellisesti huippuoikosulkuvirtoja kymmenistä kiloampeereista satoihin ampeeriin, mikä voi estää vikatapahtuman johtamisen katastrofiin. Nürnbergissä Microchip esittelee E-Fuse-ratkaisua 400–800 voltin akkujärjestelmille.
E-Fuse-esittelyn nollattavalla ominaisuudella suunnittelijat voivat helposti pakata E-sulakkeen ajoneuvoon ilman suunnittelun huollettavuutta koskevia rajoituksia. Tämä vähentää suunnittelun monimutkaisuutta ja mahdollistaa joustavan ajoneuvopakkauksen parantamaan sekä täyssähköisten että hybridiautojen virranjakelua.
OEM-valmistajat voivat nopeuttaa SiC-pohjaisten apusovellusten kehitystä E-Fuse-esittelysovelluksella sisäänrakennetun Local Interconnect Network (LIN) -tietoliikennerajapinnan ansiosta. LIN-liitäntä mahdollistaa ylivirtalaukaisun ominaisuuksien konfiguroinnin ilman laitteistokomponenttien muuntamista, ja se raportoi myös diagnostiikan tilan.
E-Fuse-suojaus Microchipin SiC MOSFET -teknologiaa ja PIC-mikro-ohjainten oheislaitteista riippumatonta CIP-toimintaa (Core Independent Peripherals). Ratkaisussa mukana olevat komponentit ovat autokäyttöön tarkoitettuja
EFuse-ratkaisuja voidaan suunnitella Microchipin MPLAB X -kehitysympäristössä. LIN Serial Analyzer -kehitystyökalun avulla asiakkaat voivat helposti lähettää ja vastaanottaa sarjaviestejä PC:ltä E-Fuse -demokortille.
Tomi Engdahl says:
https://etn.fi/index.php/13-news/14978-kempower-nostaa-lataustehoa-piikarbidilla
Tomi Engdahl says:
Top 3 design considerations for EV charging
https://e2e.ti.com/blogs_/b/behind_the_wheel/posts/top-3-design-considerations-for-ev-charging-1232415885?HQS=null-null-ese-ese_gen_charging-agg-ta-electronicdesign_04-wwe_int&DCM=yes&dclid=CO6creyvjf8CFaQQ5godisMJ5Q
Available for both commercial and residential use, a typical electric vehicle (EV) charging station design includes energy metering, AC and DC residual current detection, isolation for safety compliance, relays and contactors with drive, two-way communication, and service and user interfaces. While the goal of a charging station is to efficiently transfer power to a vehicle, implementing that power transfer is just the beginning of its role.
By 2030, an estimated 20 million public EV charging stations will connect to the grid, with residential charging stations expected to scale significantly to parallel the demand, according to recent reports from IHS Markit. An EV charging station design includes unique challenges. Electric vehicle supply equipment (EVSE) must incorporate communication, safety and security, while providing an easy upgrade path in order to accommodate the future of grid integration. In this article, I’ll briefly introduce three design considerations used in a scalable hardware and software demo using TI’s SitaraTm AM625 processor for a Level 2 AC EV charging station.
Tomi Engdahl says:
5 things you should know about V2G
https://news.ti.com/blog/2022/11/08/5-things-you-should-know-about-v2g?HQS=null-null-ese-ese_gen_v2g-agg-blog-electronicdesign_04-wwe_int&DCM=yes&dclid=CJ3V3-ivjf8CFQlJHgIdTpwCTg
As rising demands are pushing electric grids to their limits, vehicle-to-grid (V2G) bidirectional charging can help smooth out peak capacity
Electric vehicles (EVs) may provide a powerful jolt to supply sustainable power to our electric grids.
Through vehicle-to-grid (V2G) technology, battery power from EVs can be harnessed to power homes or share stored energy with electric grids as demand rises. Semiconductor technology will be essential in the V2G rollout, driving electrification forward with new charging and battery-storage solutions.
V2G can ease the strain on aging electric grids
“The problem is not the grid’s overall capacity. The challenge is the grid’s peak capacity. Spikes in demand are getting higher and coming more often as we grow more reliant on power. V2G semiconductor technology could help smooth out these peaks, which can mean less frequent outages and lower overall cost of energy. A key part of this is providing people with smart technologies that can make it easy for them to know the optimal time to charge their EVs. So long as they are not all charging at the same time, like in the evening when they come home from work, the grid will be able to cope.”
- Henrik Mannesson, general manager for grid infrastructure
Vehicle-to-grid (V2G) and vehicle-to-home (V2H) enabled EV charging stations
https://www.ti.com/video/6315182722112?HQS=null-null-ese-ese_gen_ev-agg-v-electronicdesign_04-wwe_int&DCM=yes&dclid=CLaj3Oqvjf8CFfgIogMdqnYNyQ
This demo demonstrates three electric vehicle supply equipment (EVSE) communicating ISO15118 data to a centralized gateway and displaying each chargers charging status via a tablet GUI. Each EVSE will demonstrate one of the following wireless communication protocols:
Wi-Fi
Sub-1 GHz
Matter
Tomi Engdahl says:
Designing Smart, Bidirectional Onboard Chargers for V2X-Enabled EVs
May 30, 2023
What are the basic principles involved with adding bidirectional capability to EV onboard chargers and the unique capabilities (V2G, V2H, V2V, etc…) they make possible?
https://www.electronicdesign.com/technologies/power/article/21266906/electronic-design-designing-smart-bidirectional-onboard-chargers-for-v2xenabled-evs?utm_source=EG+ED+Analog+%26+Power+Source&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230525025&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R
Tomi Engdahl says:
Level 1 chargers supply power from a single-phase 120/230-V ac line and can provide a maximum charging power of roughly 7kW.
Level 2 chargers draw their power from a three-phase 208/230-V ac line and can charge the EV’s batteries at typical rates of up to 22 kW, and, in some cases, as high as 44 kW.
Level 3 chargers, also known as dc fast chargers (DCFCs) or superchargers, can charge batteries with dc voltages of up to 600 V at rates of up to 400 A. To do this, they bypass the OBC to feed the battery directly. Thus, they won’t be discussed in this article.
Tomi Engdahl says:
https://www.electronicdesign.com/technologies/power/article/21266906/electronic-design-designing-smart-bidirectional-onboard-chargers-for-v2xenabled-evs?utm_source=EG+ED+Analog+%26+Power+Source&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230525025&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R
Bidirectional OBCs
Once they enter mainstream production, 2D-OBCs should only add a small amount to an EV’s sticker price, but they add significantly to the value they offer to their owners. For example, EVs equipped with V2H capabilities could give consumers a very cost-effective alternative to so-called “power walls” used to provide electricity to solar-powered homes when the sun isn’t shining. A typical EV has a battery capacity of 60 kWh, roughly 6X larger than a typical home battery bank (10 kWh, cost: $8K-$12K), and around 3X more energy than an average household consumes in a day.
Consumers also stand to benefit from an EV’s V2G capabilities, regardless of whether they have solar, by selling access to a specified percentage of their battery’s capacity to their electric utility. At its simplest, the utility would pay EV owners to use thousands of vehicles distributed across the grid to help meet peak load demands that exceed their generating capacity.
In addition, EVs equipped with 2D-OBCs could also generate revenue for their owners by serving as distributed regulation nodes. In this mode, the EV’s PFC and filtering electronics would provide frequency and voltage regulation, which balances the supply and demand for active power and reactive power, as well as help reduce grid current harmonics.
The functional requirements for these, and other V2G functions, are defined by the standard ISO 15118:2 that includes ac and dc bidirectional charging, and smart functions for payments both to and from the energy supplier. It also involves the standards that define communication between an EV and a bidirectional charger.
Tomi Engdahl says:
SiC Fits into the Future of Renewable Energy, DC Fast Chargers
June 7, 2023
Agreements are in place for onsemi to supply its SiC MOSFETs and other power devices to energy-infrastructure OEMs.
https://www.electronicdesign.com/technologies/power/article/21267443/electronic-design-sic-fits-into-the-future-of-renewable-energy-dc-fast-chargers?utm_source=EG+ED+Analog+%26+Power+Source&utm_medium=email&utm_campaign=CPS230601109&o_eid=7211D2691390C9R&rdx.identpull=omeda|7211D2691390C9R&oly_enc_id=7211D2691390C9R