Comment se forme le courant résiduel lors de la recharge d'un véhicule électrique ?
Pendant la recharge d'un véhicule électrique, le système de recharge embarqué (OBC) joue un rôle crucial en convertissant le courant alternatif (CA) du réseau électrique en courant continu (CC) pour recharger la batterie. Cependant, il existe un risque potentiel de fuite de courant ou de défaut à la terre, pouvant entraîner des conséquences graves telles que l'électrocution, un incendie ou des dommages aux composants du véhicule. Il est donc impératif de détecter et de prévenir ces courants résiduels.
Le schéma suivant illustre la configuration électrique typique d'un système de charge embarqué (OBC), comprenant un filtre EMI d'entrée, un redresseur AC/DC, un circuit PFC, un convertisseur DC/DC et un filtre EMI de sortie. Avec le temps, et en raison des vibrations et du vieillissement inhérents à l'utilisation d'un véhicule électrique, une défaillance de l'isolation de l'OBC peut survenir.
Fig. 1 - Schéma du système de charge embarqué (OBC)
Selon l'emplacement du défaut, différents types de courants résiduels sont générés dans le système de recharge des véhicules électriques :
① Un défaut à la terre à l'entrée CA du réseau entraîne un courant résiduel alternatif sinusoïdal à la fréquence du réseau.
② Un défaut à la terre dans la section redresseur CA/CC du contrôleur de charge embarqué (OBC) entraîne un courant résiduel continu pulsé.
③ Un défaut à la terre dans l'étage de conversion CC/CC de l'OBC produit un courant résiduel continu uniforme.
Il est donc essentiel de pouvoir détecter les courants de fuite à la terre alternatifs sinusoïdaux, les courants de fuite à la terre continus pulsés et les courants de fuite à la terre continus uniformes dans l'ensemble du système de recharge des véhicules électriques afin de protéger les installations électriques et de prévenir les risques d'électrocution. Grâce aux progrès réalisés dans le domaine des technologies de recharge des batteries, les normes CEI pertinentes ont établi des exigences spécifiques relatives aux dispositifs différentiels résiduels (DDR) afin de garantir une protection adéquate lors de la recharge des véhicules électriques.
Quel type de dispositif différentiel résiduel (DDR) convient pour la protection ?
Le choix du DDR approprié dépend des exigences spécifiques. Un DDR est conçu pour détecter les courants de défaut à la terre et couper l’alimentation électrique en cas de fuite de courant à la terre. Sa fonction principale est de protéger les circuits électriques et les personnes contre les chocs électriques et les incendies.
Il existe plusieurs types de disjoncteurs différentiels (DDR), chacun capable de détecter différents types de courants de fuite à la terre. Selon la norme internationale CEI 60755, quatre types de DDR sont définis pour les applications en courant alternatif : type AC, type A, type F et type B.
Les disjoncteurs différentiels de type AC sont conçus uniquement pour détecter les courants différentiels alternatifs sinusoïdaux, ce qui limite leur utilisation aux appareils simples ne générant pas de courants différentiels continus uniformes. Ces disjoncteurs sont couramment utilisés dans des applications générales telles que les appareils électroménagers, les lampes à incandescence et les chauffe-eau.
Les disjoncteurs différentiels de type A sont capables de détecter les mêmes courants différentiels sinusoïdaux que les disjoncteurs différentiels de type AC. Cependant, ils peuvent également détecter les courants différentiels continus pulsés, ainsi que les courants différentiels continus pulsés superposés à des courants différentiels continus uniformes jusqu'à 6 mA, ce qui les rend adaptés aux applications dans les bâtiments résidentiels et commerciaux, comme les plaques à induction, les fours à micro-ondes, les lave-vaisselle et les ordinateurs de tous types.
Les disjoncteurs différentiels de type F sont utilisés lorsque l'application peut générer un courant différentiel résiduel composite. Ils supportent des courants différentiels résiduels continus uniformes jusqu'à 10 mA superposés au courant différentiel résiduel. De plus, un disjoncteur différentiel de type F peut également détecter tous les courants différentiels résiduels détectés par un disjoncteur différentiel de type A. Ces dispositifs sont couramment utilisés pour la protection d'applications telles que les pompes à chaleur monophasées, les climatiseurs à fréquence variable, les pompes de piscine et les lave-linge.
La norme internationale CEI 61581-1 propose deux solutions de protection contre les courants résiduels uniformes dans les stations de recharge : un disjoncteur différentiel de type B peut être utilisé, ou un disjoncteur différentiel de type A + 6 mA CC associé à un dispositif approprié qui coupe l’alimentation électrique si le courant de fuite dépasse 6 mA.
Exigences relatives aux dispositifs différentiels résiduels (DDR) pour les bornes de recharge de véhicules électriques :
Pour les bornes de recharge CA et CC, les différents modes de recharge des véhicules électriques ont des exigences spécifiques en matière de dispositifs différentiels résiduels (DDR). Les exigences spécifiques, conformément aux normes industrielles relatives aux bornes de recharge de véhicules électriques, sont décrites ci-dessous :
Pour le mode de charge 2 (IC-CPD), la norme IEC 62752 spécifie que les dispositifs de contrôle et de protection intégrés au câble (IC-CPD) doivent garantir l'activation en cas de courant alternatif sinusoïdal résiduel, de courant continu pulsé résiduel et de courant continu résiduel uniforme supérieur à 6 mA, qu'il soit appliqué brutalement ou progressivement. De même, pour le mode de charge 3 (RDC-DD), la norme IEC 62955 définit les dispositifs de détection de courant continu résiduel (RDC-DD) comme étant conçus pour couper ou déclencher la coupure de l'alimentation du véhicule électrique en cas de détection d'un courant continu résiduel uniforme de 6 mA ou plus. Les bornes de recharge rapide en courant continu pour véhicules électriques en mode 4 doivent être compatibles avec les disjoncteurs différentiels de type A, être équipées d'un disjoncteur différentiel et peuvent également comporter un dispositif de protection contre les surintensités.
Les disjoncteurs différentiels de type B sont généralement plus chers, c'est pourquoi de nombreux fabricants de bornes de recharge pour véhicules électriques optent pour une solution de disjoncteur différentiel de type A + 6 mA CC afin de répondre aux exigences standard.
Pourquoi choisir le module de détection de courant différentiel résiduel Mornsun Type A+ DC 6 mA (Distributeur agréé Electronics OLFER) ?
Fabricant leader et innovant d’alimentations électriques, Mornsun (distribué en Espagne et au Portugal par Electronics OLFER) s’engage à fournir des solutions d’alimentation complètes pour divers secteurs, notamment la série TLB6-A1 de modules de détection de courant différentiel résiduel Type A+ DC 6 mA pour la recharge des véhicules électriques. Cette solution s’adapte facilement à différentes applications, améliorant la stabilité et la sécurité du système tout en réduisant les coûts. Découvrons maintenant les avantages et les points forts de la série Mornsun TLB6-A1.
Large gamme d'applications :
La série TLB6-A1, grâce à sa taille compacte et à ses multiples options de boîtier, répond aux exigences d'installation et de conception de cartes électroniques, aussi bien pour les entrées monophasées que triphasées. Cette flexibilité lui permet de s'adapter à divers scénarios d'application et d'assurer une protection complète.
Haute performance.
La solution de détection de courant différentiel résiduel de type A + 6 mA CC pour la recharge des véhicules électriques offre une protection complète et efficace contre différents types de courants de fuite, surpassant les solutions conventionnelles de type A et de type AC. Comparé aux autres modules, le module DDR de la série TLB6-A1 se distingue par son circuit intégré (CI), protégé par ses propres droits de propriété intellectuelle, qui offre les avantages suivants :
1) Fonctions de protection complètes incluant la protection contre les surtensions, les courants d'appel et la saturation magnétique.
2) Excellentes performances en termes de seuil de déclenchement, de stabilité temporelle et de variations inter-lots minimales.
3) Algorithme innovant de détection à double seuil et identification de la forme d'onde du courant pour une détection précise et rapide des courants résiduels.
4) Protection CEM conçue pour prévenir les défaillances du système en cas de défaut de fuite ou les activations intempestives en l'absence de défaut.
5) Fonction d'étalonnage permettant d'éliminer l'influence des faibles courants de fuite générés par des facteurs environnementaux ou des courants parasites du système sur les courants de fuite réels.
Haute sécurité
Le module de détection de courant résiduel Mornsun série TLB6-A1 Type A+ DC 6mA est conforme aux normes IEC61851, IEC 62752 et IEC 62955, ce qui lui permet de détecter facilement les courants résiduels continus, alternatifs et pulsés avec une vitesse de réponse élevée et une excellente précision.
Grâce à sa technologie de récupération magnétique intégrée, la série TLB6-A1 offre une capacité de protection contre les surintensités jusqu'à 3 000 A. Elle fonctionne de manière fiable même dans des environnements difficiles grâce à sa haute résistance aux interférences électromagnétiques et à ses protections complètes. Ces modules sont largement utilisés pour la détection de courant dans des secteurs tels que la recharge des véhicules électriques, les équipements basse tension, les systèmes photovoltaïques, etc., grâce à leurs caractéristiques avantageuses et à leur large plage de températures de fonctionnement (de -40 °C à +85 °C).
Rentabilité
Grâce à la production en interne des composants clés, une solide équipe de R&D, une chaîne d'approvisionnement stable, une capacité de production suffisante et un système de gestion de production avancé, Mornsun assure une fiabilité élevée et constante dans la production en série, tout en garantissant une livraison rapide et des économies pour ses clients.
Conclusion :
Face à la demande croissante de bornes de recharge pour véhicules électriques, les fabricants doivent relever un véritable défi pour se démarquer. Les modules de détection de courant différentiel résiduel (DDR) optimaux de Mornsun, distribués en Espagne et au Portugal par Electrónica OLFER, vous permettent de respecter les exigences de détection de courant et d’améliorer la compétitivité de votre système de recharge. Ils offrent une protection complète tout en réduisant les coûts de conception et de maintenance. Si vous recherchez une solution DDR spécifique pour vos projets, Mornsun est sans aucun doute un excellent choix. Nous proposons également des équipements de test et des cartes de test simples pour la vérification fonctionnelle. De plus, nous fournissons d’autres modules de commande intelligents, tels que des transducteurs de courant haute performance et compacts, des modules de commande de contacteurs et des contacteurs CC, afin de répondre à divers besoins de détection de courant.
Vous recherchez un module de détection de courant résiduel adapté à vos applications et à vos objectifs commerciaux ? Contactez-nous sur www.olfer.com ; nous vous garantissons une solution optimale et personnalisée !
