Memahami Empat Mode Pengisian Daya EV dalam IEC 61851: Panduan Lengkap

Menjelajahi IEC 61851: Empat Mode Kunci Pengisian Daya EV

Adopsi kendaraan listrik global bergantung pada standar internasional yang kuat yang memastikan keamanan, keandalan, dan interoperabilitas yang mulus. Standar IEC 61851, yang difokuskan pada sistem pengisian daya konduktif, mendefinisikan empat mode pengisian yang berbeda—1 hingga 4—yang masing-masing disesuaikan dengan kasus penggunaan dan persyaratan keamanan tertentu.

Dokumen IEC lain melengkapi kerangka kerja ini: IEC 62196 mencakup steker, kontak stopkontak, konektor kendaraan, dan inlet, sementara IEC 61980 mengatasi sistem transfer daya nirkabel (WPT). Bersama-sama, mereka membentuk ekosistem komprehensif untuk teknologi pengisian daya EV.

Jenis Koneksi Kabel

IEC 61851-1 mengklasifikasikan koneksi kabel ke dalam tiga kategori, diilustrasikan di bawah ini:

Tiga konfigurasi kabel pengisian daya EV utama. Gambar dengan kredit Universitas Zagreb.

• Kasus A – Kabel terpasang permanen pada EV, dapat dilepas di stasiun pengisian (EVSE). • Kasus B – Kabel dapat dilepas di kedua ujung. • Kasus C – Kabel terpasang permanen pada EVSE.

Mode Pengisian Daya EV 1

Mode 1 menghubungkan EV langsung ke kontak stopkontak rumah tangga. Ia mendukung arus maksimal 16 A, dengan batas tegangan 250 V untuk sistem satu fasa dan 480 V untuk sistem tiga fasa. Mode ini tidak memiliki komunikasi antara EV dan titik pengisian, dan sering kali dilarang atau dibatasi di banyak yurisdiksi.

Koneksi dasar EV ke kontak stopkontak rumah tangga. Gambar dengan kredit Universitas Zagreb.

Mode Pengisian Daya EV 2

Kontak stopkontak rumah tangga tidak dirancang untuk beban arus tinggi kontinu yang khas dari pengisian daya EV. Mode 2 memperkenalkan perangkat kontrol dan perlindungan dalam kabel (IC-CPD) yang mengelola fungsi keamanan seperti deteksi sambungan grounding, pengisian arus berlebihan, dan perlindungan suhu berlebihan. Ia mendukung arus maksimal 32 A dan batas tegangan yang sama dengan Mode 1, dan dapat digunakan dengan kontak stopkontak rumah tangga dan industri. Namun, banyak negara membatasi penggunaan publiknya.

Fitur keamanan kunci meliputi:

• Pemantauan kontinu sambungan grounding pelindung.
• Pemadaman otomatis arus berlebihan dan suhu berlebihan.
• Pemutusan fungsional oleh EVSE berdasarkan permintaan daya yang terdeteksi.

Kabel pengisian daya Mode 2 dengan IC-CPD. Gambar dimodifikasi oleh Universitas Zagreb dan Ali Bahrami.

Mode Pengisian Daya EV 3

Mode 3 menggunakan EVSE khusus dan charger papan untuk menyampaikan daya AC ke baterai. Ia menggabungkan protokol keamanan dan komunikasi komprehensif, memastikan EV dan EVSE sepenuhnya tersinkronisasi sebelum pengisian dimulai. Mode ini dapat menyediakan hingga 250 A pada sistem satu fasa 250 V atau tiga fasa 480 V, dan juga mendukung batas 32 A yang dikurangi untuk kompatibilitas dengan skenario Mode 2.

Semua tipe koneksi kabel (Kasus A, B, C) diizinkan, dengan Kasus B dan C diilustrasikan di bawah ini:

Kasus B dan C dalam Mode 3. Gambar dengan kredit Universitas Zagreb.

Sirkuit kontrol pilot—pusat komunikasi Mode 3—beroperasi sebagai berikut:

Sirkuit kontrol pilot Mode 3. Gambar dimodifikasi oleh Energies.

Sakteg S1, S2, dan S3 memodulasi tegangan pilot untuk menyalin status pengisian yang berbeda:

• Sebelum kabel terhubung: S2 dan S3 mati, S1 aktif → 12 V DC menunjukkan tidak ada koneksi.
• Setelah kabel terhubung: S3 menyala → 9 V menunjukkan kabel terpasang tetapi EVSE belum siap.
• EVSE siap: S1 ke osilator → PWM menunjukkan kesiapan.
• EV siap: S2 menyala → 6 V (atau 3 V dengan R3 = 270 Ω) menunjukkan kesiapan dan persyaratan ventilasi.
• Pembatalan pengisian: S2 mati → 9 V menunjukkan penghentian.

Mode Pengisian Daya EV 4

Mode 4 unik dalam menyampaikan daya DC tinggi langsung ke baterai, melewati charger papan. Ia dapat menyediakan hingga 600 V DC pada 400 A, yang menuntut komunikasi lanjutan dan mekanisme keamanan yang ketat. Hanya koneksi Kasus C—kabel yang terpasang permanen—yang diizinkan untuk mode ini.

Mode 4 dalam koneksi Kelas C. Gambar dengan kredit Ali Bahrami.

Kesimpulan

Standar IEC 61851 membedakan empat mode pengisian yang mencakup spektrum penuh pengisian daya konduktif EV—dari koneksi rumah tangga dasar hingga injeksi DC daya tinggi. Mode 1–3 menyampaikan daya AC ke charger papan kendaraan, sementara Mode 4 menyediakan DC langsung ke baterai. Sistem kontrol pilot yang canggih Mode 3 adalah contoh komitmen standar terhadap keamanan dan interoperabilitas.