Erfaringer med ladeanlegg for elbiler

Transkript

1 Erfaringer med ladeanlegg for elbiler AC-lading, inntil 22kW DEFA AS Egil Falch Piene, 16. januar 2019

2 Vår bakgrunn DEFA har levert utsyr til kjøretøybransjen siden 1960, og har siden da være verdens ledende produsent av varmende produkter til små og store biler. Vi lever alltid med risken for at feil kan oppstå. Risiko reduserer vi med å sette høye krav til konstruksjon og produksjon av produktene og vil systematisk lære av vår erfaring.

3 Elbilene De behøver ikke ekstra utstyr for varme seg opp, - de behøver bare strøm... Strømmen kommer aller helst via et dedikert og fast installert ladeanlegg % av energien som bilene kjører med, blir ladet i eller ved hjemmet...

4 Bransjemessig to markedssegment Hjemmelading ved enebolig eller privat garasje Utføres gjerne mindre installatørbedrifter Mange forespørsler og leveranser Kort tid på hver gjennomføring Sterk konkurranse, prispress Sjablong-dimensjonering (+/-) Klarer seg gjerne med håndskisser og Febdok-beregninger «Flerladeanlegg» - inkludert borettslag Til dels de samme installatørene som utfører installasjoner for hjemmelading Større anlegg blir gjerne bygget av større installatørbedrifter Bruker tid på planlegging og forberedelse Innarbeidet praksis for dimensjonering Prosjekterer og gjør egne tegninger i tillegg til beregninger

5 «Flerladeanlegg» o To eller flere ladepunkter forsynt i fra samme strømkilde o Gjerne koblet opp med en styring for strømdeling DEFA er rådgivere i planprosessen av hvert eneste ladeanlegg utstyrt med strømdeling. Gehør for anbefalt dimensjonering. Alltid inkludere sikkerhetsmarginer på to nivå, et for hele anleggets effekt og et for hvert enkelt ladepunkt. Konfigurasjoner slik at alle uttak gir lading og ingen bil blir satt i kø.

6 Anleggsinstallasjoner Siden 2015 har Salto/DEFA i Norge installert over 1000 ladeanlegg med automatisert strømdeling mellom ladepunktene. Ved etablering har ca: o 84% av anleggene hatt mindre enn 16 uttak o 15% av anleggene hatt mellom enn 16 og 99 uttak o 1% av anleggene hatt mer enn 100 uttak DEFA samarbeider med over 500 elektrikere, store og små over hele landet, + Sverige og Finland.

7 Installasjoner for hjemmelading Bransjen har siden 2012 utført mellom og installasjoner i private hjem. Som oftest et enkelt ladestasjon til garasjen eller carport ved enebolig. Ladeeffekt blir ikke bestandig behovsvurdert, - kunden ønsker seg det bilen kan klare. Ansvarlige installatører har gjerne vært på kurs, og utfører på egen hånd dimensjonering, oppsett og konfigurasjon av ladepunktet. Andre installatører har dårligere tid og tyr til sjablongen.

8 Erfaringer så langt... Installasjoner av anlegg har også stort sett blitt utført uten problemer. Telefonveiledning er vanlig. Noen sikringer har løst ut, med god grunn, hvilket har hatt årsaker som: o Misforståelser eller ikke fulgt anvisning og anleggsplaner o Noen ganger har vi sett det som ligner mye på hastverk o Feilberegning ved dimensjonering Bra støtte til bransjen med et eget kapittel for lading, i installasjonsnormen NEK400.

9 Anbefalinger og praksis ved etablering 1. Definere behovet for ytelsen til anlegget. 2. Dimensjonere og konfigurere maks ladeeffekt i forhold tilgjengelig strøm. 3. Vurdere ny ladelast i kombinasjon med eksisterende laster. 4. Konfigurere effektstyring slik at delingsprinsipper blir som ønsket (ofte en ekspertoppgave). 5. Veilede i forhold til utnyttelsesgrad, sikkerhetsmarginer og reservekapasitet.

10 Vår policy Forhold med termisk relaterte hendelser eller skader tas meget alvorlig. Tilfeller blir analysert og rapportert tilbake til produsentene som et kvalitetsavvik, med mindre hendelsen er relatert til installasjonen. Alle berørte komponenter samles inn, og DEFA sørger for at kunder får erstatninger. Defekte komponenter returneres til leverandør, men noen ganger beholder vi dem for inspeksjon og utredning. DEFAs prosess sørger for, at leverandører ikke «legger lokk på» hendelsen, som kan se ubehagelig ut. sikre muligheten til kvalitative undersøkelser, slik at årsaker blir stadfestet. gi mulighet til å lære av hendelsen og bygge erfaring.

11 Ildspåsettelse Ladestasjonen montert på vegg av trefinér i parkeringskjeller. Ladestasjon var ikke i bruk ved hendelsen. Tydelig forsøk på antennelse i bakkanten av pluggen. Ingen skader på elektriske komponenter på innsiden, brant ikke gjennom kabinettveggen. Ytterisolasjon på kabel, plugg og deksel skadet. Sotmerker på veggen. Ingen person- eller større bygningsskader. Branntilløpet ble tidlig oppdaget. Enkelte bilder er utelatt fra denne utgaven.

12 Hendelser med kontakter og plugger Type-1 Mange eksempler er tidligere vist om at schuko-kontakter ikke holder som ladegrensesnitt i lengden ofte på grunn av stor slitasje. I ble det introdusert nye dedikerte plugger kun til formål for lading, i henhold til en ny internasjonal standard. Vi kjenner Type-1 og Type-2. Nå etter noen års bruk, vet vi mer om hvordan disse konstruksjoner arter seg praktisk i et Norsk klima. Type-2 Forhold viser at 100% kompatibilitet mellom ulike produsenters konstruksjoner kan være utfordrende. Fire tilfeller med Type-2 er behandlet de siste 18 måneder, der metallterminalene er sentrale.

13 Observasjon A Korrosjon og begrenset kontaktareal mellom terminaler, har skapt varme som har smeltet skadet og isolasjon. Ladekabel har sittet i kontakten over tid. Korrosjon på terminaler. Grå pakning er intakt. Flipplokk er brutt av / mangler. Vestlandet, antatt mye sjøluft og fuktighet. Enkelte bilder er utelatt fra denne utgaven.

14 Observasjon B Ingen korrosjonsmerker på terminaler. Antatt årsak; ende-tupp har løsnet og satt seg fast inne i hylseterminal og fått dennes segmenter til å sprike. Ende-tupper sitter generelt ikke godt fast. Et begrenset kontaktareal har således skapt varme som smelter plastisolasjon rundt terminaler inkludert ende-tupp. Ganske ny ladekabel har sittet i uttaket over flere dager og defekten har ikke blitt oppdaget. Enkelte bilder er utelatt fra denne utgaven.

15 Observasjon C Litt korrosjon og begrenset kontaktareal mellom terminaler, har skapt varme som smelter plastisolasjonen rundt hylseterminaler og ende-tupper. Ende-tupper sitter generelt løst. Gripesegmenter spriker mer enn nominelt. Polymer-fyll i plugg har på grunn av varme sprengt seg gjennom siden på håndtaket. Ladekabel har sittet i uttaket over lenger tid uten å ha blitt tatt ut. Enkelte bilder er utelatt fra denne utgaven.

16 Observasjon D Korrosjon og begrenset kontaktareal mellom terminaler, har skapt varme og smeltet plastisolasjonen med ende-tupper. Her er begge terminalene vært varme. Pakning har smeltet. Korrosjonsrester på metall er tydelig. Bruker forteller at ladekabelen har sittet i uttaket over lenger tid uten å ha blitt tatt ut. Enkelte bilder er utelatt fra denne utgaven.

17 Likhetstrekk og sammenhenger Alle hendelser ble oppdaget før de fikk videre konsekvenser. Ingen person-, bygningsskade eller skade på kjøretøyene. Likhetstrekkene mellom disse hendelser: Hjemmelading med ett ladepunkt installert og alle installasjoner var greit utført. 1-faset tilførsel (IT) med «høyeste» tillatte nivå på ladestrømmen, 32A. Hendelser omfatter bare uttakene på ladestasjoner og pluggene mot disse. Ladekablene har sittet i uttakene i lenger tid enn ett ladeforløp. Korrosjon/forurensning på terminaler er å se i tre av fire tilfeller. Ende-tapper på terminaler har løsnet og smeltet. Gripesegmenter i terminaler spriker mer enn normalt (redusert kontaktareal).

18 HVA Hva var det egentlig med disse tilfellene: Alle av ulike fabrikat og kombinasjoner mellom uttak og plugg. Bare Type-2-grensesnittet på infrastruktursiden har vært representert. Lignende har ikke blitt observert med plugg og inntak på kjøretøysiden. Liknende tilfeller er ikke oppdaget med Type-1 grensesnittet. Ulike bilmodeller. Undersøkelser viser at pluggene og ladeuttaket «ikke mekanisk er i bruk». Har vært sammenkoblet over noe tid, uten at pluggen har blitt tatt ut av uttaket.

19 Skal ikke pluggen tåle å sitte i uttaket da? Innestengt fuktighet kan akselerere korrosjonsdannelse på terminaler: Mistet pluggen i snøen da jeg skulle plugge til ladestasjonen... Lokket over uttaket tetter ikke helt og ble eksponert for regnvær... Kjørte med ladeluken åpen... Materialforskjeller med elektrisitet tilstede, kan forsterke en begynnende korrosjon. Både slitasje og forurensing kan øke overgangsmotstanden mellom terminalene. I lukkede rom og med variasjoner i temperatur og luftfuktighet, kan dette føre til kondensasjon på kontaktflater og etter hvert korrosjon. Produsentenes anvisninger for vedlikehold av kontakter og plugger gir ikke alltid en full beskrivelse. Jevnlig bruk kan ha en selvrensende virkning av metallterminalene.

20 Kvalitetsbrist eller systemsvikt? Produktegenskaper kan måles objektivt i forhold til kvalitet. Forskjeller vil alltid være tilstede. Noen av forskjellene kan være mindre heldige i enkelte kombinasjoner, men det foreligger ingen bevis for at kun en årsak ligger bak. Siden tilsvarende forhold ikke har blitt observert på hverken kjøretøysiden eller med Type-1-kontakter, så er det nærliggende å anta at «bruk er bra». Med disse erfaringer vurdert under ett, kan ikke DEFA konkludere med at et fabrikat faller dårlig ut, og skal få all skyld for hendelsene. Snarere har alle involverte produkter egenskaper som i kombinasjon med motstående komponenter kan gi et uheldig utfall.

21 Utfordringer og trender Salg av ladestasjoner og installasjonsutstyr over disk. Målrettet produktutvikling av «gjør-det-selv-pakker» - med strøm fra en industrikontakt. Dette blir i praksis det samme som Mode-2, ikke «forbudt», men en faglig sluttkontroll av installasjonen vil alltid mangle. Sikkerhetsmarginer mellom sikringskursens maks og ladestrømmens maks, bør ikke være en variabel bestemt av sluttbruker. Eksempel på et amerikansk produkt, ikke markedsført i Norge

22 Tilkoblingsmåter og ny integrasjon... Kabel-løs lading med induktiv kobling til bilen. Automatisk tilkobling med ladekabel-robot. Lading integrert med sol-anlegg og energilagring. Med energilagringsmuligheten kommer såkalt V2Grid og V2Home. Tariffer i energimarkedet vil påvirke hvordan slik teknologi blir introdusert i Norge. Utviklingen av ny teknologi går raskt, men hvor legger vi vår fokus for elsikkerheten i praksis?

23 CHARGE UP WITH erange