Os veículos eléctricos passaram de curiosidade de nicho a realidade dominante. E com milhões de novos carregadores a serem instalados em todo o mundo, a questão de saber se esses carregadores funcionam corretamente - e em segurança - torna-se mais premente a cada dia que passa.
É aí que um testador de carga para automóveis entra em cena. Nem toda a gente sabe o que estes instrumentos fazem ou porque existem. É justo. A tecnologia ainda não é familiar para muitas pessoas, incluindo alguns electricistas que ainda não se depararam com requisitos de teste específicos para veículos eléctricos. Mas é importante compreender o objetivo desta ferramenta, quer se trate da instalação de carregadores, da gestão de redes de carregamento ou apenas da curiosidade de saber como é verificada a segurança do carregamento.
Funções principais de um verificador de carregamento de automóveis
Verificação da segurança eléctrica
No seu nível mais básico, um aparelho de teste de carregamento de automóveis confirma que uma instalação de carregamento é eletricamente segura. Esta parte sobrepõe-se aos testes eléctricos convencionais - medindo coisas como a resistência da terra de proteção, a integridade do isolamento e a impedância do circuito. Não há nada de exótico aqui.
Mas um aparelho de teste de carregamento de automóveis vai mais longe. Verifica os dispositivos de proteção específicos das instalações de carregamento de veículos eléctricos, incluindo os dispositivos de corrente residual concebidos para detetar correntes de falha de corrente contínua. Os RCDs normais tratam bem os defeitos de corrente alternada, mas o carregamento de veículos eléctricos pode produzir fugas de corrente contínua que cegam a proteção convencional. Este é um cenário que vale a pena testar, obviamente.
As principais funções de segurança eléctrica incluem:
- Medição da continuidade da terra de proteção
- Verificação da resistência do isolamento com tensões de ensaio adequadas
- Ensaio do tempo de disparo do RCD com correntes de defeito nominais e elevadas
- Verificação da capacidade de deteção de corrente residual DC
- Confirmação da tensão de alimentação e da frequência
Análise de sinais de comunicação
É aqui que as coisas se tornam interessantes - e onde um aparelho de teste de carregamento de automóveis se distingue realmente dos instrumentos eléctricos gerais. Os carregadores de veículos eléctricos não se limitam a fornecer energia. Comunicam com o veículo através de um sinal piloto de controlo antes, durante e após cada sessão de carregamento.
Este sinal piloto é uma onda quadrada, tipicamente oscilando a 1kHz, que transporta informação através dos seus níveis de tensão e ciclo de trabalho. A tensão informa o veículo do estado que o carregador reconhece. O ciclo de funcionamento comunica a corrente máxima disponível. Se alguma destas coisas correr mal, o carregamento não arranca ou funciona fora dos parâmetros de segurança.
Um aparelho de teste de carregamento de automóveis mede e avalia estes sinais através da simulação de um veículo ligado. Apresenta ao carregador as caraterísticas eléctricas de um veículo elétrico real e, em seguida, monitoriza a forma como o carregador responde em cada fase.
Os estados de carga seguem uma sequência definida:
- Estado A - nenhum veículo detectado, piloto a +12V
- Estado B - o veículo está ligado mas não pede energia, o piloto cai para +9V
- Estado C - veículo pronto e a solicitar carregamento, piloto a +6V
- Estado D - ventilação necessária (rara nos veículos modernos), piloto a +3V
- Estado E/F - condições de erro com assinaturas de tensão específicas
Um aparelho de teste de carregamento de automóveis percorre cada estado relevante e regista se o carregador produz tensões corretas e transições adequadas.
Como é que um verificador de carregamento de automóveis simula veículos
Porque é que a simulação é importante
Testar um carregador com um veículo elétrico real parece lógico, mas revela-se impraticável por várias razões. Os veículos não fornecem dados de medição sobre o que está a acontecer na interface eléctrica. Ou carregam ou não carregam - um resultado binário que não revela nada sobre condições marginais ou desempenho degradante.
Um aparelho de teste de carregamento de automóveis substitui o veículo por uma simulação controlada que apresenta cargas e impedâncias eléctricas específicas, medindo simultaneamente a resposta do carregador. Esta abordagem fornece dados granulares em vez de apenas uma resposta sim/não.
Teste-piloto de proximidade
| Valor da resistência PP | Corrente nominal do cabo | Resposta esperada do carregador |
|---|---|---|
| 100Ω | 63A | Limite de saída a 63A |
| 220Ω | 32A | Limitar a saída a 32A |
| 680Ω | 20A | Limite de saída a 20A |
| 1.5kΩ | 13A | Limite de saída a 13A |
| Aberto/sem ligação | Não foi detectado nenhum cabo | Não energizar |
Quando é utilizado um verificador de carregamento de automóveis
Colocação em funcionamento e manutenção periódica
A aplicação mais crítica é durante o comissionamento inicial - o primeiro teste abrangente antes de um novo carregador entrar em funcionamento. Cada medição serve como uma linha de base, um instantâneo do desempenho da instalação como pretendido (esperemos) desde o início.
Os novos testes periódicos registam então quaisquer alterações em relação a essa linha de base. Os componentes envelhecem, as ligações afrouxam devido a ciclos térmicos e a exposição ambiental tem o seu preço nas instalações exteriores. Sem testes regulares utilizando um aparelho de teste de carregamento de automóveis, a degradação passa despercebida até que algo falhe.
As etapas de teste típicas são mais ou menos assim:
- Primeira colocação em funcionamento antes da primeira utilização
- Verificação anual de segurança e funcionalidade
- Após qualquer modificação, reparação ou avaria comunicada
- Na sequência de fenómenos meteorológicos significativos para instalações expostas
- Quando a propriedade ou a gestão da instalação muda
Resolução de problemas de falhas de carregamento
Quando um carregador deixa de funcionar ou tem um comportamento irregular, um aparelho de teste de carregamento de automóveis torna-se uma ferramenta de diagnóstico. Em vez de trocar componentes na esperança de resolver o problema - uma abordagem que custa tempo e dinheiro - o aparelho de teste identifica especificamente o que está a falhar.
A tensão do sinal piloto está fora de tolerância? Um RCD está a disparar prematuramente? O circuito do piloto de proximidade não está a ser lido corretamente? Estas são perguntas que podem ser respondidas quando o instrumento correto está ligado. Sem um aparelho de teste de carregamento de automóveis, a resolução de problemas depende muito da experiência e da intuição, que por vezes funciona, mas outras vezes falha de forma dispendiosa.
O que um verificador de carregamento de automóveis não pode fazer
Limitações que vale a pena conhecer
Nenhum instrumento faz tudo, e a gestão das expectativas em relação a um aparelho de teste de carregamento de automóveis ajuda a evitar uma confiança injustificada. Algumas limitações notáveis:
- A maioria dos aparelhos de teste centrados em CA não consegue verificar os protocolos de carregadores rápidos de CC, como as camadas de comunicação CCS ou CHAdeMO
- A conetividade da rede e a funcionalidade do sistema de pagamento não se inserem no âmbito dos ensaios eléctricos
- A previsão da fiabilidade a longo prazo não é possível a partir de medições pontuais
- A avaliação interna do estado da eletrónica do carregador vai além do que os testes externos revelam.
Se quiser saber mais sobre o aparelho de teste de carregamento de automóveis, leia O que é um aparelho de teste de carregadores de veículos eléctricos.
FAQ
Um aparelho de teste de carga para automóveis é diferente de um multímetro normal?
Significativamente, sim. Um multímetro mede quantidades eléctricas básicas como tensão, corrente e resistência. Um aparelho de teste de carregamento de automóveis também faz isso, mas acrescenta a simulação do veículo, a análise do sinal piloto, a verificação da transição de estado, o teste piloto de proximidade e o teste RCD especializado, incluindo a deteção de falhas DC. A análise do piloto de controlo requer, por si só, a medição de níveis de tensão precisos em estados de carregamento específicos e a avaliação do ciclo de funcionamento de um sinal PWM de 1kHz - tarefas que não se enquadram na capacidade de um multímetro normal.
Quem utiliza normalmente um aparelho de teste de carregamento de automóveis?
Os electricistas e técnicos especializados na instalação de carregamento de veículos eléctricos são os principais utilizadores. Os operadores de redes de carregamento utilizam-nos para a manutenção contínua e a garantia de qualidade nas suas carteiras de estações. Os inspectores eléctricos e os auditores de conformidade utilizam-nos para verificar se as instalações cumprem os requisitos do código antes de aprovarem o funcionamento. Alguns operadores de frotas com um grande número de carregadores no local de trabalho mantêm um aparelho de teste de carregamento de automóveis disponível para as equipas de manutenção internas.
Que formação é necessária para utilizar um aparelho de teste de carregamento de automóveis?
Um eletricista competente pode aprender o funcionamento básico em poucas horas de prática. Compreender o significado das medições e como interpretar os resultados limite demora mais tempo - provavelmente um curso de formação dedicado de um a dois dias mais várias sessões de campo supervisionadas. As interfaces dos instrumentos tornaram-se mais intuitivas nos últimos anos, com sequências de teste guiadas e indicadores claros de aprovação/reprovação que reduzem um pouco a curva de aprendizagem.
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