# data[].attributes.body
VORES ELNET v. Christian Gelstoft Jørgensen

# data[].attributes.attachment_link.title
Fremtidens batteri til elbiler, Solid State batteri teknologi mod Lithium-ion batterier. #Elbil

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Stort set alt genopladeligt udstyr bruger litium-ion-batterier. Men det er ikke uden en vis risiko. I løbet af de sidste par år er der opstået flere alvorlige batteribrande, og der bliver ikke færre af dem i fremtiden. Men hvad er det, der gør Li-ion-batterierne så brandfarlige? Hvornår er der størst risiko for, at de selvantænder? Og hvorfor kan brændende batterier være sundheds- og miljøskadelige? Få alle svarene her!

Dagligdags udstyr, der bruger Li-ion-batterier

Du kender dem, selvom du måske ikke bemærker dem i hverdagen.

Li-ion-batterier findes i nærmest alt elektrisk udstyr: værktøj, haveredskaber, droner, el-cykler, robotstøvsugere og meget andet. Alt sammen teknologi, som er kommet for at blive.

Li-ion-batterier praktiske, fordi de er genopladelige. Samtidig har de en høj energitæthed. Det betyder, at de er ekstremt effektive, når det kommer til hurtig opladning.

Men ulempen ved batterierne er, at de kan blive ustabile. Når det sker, er der større risiko for, at de selvantænder og bryder i brand. Hvordan og hvorfor det sker, få du opklaret lidt senere.

El-cykler er blandt det udstyr, der bruger Litium-ion-batterier.

Flere alvorlige batteribrande i fremtiden

Før vi ser på, hvorfor Li-ion-batterier er brandfarlige, tager vi en kort afstikker. For årsagen til, at du overhovedet skal være opmærksom på batterierne, er netop brandfaren.

Batteribrande kan have alvorlige konsekvenser:

Bygninger, der brænder ned til grunden. Personskade på grund af giftig røg fra batterierne. Inventar, der går tabt og skal erstattes. Samtidig med en masse arbejdstid, der skal bruges på dokumentation til forsikring og myndigheder.

Men desværre er denne type brand ikke et særsyn. Et eksempel er fra Hørup på Als, hvor der i april sidste år opstod en stor brand i tre bygninger, heriblandt det gamle rådhus. Branden var forårsaget af batteriet i en el-cykel, der holdt parkeret udenfor. Konsekvenserne? To bygninger brændte helt ned til grunden.

På de fleste arbejdspladser og i kommunerne er brugen af udstyr med Li-ion-batterier stigende. Derfor bliver der sandsynligvis også flere batteribrande i fremtiden.

Batteribrande kan have alvorlige konsekvenser, fordi de er meget vanskelige - for ikke at sige umulige - at stoppe.

Derfor er Li-ion-batterier brandfarlige

Lad os starte med at mane til besindelse: Li-ion-batterier anses faktisk for at være forholdsvis sikre.

Men der kan være stor forskel på, hvilke materialer batterierne er fremstillet af, og hvilken kemi de anvender - og dermed hvor stor en brandfare, de udgør.

Her får du en nærmere (lidt teknisk) forklaring:

Et genopladeligt Li-ion-batteri indeholder som regel flydende elektrolyt. Inde i batteriet findes der samtidig Li-ion-celler, der består af en positiv og en negativ elektrode. De kaldes for anode og katode. Imellem de to befinder elektrolytten sig. Elektrolyt er det kemiske stof, der sikrer, at Li-ioner transporteres mellem elektroderne ved op- eller afladning.

Men det er mindre vigtigt, om du forstår præcis, hvordan litium-ion-batterier virker. Det vigtige er, at det er batteriets kemi - og særligt den flydende elektrolyt - der er brændbar.

Derfor er det i situationer, hvor batterierne bliver for varme, lider fysisk skade, får fugt eller frost, at brandfaren er størst. Eller hvis de aflades helt eller kortslutter, fordi der f.eks. anvendes en forkert oplader. Det gør nemlig alt sammen elektrolytten ustabil.

Når den flydende elektrolyt bliver ustabil, er der større risiko for en såkaldt "termisk kædereaktion". Her selvantænder batteriet og begynder at brænde voldsomt i løbet af kort tid. Processen kaldes også "thermal runaway" - fordi den er nærmest umulig at stoppe, når først den er i gang.

Brandsikre batteriskabe er den mest sikre og praktiske måde at opbevare Litiumbatterier på.

Slukning af batteribrande og giftige dampe

Li-ion-batteriers kemiske sammensætning gør, at en batteribrand er ekstremt vanskelig at slukke.

Vand kan normalt kun bruges til afkøling. Samtidig generer batterierne selv kontinuerligt den ilt, der holder branden i live. Ofte er den eneste mulighed derfor at lade branden brænde ud.

Batteribrande er da også en stor udfordring for brandberedskaber. F.eks. har det været nødvendigt at udvikle en ny type brandcontainer, der kan hjælpe med at slukke brande i el-biler.

Men noget potentielt ligeså problematisk?

Batteribrande kan være sundheds- og miljøskadelige.

Brændende batterier kan både udskille tungmetaller samt salt- eller flussyre, som er giftigt og svært korroderende. Dampene herfra er sundhedsskadelige at indånde, og syrerne kan også gøre alvorlig skade, hvis de f.eks. kommer i kontakt med huden. Under slukningsarbejdet fortynder vandet samtidig syrerne, der kan sive ned i jorden og forårsage miljøskader.

Følgeskaderne efter en batteribrand kan altså være omfattende. Derfor er det naturligvis mest hensigtsmæssigt at forebygge batteribrande, før de sker. Hvad du helt konkret kan gøre for at nedbringe brandfaren, får du et tip om i næste afsnit.

Minimer risikoen for batteribrande

Der er endnu ingen generelle forsikringskrav om brandsikring

af Li-ion-batterier. Derfor er det den enkelte virksomhed eller kommune, der selv skal sørge for de rette sikkerhedsforanstaltninger.

Det gælder alt fra korrekt håndtering af batterierne i hverdagen, sikker opbevaring og opladning i et brandsikkert batteriskab og strategier for arbejdsmiljø og brandforebyggelse.

NYHEDSBREV

Få tyverisikre tips og ny viden direkte i din indbakke

Når du tilmelder dig, vil du samtidig modtage eksklusive tilbud, fremtidige rabatter samt ny viden og tips til, hvordan du forebygger tyveri og brand på din arbejdsplads.

# data[].attributes.attachment_link.title
Derfor udgør litium-ion-batterier en brandfare

# data[].attributes.attachment_link.description
Stort set alt genopladeligt udstyr bruger litium-ion-batterier. Men det er ikke uden en vis risiko. I løbet af de sidste par år er der opstået flere alvorlige batteribrande, og der bliver ikke færre af dem i fremtiden. Men hvad er det, der gør Li-ion-batterierne så brandfarlige?

# data[].attributes.attachment_link.description
Når du skal vælge arbejdsfodtøj til dine kunder, medarbejdere eller dig selv, skal du være opmærksom på forskellen mellem antistatisk fodtøj og ESD-godkendt fodtøj

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Type 1

Type 1 er den kontakt, der bruges til normal opladning af bl.a. Nissan Leaf. Også kaldet Yakazi-stik. Den bruges til at forsyne bilens oplader med enfaset vekselstrøm (AC). Type 1 forbindelse er specificeret til at håndtere 120 og 240 V, op til 80 A. Type 1 understøtter effekter op til 19 kW, men i praksis bruges den kun til opladning med op til ca. 3,6 kW (230 V, 16 A). Der er kun understøttelse af enkelt fase strømforsyning i type 1 kontakt. Den har fem forbindelser, hvor to er til ladestrøm, én er til jord, og to til signaloverføring.

Sikkerhedsmekanismer

Så længe der er kontakt via signalforbindelsen, vil bilen ikke kunne sættes i gang. Pilotsignalet sikrer kommunikation mellem kontrolboks og opladeren i bilen.b Stikket er designet således at kontakterne til signaloverføring vil miste kontakten først hvis stikket trækkes ud. Derfor vil ladestrømmen afbrydes før kontakten er trukket helt ud. Det er også en sikkerhedsmekanisme i den fysiske udløsermekanisme i stikket, som straks bryder signalforbindelsen og dermed ladestrømmen, hvis udløsermekanismen påvirkes.

Type 1 kontakt kan bruges sammen med type 2 udtag på en ladestation ved hjælp af et kabel, der har type 1 stik på køretøjssiden og type 2 stik på strømudtagssiden.

Type 1 kontakt findes i praksis kun i biler, som også har CHAdeMO-forbindelse til hurtigladning.

Type 1 anvendes blandt andet i ældre modeller af: Nissan Leaf, Nissan EV200, Peugeot/ Citroën /Mitsubishi "trillinger", Kia Soul EV, Ford Focus Electric.

Type 2

Type 2 kontakten er meget fleksibel. Den understøtter jævnstrøm (DC) og vekselstrøm (AC), såvel 1-faset og 3-faset. Desuden er den relativt lille i størrelse. Kontakten har syv forbindelser. Tre er faseledere, én er nulleder, og én er jord. De to sidste bruges til kommunikation mellem bil og ladepunkt når der sluttes til et Mode 2 eller Mode 3 opladningspunkt.

Type 2 kontakten er specificeret op til 500 V AC og 63 A, 3-fase, eller 70 A, 1-fase. AC-opladning over 7 kW med Type 2 kontakt er i praksis baseret på 3-faset vekselstrøm. Kontakten kan også benyttes til jævnstrøm (DC), op til 500 V og 140 A, ved at flere faseledere og nulleder bruges afhængig af strømstyrken. Tesla Model S og X benytter denne metode i Europa, men i form af en proprietær løsning, hvor Type 2 stikket er forstærket til at tåle 300 A.

Ingen kontakt, ingen strøm

Som type 1 kontakten, er type 2 designet således at faselederne ikke spændingssættes førend kontrolsignalerne er på plads. Disse sidder dybere i kontakten, og vil derfor blive brudt først hvis stikket trækkes ud. Faselederne vil derfor ikke være strømførende hvis stikket trækkes ud. Herved undgås dannelse af lysbue og beskadigelse af kontakten og stikket.

Type 2 har også en mekanisk lås, på såvel bilsiden som på strømudtagssiden, som styres af bilen. Dette forhindrer at man kan fjerne kablet, selv hvis opladningen er afsluttet. Det forhindrer også at stikket kan trækkes ud, mens det er spændingssat. Det er ikke muligt at sætte bilen i bevægelse, mens den er tilsluttet.

Stort set alle biler leveres i dag med Type 2 kontakten. Der findes enkelte offentlige AC ladere som benytter Type 2 og leverer op til 3×230 V / 63 A. Dette giver en effekt på 43 kW. Det kræver at laderen i bilen formår at håndtere så stor en effekt. Kun ældre Renault Zoe har en sådan lader indbygget i bilen.

CCS-kontakten er baseret på type 2 stik, og tager vekselstrøm i del af kontakten, der har den samme facon som type 2.

Med korrekt ladekabel kan Type 2 strømudtag også anvendes af alle biler med Type 1 kontakt til én-faset opladning. Signalforbindelsen i Type 2 er kompatibel med Type 1. Kun en kontakt nødvendig.

Tesla's Type 2 variant

Ældre europæiske Tesla Model S og X understøtter semi-hurtig AC opladning op til 22 kW (med dobbelt lader). Nyeste modeller standard 16,5 kW.

Tesla Model S og X benytter en modificeret løsning baseret på Type 2 kontakt, som også kan modtage jævnstrøm (DC) med en effekt på 140 kW (ca. 500V / 300A), som er mulig ved Tesla´s Super Charger stationer.

I denne opsætning er alle faseledere og nulleder brugt til jævnstrøm (DC) som det principielt er muligt på Type 2. Som tidligere nævnt har Tesla har dog forstærket kontakterne i Type 2, således der kan håndteres langt større strømstyrke. Dette gør Tesla´s løsning proprietær.

Det er ikke muligt at oplade andre end Tesla elbiler på Super Charger stationerne, trods samme udformning af Type 2 kontakten. Kommunikationen mellem ladestation og bil vil forhindre at opladning startes.

Tesla Model 3 er i Europa leveret med CCS ladestik. Samtlige Super Charger standere er derfor blevet opgraderet med et ekstra CCS-kabel. I princippet betyder det at andre elbiler med CCS også kan benytte Super Charger stationerne. Dog kræves tilpasning af kommunikation mellem bil og ladestation, hvilket der p.t. ikke er indgået aftale om.

Nyeste Tesla V3 Super Charger (p.t. 1 stk i DK) er kun udstyret med CCS ladekabel. Model S og X skal derfor opgraderes og benytte en speciel adapter for at kunne lade ved V3 stationer.

CCS-Combo

CCS kontakten er en videreudvikling af den normale Type 2 kontakt, men med særlige kontakter for jævnstrøm (DC). Jordforbindelse og kommunikation sker over kontakterne i Type 2 delen.

Combo Charging System, eller CCS er som det forkortes, er et system udviklet i et forsøg på at harmonisere opladning verden over og kombinere AC og DC-opladning i samme stik.

Identisk med Type 2 for AC-opladning

CCS kontaktens øverste del i bilen er helt identisk med den almindelige Type 2 kontakt. For hurtig jævnstrømsladning (DC) benyttes de nederste kontakter. Over disse ekstra kontakter kan der leveres op til 800V / 400A DC. Kommunikationskontakterne i Type 2 delen bruges til kommunikation mellem bil og ladestation.

Sikkerhedsmekanismerne er de samme som på Type 2.

Kontakterne i den øverste del af Type 2 kontakten kan bruges til at forbinde vekselstrøm (AC) til bilen, når der ikke skal hurtiglades. Dermed behøves kun et standard Type 2 kabel til AC opladning af en bil med CCS kontakt.

CCS er i dag de-facto standard for elbiler leveret i Europa. CCS standarden understøtter DC opladning helt op til 350 kW. Bl.a. Porsche Taycan kan udnytte denne høje ladeeffekt.

CHAdeMO

CHAdeMO kontakten bruges til hurtig opladning af hovedsagelig japanske biler. Den har et omfattende kommunikationssystem med både analog og digital signalering mellem bilen og opladeren. Dette er en standard udviklet af hovedsagelig japanske bilproducenter og Tokyo Electric Power Company. I dette system bruges kun jævnstrøm (DC).

Biler der bruger CHAdeMO må derfor have en separat kontakt til vekselstrøm (AC). Da CHAdeMO kun benyttes af biler fra japanske og koreanske producenter, benyttes Type 1 kontakten til dette formål.

CHAdeMO opererer på op til 500 V, og kan levere op til 125 A. Dette giver en effekt på 62,5 kW. I praksis leverer de fleste CHAdeMO hurtigladere op til 50 kW.

CHAdeMO specifikationerne muliggør imidlertid strømstyrker på indtil 200 A i fremtiden.

CHAdeMo understøtter også "Power to Grid" (levering af strøm fra bil til lysnet).

Redundant system

Sikkerheden varetages ved at tilkoblingen er fysisk låst. Der sættes ikke spænding på kontakterne førend bilen beder om det. Under opladning overvåges for jordfejl, så eventuelle fejl straks stopper opladningen.

CHAdeMO kontakten har ti forbindelser. To af disse er til DC, to er til kommunikationen med køretøjets CAN-bus system, og resten er til analog kommunikation. Dette er et redundant system. Den analoge kommunikation bruges til at sende et signal om at opladningen er ved at starte. Information om batteriets kapacitet og ladestrøm sendes derefter fra bilen til ladestationen via CAN-bus. Hvis alt er i orden, beder bilen om at opladning startes via et analogt signal. Derefter låses stikket på plads, og der testes for bl.a. jordfejl førend opladningen startes

Det er muligt at konfigurere opladere for kun at bruge digital kommunikation via CAN-bus, men der bruges normalt en kombination for at udelukke eventuel fejlinformation fra CAN-bus. Hvis det analoge signal bliver afbrudt, vil opladningen stoppe øjeblikkeligt. Det er ikke muligt at sætte bilen i bevægelse, mens den er tilsluttet.

Selvom både CHAdeMO og CCS benytter jævnstrøm (DC), er de ikke kompatible med hinanden. Dette fordi de bruger forskellige kommunikationsprotokoller mellem bilen og ladestationen. Mens CCS benytter GreenPHY-protokollen, bruger CHAdeMO en egenudviklet protokol i tillæg til CAN bus-protokollen.

CHAdeMO bruges blandt andet af: Nissan Leaf, Nissan EV200, Kia Soul EV, Mitsubishi/Peugeot/Citroën "trillinger". Peugeot Partner og Tesla Model S og X understøtter også CHAdeMO via særlig adapter.

Industrikontakt CEE

Ud over de tidligere nævnte typer af kontakter, kan elbiler også oplades via en industrikontakt med én-faset eller 3-faset vekselstrøm (AC). Her skal man benytte et overgangsstik eller et passende mellemkabel, afhængigt af hvad bilmodellen understøtter.

I de fleste tilfælde behøves også en kontrolboks på kablet, så man får Mode 2 opladning. Der findes også flere typer transportable ladebokse der kan tilsluttes industrikontakter, de fleste af disse ladebokse understøtter Mode 3 opladning.

Der findes flere typer af industri kontakt end de her viste. Farven fortæller hvilken spænding kontakten har. Blå er 230 V 16 A 1-fase, og rød er 3×230 V 3-fase. Røde kontakter findes i 16 A / 32 A / 63 A (forskellig fysisk størrelse).

Man kan se industrikontakten som en meget kraftig udgave af en almindelig stikkontakt med jordforbindelse. Hvor stor effekt der kan lades med, afhænger af den aktuelle industrikontakt og bilens indbyggede lader.

Almindelig stikkontakt

Langt de fleste biler kan oplades fra en almindelig stikkontakt med jord. Fordelen er tilgængelighed næsten overalt, men der er mange begrænsninger for, hvor stor effekt der kan aftages.

Som oftest er begrænsningen på 10 A (2,3 kW) og i mange tilfælde tillades kun max-belastning i et begrænset tidsrum, f.eks. højst 3 timer. Specielt i gamle elinstallationer, med mange koblingspunkter mellem sikringsskab og stikkontakt, kan det være problematisk at belaste med 10-16 A over længere perioder.

Overophedning af kabler og samlepunkter samt selve stikkontakten, kan være et alvorligt problem. I gamle og defekte elinstallationer kan der opstå brandfare.

Medmindre man kan benytte en stikkontakt med direkte kabelfremføring til eltavlen og med separat sikring, bør en almindelig stikkontakt kun benyttes til nødopladning over kortere tidsrum. Strømstyrken bør begrænses til 6-10 A. Den sikreste løsning, som samtidig også giver kortere ladetid, er som tidligere nævnt en speciel installation med fast ladeboks eller en ladeboks tilsluttet industrikontakt med tilstrækkelig strømstyrke.

# data[].attributes.attachment_link.title
Guide til de forskellige stiktyper | FDEL

# data[].attributes.attachment_link.description
Type 1 er den kontakt, der bruges til normal opladning af bl.a. Nissan Leaf. Også kaldet Yakazi-stik. Den bruges til at forsyne bilens oplader med enfaset vekselstrøm (AC). Type 1 forbindelse er specificeret til at håndtere 120 og 240 V, op til 80 A.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
SÃ¥dan virker ladeboksen - Gennemgang af teknikken bag AC opladning

IEC norm 61851 definerer ledningsforbindelser til oplading. I denne norm defineres fire forskellige modes. Mode 3 er den oftest anvendte, nÃ¥r det gÃ¦lder opladning af moderne elbiler. I denne artikel gÃ¥r vi bag om teknikken ved AC opladning i henhold til mode 3.
af Per PraÃ"m - Dansk Elbil KomitÃ© (22-november-2015)
GÃ¥r vi blot 6-8 Ã¥r tilbage i tiden, var det normalt at elbiler blev opladet fra en almindelig stikkontakt og nÃ¥r der skulle bruges meget strÃ¸m brugte man industri stik - de sÃ¥kaldte blÃ¥ eller rÃ¸de CEE-stik.

Det vidste sig imidlertid - i takt med at elbilerne fik stÃ¸rre og stÃ¸rre batterier - at selv industristik ikke kunne klare mosten i det lange lÃ¸b. Stikkontakterne og selv industristikkene smeltede fra tid til anden. Ã...rsagen var ofte, at der gik strÃ¸m igennem stikbenene pÃ¥ det tidspunkt, hvor brugeren trak kablet ud for at afslutte opladningen.

IEC 61851 - mode 3

For at undgÃ¥ at ladestikket bliver beskadiget, nÃ¥r det trÃ¦kkes ud af elbilen, sÃ¥ har man i IEC norm 61851, Mode 3 tilfÃ¸jet to ekstra stikben i ladestikket.

Det vigtigste af disse to ben er Control Pilot. Gennem dette ben snakker ladeboksen og elbilen sammen og afgÃ¸r hvornÃ¥r der er en sikker elektrisk forbindelse. Til at begynde med er der ikke strÃ¸m pÃ¥ ladestikket. FÃ¸rst nÃ¥r det er sat i elbilen, og elbilen sender signal tilbage til ladeboksen, vil ladeboksen "lukke op for strÃ¸mmen".

Det andet ekstra stikben kaldes proximity detekt (eller Plug Pressent). Dette ben bruges til at fortÃ¦lle elbilen, at der er tilsluttet et ladekabel. NÃ¥r elbilen kan se at der er signal pÃ¥ Proximity benet, sÃ¥ kobles elmotoren fra, sÃ¥ledes bilen ikke kan kÃ¸re, sÃ¥ lÃ¦nge der sidder et ladestik i bilen.

SÃ¥dan virker mode 3 kommunikationen

NedenstÃ¥ende figur viser et blokdiagram for en ladeboks og en elbil. For nemheds skyld viser tegningen et en-faset ladestik af type 1 (i USA kaldet SAE J1772).

Den grÃ¥ firkant helt til venstre symbolisere ladeboksen. Som man kan se er der inde i ladeboksen en styrbar afbryder - i fagsprog kaldet en kontaktor eller et relÃ¦. NÃ¥r boksen ikke er forbundet til en elbil, sÃ¥ er relÃ¦'et Ã¥bent og der er derfor ikke spÃ¦nding pÃ¥ Nul og Fase pÃ¥ ladestiket.

Den lysebrune firkant midt pÃ¥ figuren skal forstille ladestikket (ladepistolen).

Den grÃ¥ firkant helt til hÃ¸jre viser et blokdiagram over elektronikken bag ladestikket i elbilen.

For at illustrere funktionen er der Ã¸verst tegnet et oscilloscop, som bruges til at vise kurveformer for strÃ¸m. Endvidere er der et ampere-meter, som angiver hvor meget strÃ¸m elbilen trÃ¦kker.

State A

I norm IEC 61851 defineres forbindelsen mellem ladeboks og elbil at kunne vÃ¦re i 1 ud af 5 tilstande. Normen kalder dem for State A til State E.

State A er den tilstand, hvor elbil og ladeboks endnu ikke er forbundet til hinanden - dvs. ladestikket er ikke sat i elbilen.

Inde i ladeboksen sidder noget kontrol-elektronik, som styrer et lille elektronisk omskifter - kaldet S1 pÃ¥ figuren. I State A er omskifteren S1 koblet sÃ¥ledes at der ledes konstant 12 volt DC ud i gennem R1, som er en modtand pÃ¥ 1000 ohm, ud pÃ¥ ladestikkets ben 4. Ben 4 er ved Type 1 stik det samme som Control Pilot benet.

LÃ¦g mÃ¦rke til at der gÃ¥r en forbindelse fra Control Pilot (efter R1 modstanden) tilbage til kontrol Elektronikken. Denne forbindelse er markeret "MÃ¥lekredslÃ¸b" pÃ¥ tegningen.

Vis mÃ¥leledningen kan kontrol elektronikken fÃ¸lge med i hvad der sker pÃ¥ Control Pilot benet. I State A vil der kunne mÃ¥les 12 volt, da der kun gÃ¥r en ubetydelig strÃ¸m igennem R1 og derfor ikke er noget spÃ¦ndingsfald over modstanden.

State B

NÃ¥r ladestikket sÃ¦ttes I elbilen sker der flere ting. De 12 volt fra ladeboksens kontrol elektronik kobles inde i elbilen til jord gennem dioden D og modstanden R3.

Da modstanden R3 ifÃ¸lge normen er omkring 2000 ohm, sÃ¥ sker der en spÃ¦ndingsdeling at de tilfÃ¸rte 12 volt mellem R1 pÃ¥ 1000 ohm og R3 pÃ¥ 2000 ohm. Hvis i fÃ¸rste omgang ser bort fra dioden D, sÃ¥ betyder denne spÃ¦ndingsdeling at spÃ¦ndingen pÃ¥ Control Pilot benet falder til 9 volt.

NÃ¥r kontrol elektronikken i ladeboksen opdager dette spÃ¦ndingsfald gennem sit mÃ¥lekredslÃ¸b, sÃ¥ skal ladeboksen ifÃ¸lge normen skrifte omskifteren S1 til nederste position. Herved erstattes de faste 12 volt DC til en firkantet vekselspÃ¦nding pÃ¥ 1000 Hertz, som varierer mellem -12 volt og op til + 12 volt (mÃ¥lt i forhold til Jord).

Som det ses pÃ¥ figuren, sÃ¥ har elbilen ogsÃ¥ noget kontrol elektronik. PÃ¥ figuren kaldes det for "Charge Controller".

State C

Elbilens Charge Controller kigger ogsÃ¥ med pÃ¥, hvad der foregÃ¥r pÃ¥ Control Pilot ledningen. NÃ¥r Charge Controlleren opdager at spÃ¦ndingen er faldet til 9 volt, sÃ¥ lukker Charge Controlleren kontakten S2.

NÃ¥r S2 lukkes kobles R2 i parallel med R3 inden i elbilen. Da R3 ogsÃ¥ er pÃ¥ 2000 ohm, sÃ¥ resulterer det i, at parallelforbindelsen af de to modstande bliver 1000 ohm. Det igen betyder at de +12 volt fra ladeboksen spÃ¦ndingsdeles mellem to 1000 ohms modstande, hvilke resulterer i en spÃ¦nding pÃ¥ 6 volt pÃ¥ Control Pilot benet.

NÃ¥r kontrol elektronikken i ladeboksen opdager at elbilen har trukket spÃ¦ndingen ned til 6 volt (hvilket betyder at ladestikket er sat korrekt i elbilen og forbindelsen mellem ladeboks og elbil nu er sikker), sÃ¥ sÃ¦tter kontrol elektronikken spÃ¦nding pÃ¥ spolen i ladeboksens relÃ¦. Herved begynder der at "flyde" 230 volt vekselstrÃ¸m fra elnettet gennen ladeboks og ladekabel til elbilen.

Charge Controlleren i elbilen har samtidig med at den sendte State C signal til ladeboksen koblet elbilens "on-board-charger" til elbilens batteri.

Som det ses pÃ¥ ampere-metret pÃ¥ inllustrationen, sÃ¥ oplades elbilen med 16 ampere fra el-nettet. 16 ampere x 230 volt giver 3680 Watt (i daglig tale kaldet 3,7 kW).

PWM - Pulse Width Modulation

Det er sÃ¥ledes elbilen, det 100 % bestemmer hvilken tilstand (State) forbindelsen mellem ladeboks og elbil befinder sig i. Det sker ved at elbilen trÃ¦kker Control Pilot ledningen mere eller mindre mod jord, ved at indkoble forskellige modstandsstÃ¸rrelser.

Men Kontrol Elektronikken i ladeboksen kan ogsÃ¥ give signaler til elbilens Charge Controller. Det sker ved noget, som kaldes Pulse Width Modulation (pÃ¥ dansk Pulsbreddemodulation). Man kender det faktisk fra telegrafen og morsealfabetet, hvor man med et kort signal sender en prik og et lÃ¦ngere signal sender en streg.

Normalt nÃ¥r man laver firkantede vekselspÃ¦ndingssignaler, sÃ¥ er signalet hÃ¸jt i lige sÃ¥ lang tid som det er lavt (50 % - 50 %).

Men ved at Ã¦ndre pÃ¥ puls/pause forholdet kan man overfÃ¸re analoge mÃ¥levÃ¦rdier pÃ¥ en digital linje.

Ved opladning af elbiler efter IEC 61851 mode 3 benytter ladeboksen pulsbreddemodulation af Control Pilot signalet til at fortÃ¦ller elbilens lader, hvor meget strÃ¸m den mÃ¥ trÃ¦kke.

For hver procent Control Pilot signalet er hÃ¸jt, sÃ¥ mÃ¥ elbilen trÃ¦kke 0,6 ampere. Hvis f.eks. signalet er hÃ¸jt i 27 % af tiden og lav i 73 % af tiden, sÃ¥ betyder det, at elbilen har tilladelse til at bruge 27 x 0,6 = 16,2 ampere.

Hvis ladeboksen - som pÃ¥ figuren herover - har Ã¦ndret PWM vÃ¦rdien til 16,6 %, sÃ¥ skal elbilen inden for et antal millisekunder skrue sit forbrug ned til 10 ampere.

Afslutning af opladningen

Hidtil har vi ikke kigget pÃ¥ det andet hjÃ¦lpesignal i elbilens ladestik - Proximity. Som de ses pÃ¥ nedenstÃ¥ende figur, sÃ¥ er det et signal, som kun elbilen kigger pÃ¥.

I elbilen fÃ¸res 12 volt gennem R4 ud til ben 5 ( Proximity) pÃ¥ ladestikket. Hvis der ikke er tilsluttet en elbil vil dette signal vÃ¦re hÃ¸jt. NÃ¥r ladestikket sÃ¦ttes i elbilen, vil R6 (inde i ladepistolen) trÃ¦kke signalet til en lavere spÃ¦nding. Derved ved elbilen at der er tilsluttet et ladekabel.

Ladestik af type 1 har en trykknap, som dels udlÃ¸ser den mekaniske lÃ¥s, men inde i ladestikket sidder en lille elektrisk kontakt (S3) som Ã¥bner, nÃ¥r der tykkes pÃ¥ udlÃ¸serknappen.

NÃ¥r knappen sÃ¥ledes er aktiveret vil en ekstra modstand - R7 - bliver koblet i serie med R6 inde i ladestikket. Det vil elbilen se som Proximity signalet gÃ¥r hÃ¸jt.

NÃ¥r elbilens Charge Controller opdager at Proximity signalet ikke lÃ¦ngere er lavt, sÃ¥ vil den Ã¥bne kontakten S2, hvorved Control Pilot signalet gÃ¥r op pÃ¥ 9 volt (State B).

NÃ¥r ladeboksen opdager at elbilen har bedt om State B, sÃ¥ Ã¥bner Kontrol Elektronikken i ladeboksen relÃ¦'et, hvilket medfÃ¸rer at spÃ¦ndingen til elbilen afbrydes.

Alt dette sker hurtigere en brugeren kan nÃ¥ at trÃ¦kke ladestikket ud af elbilen. Man opnÃ¥r derved at ladestikket er strÃ¸mlÃ¸st nÃ¥r det trÃ¦kkes ud og nÃ¥r det sÃ¦ttes ind i elbilen. Dette sikre lange levetid for ladestikket, da der ikke opstÃ¥r nogen form for gnist under til og fra-kobling.

Type 2 ladestik

FuldstÃ¦ndig de samme mekanismer, som beskrevet ovenfor for type 1 stikket, gÃ¦lder ogsÃ¥ for ladestik af type 2. Her har man dog ingen afbryder knap pÃ¥ Proximity signalet. Man har opnÃ¥et samme funktion, ved at gÃ¸re Control Pilot stikbenet lidt kortere end de andre stikben, sÃ¥ledes at Control Pilot signalet forsvinder som det fÃ¸rste, nÃ¥r ladstikket trÃ¦kkes ud af elbilen.

Hvis der ikke er kontakt til Control Pilot, vil ladeboksen se det som State A, og omgÃ¥ende Ã¥bne relÃ¦et og derved afbryde AC spÃ¦ndingen pÃ¥ ladestikket. Igen sÃ¥ sker denne sekvens hurtigere end de (strÃ¸mfÃ¸rende) lÃ¦ngere stikben nÃ¥r at misste deres forbindelse.

State D og E

Tidligere var elbiler bygget pÃ¥ Bly/syre batterier, som har den ulempe, at der udvikles knaldgas (ilt+brint) under opladning. Derfor er det ikke godt at oplade en sÃ¥dan elbil i et lukket rum. Det er taget hÃ¸jde for i norm 61851, idet der er noget, som kaldes State D.

Hvis elbilen har bly/syre batterier, skal den nemlig trÃ¦kke Control Pilot signalet yderligere ned i spÃ¦nding til 3 volt ved at indkoble en ekstra shuntmodstand over R2 og R3.

NÃ¥r ladeboksen opdager State D, skal den - ud over at koble AC-relÃ¦et ind (som i State C) - ogsÃ¥ aktivere endnu et relÃ¦. Dette relÃ¦ nummer 2 kan sÃ¥ bruges til at starte et eventuelt udsugningsanlÃ¦g, nÃ¥r der lades i lukkede rum.

State E (0 volt pÃ¥ Control Pilot) betyder fejl.

ResumÃ© â€" Samlede specifikationer for IEC 61851 mode 3

Tabellen her under viser en samlet oversigt over de definerede States:

Styring af ladestrÃ¸mmen sker via PWM procenten pÃ¥ Control Pilot signalet.

PWM signalet mÃ¥ ikke gÃ¥ under 10 % (alt under 10 % regnes som 0 %), sÃ¥ derfor er den mindste ladestrÃ¸m, som kan indstilles 6 ampere.

Op til 50 ampere udregnes ladestrÃ¸mmen efter denne formel:

Current [A] = Duty Cycle [%] x 0,6

Over 50 ampere bruges denne formel:

Current [A] = (Duty Cycle [%] -64) x 2,5

Her er en oversigt over sammenhÃ¦ngen mellem ladestrÃ¸m og PWM procent ved et anatal udvalgte procentsatser:

# data[].attributes.attachment_link.description
IEC norm 61851 definerer ledningsforbindelser til oplading. I denne norm defineres fire forskellige modes. Mode 3 er den oftest anvendte, nÃ¥r det gÃ¦lder opladning af moderne elbiler. I denne artikel gÃ¥r vi bag om teknikken ved AC opladning i henhold til mode 3.

# data[].attributes.attachment_link.title
Prius Hybrid Drivetrain - How does it work?

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
0:00 / 9:28•Watch full video

# data[].attributes.attachment_link.title
Toyotas ALL NEW Hydrogen Car SHOCKS The Entire Car Industry

# data[].attributes.attachment_link.title
Hjælpesidde ved Toyota Prius Plug-in Hybrid

# data[].attributes.attachment_link.title
Ny Ford Kuga Plug-in Hybrid | Ford Danmark

# data[].attributes.attachment_link.title
01.08.21 Brand i hybridbil udløste sirene varsel i Sorø

# data[].attributes.attachment_link.title
High Voltage Vehicle Firefighting - Brock Archer

# data[].attributes.attachment_link.title
Vejledning om indsats ved uheld med elkøretøjer

# data[].attributes.attachment_link.title
Afbrydelse og gentilslutning af batteri _ Autodata

# data[].attributes.attachment_link.title
Arbejde på eltavler - risiko og sikkerhed

# data[].attributes.attachment_link.title
Giv liv med 30 tryk og 2 pust. Smadremanden viser hvordan! (Director's Cut)

# data[].attributes.attachment_link.description
‎The National Fire Protection Association presents the NFPA EV EFG - your mobile emergency field guide used for electric and hybrid vehicle incidents involving damaged high voltage batteries, battery fires, extrication challenges, submersion, and charging stations. This app covers the vital aspects o...

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
NFPA offers free online safety training to tow operators as they increasingly engage in recovery operations involving alternatively fueled vehicles, including electric, hybrid, hydrogen fuel cell, bio-diesel and gaseous fuels such as CNG (Compressed Natural Gas), LNG (Liquefied Natural Gas), LPG (Liquid Propane Gas), and their recharging/refueling stations. The online training consists of a seven part educational video series that provides tow operators with the information they need to safely operate around the following types of AFVs:

Section 1 - Introduction

The first video provides an introduction to operating at incidents involving hybrid and electric vehicles. Vehicle types, high voltage batteries, systems, and vehicle safety systems are all addressed. Tow operators also learn initial on-scene steps to take and how to make the scene safe using the identify, immobilize, disable procedure.

Section 2 - Vehicle Recovery & Towing Considerations

The second video focuses on the different types of incidents that may be encountered. It covers vehicle recovery and towing considerations specific to electrified vehicles, and including safety procedures.

Section 3 - Special Considerations (Submersion & Vehicle Fires)

The third video takes a look at the proper methods for loading and transporting electrified vehicles. Special considerations such as submerged vehicles, damaged high voltage batteries and components, and removal of a vehicle following a fire are addressed. Safe procedures for post incident storage of an electrified vehicle is also covered.

Section 1 - Introduction

The first video is an introduction to operating at incidents involving gaseous fuel vehicles. Vehicle types, natural gas and propane properties, systems, and vehicle safety systems are all addressed.

Section 2 - Initial On-Scene Steps

The second video reviews the initial steps that should be taken after arrival on scene and how to make the scene safe using the identify, immobilize, disable procedure.

Section 3 - Vehicle Recovery & Towing Considerations

The third video focuses on the different types of incidents that may be encountered. It covers vehicle recovery and towing considerations specific to gaseous fuel vehicles, including safety procedures.

Section 4 - Fuel Cell Vehicle Operations

The final video serves as an introduction to operating at incidents involving fuel cell vehicles. Vehicle types, hydrogen properties, systems, and vehicle safety systems are all addressed. This video also covers vehicle recovery and towing considerations specific to fuel cell vehicles, including safety procedures.

Training Tools

Additional Research

# data[].attributes.attachment_link.title
NFPA Alternative Fuel Vehicle Training for tow operators

# data[].attributes.attachment_link.description
NFPA offers free online safety training to tow operators as they increasingly engage in recovery operations involving alternatively fueled vehicles, including electric, hybrid, hydrogen fuel cell, bio-diesel and gaseous fuels such as CNG (Compressed Natural Gas), LNG (Liquefied Natural Gas), LPG (Liquid Propane Gas), and their recharging/refueling stations.

# data[].attributes.attachment_link.description
Tesla Motors forpligter sig til at hjælpe brandvæsnet og redningspersonalet med at klare nødsituationer, hvor Tesla køretøjer er involveret. Der fås nødfrakoblinger til at frakoble bilen, når det er nødvendigt at skære sig ind i køretøjet for at redde passagerer.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Batterier af blysyre-typen er en velkendt og etableret teknologi med mere end 130 års historie i køretøjer. Blybatterier er forholdsvis billige i indkøb og er stadig det mest almindelige genopladelige batteri på verdensplan. Bly er et almindeligt forekommende materiale, men det er sundhedsfarligt og miljøskadeligt. I de industrialiserede lande er der derfor et effektivt genanvendelsessystem. Blybatterier anvendes stadig til elektrisk transport bl.a. i gaffeltrucks, elektriske scootere, handicap-køretøjer mm.
Nikkel-metal-hydrid
Nikkel-metal-hydrid-batteriet afløste nikkel-cadmium batteriet. Batteriet indeholder i modsætningen til cadmium-batteriet ingen giftige tungmetaller og har en højere energitæthed. Batteriet blev anvendt i mindre elektronik som bærbare PC'ere indtil lithium-ion teknologien tog over.
Smeltet salt:
(NaAlCl eller NaNiCl) er en batteriteknologi, der består af salt som elektrolyt, men typisk i kombination med nikkel, aluminium eller lignende. Denne batteriteknologi er særlig egnet til højtemperaturmiljø, idet arbejdstemperaturen er mellem 245°C og 350°C. Smeltet salt batterier kan dog også have fordele i områder med meget lave temperaturer, da batteriets belastningsevne ikke påvirkes af omgivelsestemperaturen. Ved høj intensitet, det vil sige dagligt brug, holder batteriet sig varmt og så nærmer ydelse og effektivitet sig litium-ion batterier. Den passive "selvafladning" er dog relativ høj (typisk 14-18% per døgn afhængig af isolering og omgivelsestemperatur), da smeltet salt-batteri vedligeholder sin høje temperatur ved hjælp af egen energi. Det relative energitab falder med stigende størrelse (mindre overflade, større volumen). Teknologien bliver derfor normalt først interessant ved 10kWh og opefter.

Den cykliske levetid anses for rimelig, det vil her sige 2000 til 3000 cycles. Der findes nogle få standard konfigurationer bl.a. en 48V-løsning, som anvendes i forbindelse med mobiltelefon-stationer.
Lithium-ion:
Litium-ion er en overordnet fælles betegnelse for en lang række forskellige batteriteknologier. Betegnelsen dækker over en lang række forskellige sammensætninger af materialer - alle i forbindelse med litium - fx kobolt, mangan, jernfosfat, titanium, grafit - enkeltvis eller i kombination med hinanden. Siden introduktion af teknologien i 1990'erne har der været skarp konkurrence om at forbedre energiindhold og fra et meget højt niveau er priserne nu ved at blive konkurrencedygtige i forhold til blysyre-teknologien, når der ses på omkostningen i hele levetiden.
Litiumjernfosfat:
(også kaldet LiFePO ₄ eller LFP), er en væsentlig gren af litium-ion teknologierne. LFP er generelt en ret robust og sikker teknologi. Energitætheden er lidt mindre end mange øvrige Li-Ion varianter, men LFP vejer væsentligt mindre end tilsvarende bly-baserede batterier. Der kan være et stort spænd i indkøbspriserne når man sammenligner LFP og Bly, og billige LFP-batterier kan i nogle tilfælde yde det samme som dyre bly-batterier. Som de fleste andre batteriteknologier begynder LFP-batterier at tabe levetid, når temperaturen bliver for høj. Den cykliske levetid anses for at være rimelig god, det vil sige 2000 til 5000 cycles for LFP, når den anvendes korrekt og beskyttes af et egnet BMS (Battery Management System).

Anvendelse
Startbatteri i biler samt til fritidsbrug i både, husvogne, UPS anlæg, Billigere solcelle lagre

Back-up for telekommuni-kationsanlæg, UPS-anlæg, jernbane, elbil, varevogne mm

Hybrid biler; Håndværktøj; trådløse telefoner; solcellelamper

Bærbart udstyr, højenergibatteri i el-biler,

Labtops, mobiltlf, kamera, håndværktøj, robotter til haven

Sikkert højenergibatteri til elektrificering af transport og opgradering fra bly

Fordele
Kan fungere under mere ekstreme høje og lave temperaturer -

Højeste energitæthed for genopladelige bat.

Er meget robust og kan klare flere lade-cyklusser end andre teknologier

Mulighed for høj effekttæthed (til hobbyformål findes batterier med 120C effekt)

Kan laves uden eksotiske eller miljøfarlige materialer

Ulemper
Nogle typer har en lidt højere selvafladning

Risiko for overophedning pga. energitæthed, der kan opstå gnister ved kortslutning

Ikke så høj energi-

densitet som andre Li-Ion batterityper

Slidtage
Dybdeafladning ødelægger batteriet

Mekanisk vibration og mange størkne-smelte cyklusser kan nedbryde batteriet

Overopladning slider på batteriet

Opbevaring og brug ved høje temperaturer (>45 °C) forringer levetiden og ødelægger batteriet. Dybdeafladning og overopladning slider voldsomt.

Mister kapacitet ved lave temperaturer. Reduktion på 25-30 % fra 20 °C til -10 °C.

Kan anvendes ved lave temperaturer, men lavere effekt og energi. Reduktion på 5-10 % fra 20 °C til -10 °C

Temperatur-følsom.

Temperatur-følsom, men der findes varianter, der kan yde ned til -40°C.

Opladning kun ved meget lav effekt eller helt frarådet, når temperaturen er under 0°C.

Reduktion af ydeevne jo lavere temperaturen er.

Temperatur-styring anbefales.

Opladning kun ved meget lav effekt eller helt

frarådet, når temperaturen er under 0°C.

Reduktion af ydeevne jo lavere temperaturen er.

Temperaturstyring anbefales.

Gen-anvendelse
Miljøfarlig. Kun bortskaffelse til genanvendelses-system

Kan genanvendes.

Kan indgå i produktion af stål

Kan genanvendes, så nettobehov for litium og sjældne stoffer reduceres. Genanvendelses-muligheder i Tyskland.

Kan genanvendes, så nettobehov for litium og sjældne stoffer reduceres.

Genanvendelses-muligheder i Tyskland.

Mindre miljøfarlig, men bør gen-anvendes for indvinding af nikkel-ressourcen

# data[].attributes.attachment_link.description
Batterier af blysyre-typen er en velkendt og etableret teknologi med mere end 130 års historie i køretøjer. Blybatterier er forholdsvis billige i indkøb og er stadig det mest almindelige genopladelige batteri på verdensplan. Bly er et almindeligt forekommende materiale, men det er sundhedsfarligt og miljøskadeligt. I de industrialiserede lande er der derfor et effektivt genanvendelsessystem.