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O que são os modos de carregamento dos EV’s e Plug-In’s?

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Alexandre Moleiro Posted: 25 Aug 2011 9:23

Ouvi falar de modo 1 e modo 3? O que são? Que implicações têm na prática?

 

A IEC 62196 é uma norma internacional que define os modos de carregamento de veículos eléctricos através de cabos eléctricos. (fica excluído o carregamento wireless).

Esta norma aplica-se para sistemas que não excedam os 690VAC ou 600VDC e baseia-se na parte 1 da norma IEC 61851.

São então definidos 4 modos de carregamento:

 

Modo 1: Carga lenta a partir de uma tomada normalizada

Modo 2: Carga lenta a partir de uma tomada normalizada com dispositivo de protecção no próprio cabo

Modo 3: Carga lenta ou rápida utilizando uma tomada própria para EV's com funções de controlo e protecção

Modo 4: Carga rápida DC

 

Modo 1

O modo 1 refere-se à ligação de um EV à rede eléctrica utilizando tomadas domésticas normalizadas não excedendo 16A nem 250VAC monofásicos ou 480VAC trifásicos. São utilizados os pinos de fases, neutro e terra.

No modo 1 não há comunicação entre o EV e o posto de carregamento.

Vantagens: Simples, o posto de carregamento é apenas uma tomada

Desvantagens: Perigoso, o cabo de carregamento fica sempre com tensão no extremo que liga ao EV a partir do momento em que é ligado no posto de carregamento, além disso o veículo poderá não saber se está a ser carregado podendo o condutor arrancar com o cabo ligado se não houver algum interruptor mecânico no encaixe do EV

Indicações: Pela sua simplicidade é mais indicado para motos EV e pequenos veículos. Sendo económico pode ser usado em casa.

 

Modo 2

O modo 2 refere-se à ligação de um EV à rede eléctrica utilizando tomadas normalizadas não excedendo 32A nem 250VAC monofásicos ou 480VAC trifásicos.

A diferença para o modo 1 é que existe uma caixa/bloco de controlo no cabo entre a tomada da estação de carregamento e a ficha de ligação ao EV.

Além dos pinos de fases, neutro e terra é também utilizado um pino de controlo que permite transferir informaçãoentre o EV e a caixa/bloco de controlo. Desta forma só quando é estabelecida a comunicação entre o EV e a caixa de controlo é que são energizados os condutores, impedindo que se apanhem choques eléctricos na ficha que liga ao EV.

Além disso a caixa/bloco de controlo tem funções de protecção diferencial, cortando a alimentação caso detecte fugas à terra, prevenindo assim a ocorrência de choques eléctricos graves mesmo em caso de degradação do cabo ou entrada de água.

Os Prius PHEV que estiveram em teste em Portugal durante 2011 utilizavam o modo 2.

Vantagens: Relativamente Simples, o posto de carregamento pode ser uma tomada industrial normal. Relativamente seguro, entre a caixa de controlo e o EV existe protecção contra choques eléctricos e esquecimento de desligar o cabo do EV

Desvantagens: Limitado a 22kW o que fica um pouco curto para cargas rápidas. Relativamente seguro, entre o posto de carregamento e a caixa/bloco de controlo não existe protecção diferencial e desligamento automático da corrente caso o EV não seja detectado

Indicações: Permite cargas lentas e médias de EV's com um grau de segurança aceitável mantendo baixa a complexidade da estação de carregamento. Sendo económico pode ser usado em casa.

 

Modo 3

O modo 3 refere-se à ligação de um EV à rede eléctrica utilizando pontos de carregamento e tomadas específicas para EVs. É utilizado um sinal de controlo, através de um pino próprio, que permite ao EV dar indicação ao ponto de carregamento para iniciar, parar ou regular a carga.

Os conectores e cabos para modo 3 têm condutores e pinos específicos para o sinal de controlo fazendo com que a tomada no ponto de carregamento só fique energizada quando o EV der ordem para tal, melhorando bastante a segurança.

O modo 3 pode ser utilizado para carga lenta ou rápida, em AC ou DC. Para a carga rápida são necessários conectores específicos para EVs podendo a corrente de carga chegar aos 250A.

Para correntes acima de 32A é necessário que o EV comunique ao ponto de carregamento qual o tipo de carga solicitado.

Em Portugal a rede Mobi.E vai optar pelo modo 3 para todos os pontos de carregamento de automóveis.

Vantagens: Permite cargas rápidas. Muito seguro, só quando o EV comunica com o ponto de carregamento é que é ligada a energia.

Desvantagens: Complexo e mais caro. Obriga a haver alguma inteligência e electrónica de controlo no EV para comunicar com o ponto de carregamento.

Indicações: Permite cargas lentas e rápidas de EV's com um grau de segurança muito bom à custa do aumento da complexidade e custo da estação de carregamento. Poderá ser usado em casa para cargas lentas e também médias se houver potência disponível.

 

Modo 4

O modo 4 refere-se à ligação de um EV à rede eléctrica utilizando pontos de carregamento onde é efectuada logo a conversão para DC (corrente contínua) utilizando tomadas específicas para carga rápida DC de EVs.

É utilizado um sinal de controlo, através de um pino próprio, que permite ao EV dar indicação ao ponto de carregamento para iniciar, parar ou regular a carga.

Os conectores e cabos para modo 4 têm condutores e pinos específicos para o sinal de controlo fazendo com que a tomada no ponto de carregamento só fique energizada quando o EV der ordem para tal, melhorando bastante a segurança.

O modo 4 é utilizado carga rápida em DC com correntes que podem chegar aos 400A.

Vantagens: Permite cargas rápidas. Muito seguro, só quando o EV comunica com o ponto de carregamento é que é ligada a energia.

Desvantagens: Complexo e caro. Obriga a haver inteligência e electrónica de controlo no EV para comunicar com o ponto de carregamento e tomada/ficha preparada para carga rápida DC.

Indicações: Permite cargas rápidas de EV's com um grau de segurança muito bom à custa do aumento da complexidade e custo da estação de carregamento. Não se prevê que possa vir a ser usado em casa.

Alexandre Moleiro

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Excelente post Alexandre.

Creio que deveríamos discutir a carga do PHEV em Trifásico.

Quando ensaiei  o PHEV, notei  que vinha equipado com uma tomada monofásica.

O consumo era de 15-16 Amp. O que numa instalação típica de 20,7 KVA ,máximo para o doméstico, temos 30 Amp por fase, uma carga de 15 Amp desequilibra os consumos e sobrecarrega uma das fases.

A minha duvida é se o PHEV vem equipado para ligação a Trifásica através do adaptador . 

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José Magalhães:
Quando ensaiei  o PHEV, notei  que vinha equipado com uma tomada monofásica.

Que eu saiba continua a ser assim, por design, precisamente para ser possível de carregar em qualquer sítio.

Também ouvi dizer que o controlador incluído no cabo era inteligente, i.e. podias ligar a uma tomada de 10A que ele de alguma forma media a corrente máxima que podia puxar e não te fazia disparar o quadro nunca. Como é que ele pode/consegue fazer isso confesso que não sei nem consigo perceber. Embarrassed

José Magalhães:
numa instalação típica de 20,7 KVA ,máximo para o doméstico

Tu não digas isso nem a brincar! Quantas pessoas conheces tu com 20,7 KVA??? Eu que tenho muitas máquinas de potência, inclusive bomba de calor, forno eléctrico, placa indução, e sei lá mais o quê tudo grandes consumidores de corrente, tenho 13,8 KVA e já é um abuso!

Aliás cerca de 50% das instalações de microgeração são feitas com ligação de apenas 3,45 kW precisamente porque poucas são as pessoas que têm trifásica em casa, isso é menos de metade da população. Honestamente não conheço ninguém com 20,7 KVA... talvez tu amigo??? Confused

José Magalhães:
uma carga de 15 Amp desequilibra os consumos e sobrecarrega uma das fases

Depende. Penso que na maioria dos casos o carro vai ser carregado em horas de menor utilização, preferencialmente durante a noite, quando toda a gente dorme. Nesses casos é capaz de passar despercebida a carga do PHEV... Mas quanto a desequilibrar as fases, isso é problema da EDP, não???

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João Prates:

Tu não digas isso nem a brincar! Quantas pessoas conheces tu com 20,7 KVA??? Eu que tenho muitas máquinas de potência, inclusive bomba de calor, forno eléctrico, placa indução, e sei lá mais o quê tudo grandes consumidores de corrente, tenho 13,8 KVA e já é um abuso!

Com 13,8 KVA deves ter cerca de 20 Amp por fase o que quer dizer que uma das fases é praticamente para o carregamento.

Uma placa de indução consome em Booster cerca de 2200w ou seja 10 amp 2= 20 Amp, a 2º fase estará ocupada.

Se ligares o forno como mínimo outros 2200 W = 10 Amp + o Aquecimento, outros 2200 W = 20 Amp, a segunda fase estará também ocupada.

Resta a 3º fase para as Máquinas de lavar, 2200 W em aquecimento=10 Amp cada,  se ligares 2 = 20 Amp.

Falta a iluminação e diversos.

Quando for a tua casa tomar café, vou levar o café já quente não vá a tua "nespresso" rebentar com o quadroDevil

 

 

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Esta discussão tem mais a ver com o tópico Que tipo de fichas existem para carregar EV's e PlugIn's ?

O Prius Plug-In vem equipado com ficha do tipo SAE J1772, que só tem pinos para carga monofásica. Parece-me portanto que o carregador também será monofásico.

 

Para o carregar em trifásico penso que a melhor solução técnica seria conseguir ter acesso aos terminais da bateria e utilizar um carregador trifásico externo. A dúvida é se o software não iria dar erros...

Alexandre Moleiro

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