充電ステーションの内部リレーは通常開いていますか?または閉じていますか?

電気自動車充電ステーション (EVSE) 内の内部リレーは常に通常開 (NO) です。これはオプションではありません。これは、すべての充電器が従わなければならない基本的な安全規則です。

「通常オープン」とは、スイッチがデフォルトでオフのままであることを意味します。まず厳格な安全検査に合格しない限り、車に電力を供給することはできません。次に、充電器のコンピュータがリレーを閉じるように指示します。

この設計により安全が確保されます。数千ワットが誤って流れないようにします。この記事では、この原理の背後にあるスマート エンジニアリングについて説明します。フェールセーフ設計と、毎回の充電前に行われるデジタル ハンドシェイクについて説明します。-

基本的な安全原則

EV の充電には「フェイルセーフ」設計が採用されています。-つまり、何かが壊れた場合、システムは自動的に最も安全な状態に移行します。

ノーマルオープン (NO) リレーがこれを実現します。立ち続ける跳ね橋のようなものだと考えてください。橋を下げて交通（電気）を通過させるには、一定のエネルギーが必要です。

停電が発生すると、電磁石は瞬時に電力を失います。バネにより接点がすぐに引き離されます。これにより、高電力接続が切断されます。- 「橋」が上がり、道は安全になります。

内部の部品が故障した場合も同じことが起こります。制御回路が壊れると、「閉」信号を送ることができなくなります。システムは、デフォルトの安全な状態 - が開いていて電源がオフになっているだけです。

これにより、アクティブな高電力コネクタが、本来あるべきでないときにアクティブになることがなくなります。{0}これは、充電ステーションにとって最も重要な安全上の仕事です。これは、充電パイルの電力切り替えに必要な規格です。

デジタルハンドシェイク

メインコンタクタを閉じるのはランダムではありません。これは、SAE J1772 標準で定義された複雑な会話の最終ステップです。コントロール パイロット (CP) 信号は、車と充電器の間のこの会話を管理します。

このプロセスは、次の正確な手順に従います。

状態A：スタンバイ。EVSE は電源をオンにして待機します。コントロール パイロット ピンを介して安定した +12V DC 信号を送信します。メインコンタクタは開いたままになります。高電圧電力がコネクタに到達しません。-

状態 B: 車両が検出されました。コネクタを車に差し込みます。車の回路は特定の抵抗を生成します。これにより、CP 信号の電圧が +12V から約 +9V まで引き下げられます。 EVSE は、車が接続されていることを認識します。しかし、まだ充電する準備ができていません。接触器は開いたままになります。

状態 C: 充電準備完了。車は内部チェックを終了し、電源を入れる準備が整います。再び抵抗が変化します。これにより、CP 電圧がさらに約 +6V まで引き下げられ、準備ができていることがわかります。これはあなたの車の正式な「電力要求」です。

EVSEの最終チェック。EVSE は状態 C を検出すると、最終的な安全性チェックを実行します。確実なアース接続を確認し、内部障害をチェックして、すべての設定が安全であることを確認します。

コンタクタのアクティブ化。すべての手順が成功した後にのみ、EVSE の制御基板はリレーのコイルに低電圧電流を送ります。{0}}電磁石がオンになります。強力な磁界が発生し、耐久性の高い接点が互いに引き寄せられ、回路が閉じられます。-

このとき、独特の大きな「カチャカチャ」という音が聞こえます。車に接続すると、コネクタがロックされるときに小さなカチッという音が聞こえる場合があります。しかし、次に聞こえる大音量で満足のいく「カチャカチャ」という音は、この強力な常開コンタクタが閉じる音です。-これは、安全ハンドシェイクが機能し、車が充電中であることを示す明らかな兆候です。

パワーフロー。-高出力の AC 電気が EVSE から閉接触器を通って、ケーブルを通って車の車載充電器に流れます。充電セッション全体を通じて、EVSE は CP 信号とその他の安全対策を監視し続けます。

充電が完了または中断されました。車のバッテリーが満タンになると、CP 信号を変更して EVSE に信号を送ります。手動で充電を停止したり、車のプラグを抜いたり、過熱などの障害が発生した場合、EVSE はコンタクタのコイルへの電力を即座に遮断します。スプリング機構により接点が瞬時に切り離されます。これにより、電気の流れがミリ秒単位で停止され、システムが安全な開いた状態に戻ります。

安全でない代替手段

ノーマル オープン設計がなぜ重要なのかを理解するには、その逆であるノーマル クローズ (NC) リレーを考えてみましょう。このタイプのスイッチはデフォルトで「オン」のままです。 「オフ」にするためにはエネルギーが必要です。

EV 充電器に NC リレーを使用することは非常に危険です。 「もしも​​」のシナリオを見てみましょう。-

シナリオ 1: 停電。NC リレーの場合、デフォルトの状態は「クローズ」または「オン」です。停電中、リレーの制御コイルは電力を失いますが、接点は閉じたままになります。電力が回復すると、充電器は即座に作動します。必要な安全ハンドシェイクやチェックを行わずに、高アンペア電流を車に送ります。-これにより、直ちに火災や感電の危険が生じます。

シナリオ 2: 制御回路の故障。EVSE の制御基板に障害が発生すると、NC リレーに開く信号を送る機能が失われます。回路は永続的に稼働したままになります。充電が完了した後、または誰かがプラグを抜こうとした場合でも、コネクタには高電圧がかかります。これにより、危険な電気アークが発生する重大な危険が生じます。

この「失敗すると致命的」な動作により、常閉リレーは EV 充電などの高電力用途には完全に不適切になります。-

コンテキスト内のコンタクタ

常開コンタクタは EVSE の安全システムの「筋肉」ですが、単独では機能しません。それは、複数の安全層を作成するセンサーとコンピューターからなるスマートな「神経システム」によって制御されます。 IEC 61851 などの国際安全規格や UL 2594 などの北米規格では、これらのシステムが必要です。

EV 充電器リレーの安全性の追加レイヤーには次のものが含まれます。

漏電遮断器 (GFCI):この高感度の保護システムは電流の流れを常に監視しています。数ミリアンペアほどの小さな不均衡を検出すると-、地面に漏れます。これは人体に電流が流れた場合に発生する可能性があります-。ほんの数秒でトリップします。このトリップ信号は、メイン コンタクタに直ちに開くように指示します。人間に危害が及ぶずっと前に、すべての電力が遮断されます。

溶着コンタクタの検出:この重要な自己チェック機能は、毎回の充電セッションの前に実行されます。{0} EVSE のコントローラーはコンタクターをテストして、実際に開いているかどうかを確認します。以前の故障または磨耗により接点が溶着して遮断されている場合、コントローラはこの「固着」状態を検出します。新しい充電セッションの開始が拒否され、障害コードが表示されます。これにより、接続時にプラグが切れる危険な状況が防止されます。

温度監視:高電力充電では熱が発生します。-最近の EVSE には、ユニット内に熱センサーが搭載されており、多くの場合、充電コネクタのハンドル自体に熱センサーが搭載されています。温度が高くなりすぎると、EVSE のコントローラーが動作を開始します。まず充電電流を減らして温度を下げる可能性があります。熱が上昇し続けると、損傷や火災を防ぐためにコンタクタが完全に開くように命令され、充電が停止されます。

継続的な地上監視:安全で信頼性の高い接地接続が不可欠です。 EVSE は、電気パネルへのアース接続を継続的にチェックします。この接続が失われたり損傷したりすると、電気自動車充電制御システムは即座にコンタクタを開き、充電セッションを停止します。

実践的なポイント

この技術的な知識は、EV 所有者として充電器の動作を理解するのに役立ちます。音を解釈し、問題を解決し、賢明な購入決定を下すのに役立ちます。

充電器の音の解釈

充電器が発する音は、安全システムから直接フィードバックされます。プラグを差し込んだ後の「カチャカチャ」という大きな音は、NO コンタクタが閉じる音です。これにより、デジタル ハンドシェイクが成功したことが確認されます。これは良い音ですね。

充電中に充電器のメインユニットから一定の低いブザー音またはハム音が発生する場合は、コンタクタコイルの故障または接続の緩みを意味している可能性があります。これは検査が必要です。

車の電源を入れても何も聞こえない場合 -「カタカタ」という音が聞こえない - 場合は、安全ハンドシェイクが失敗したことを意味します。コンタクタを閉じるように指示されたことはありません。

「充電できない」のトラブルシューティング

車の電源は接続されているが充電されていない場合は、コンタクタの動作を重要な診断の手がかりとして使用してください。

「カタカタ」という音が聞こえましたか? と自問してください。

「はい」の場合:接触器が近づく音が聞こえました。これは、最初のハンドシェイクが機能し、電力が流れ始めたことを意味します。その後充電が停止した場合 (最初の充電の直後に 2 回目の「カチャカチャ」という音が聞こえたかもしれません)、開始後に別の安全システムが故障を発見しました。充電器のディスプレイまたはアプリに「地絡」や「過熱」などのエラーがないか確認してください。問題は握手ではない。それはリアルタイムの障害です。-

「いいえ」の場合:接触器が近づく音は聞こえませんでした。これは、最初の安全ハンドシェイクが失敗したことを意味します。充電器は電力を供給するコマンドを取得しませんでした。問題はコンタクタの前で発生します。一般的な問題を確認してください: コネクタは車のポートに完全かつしっかりと取り付けられていますか?充電ケーブルが損傷していませんか?車または充電器にハンドシェイクを妨げる既存の障害がありますか?

以前、「カチャカチャ」という音が鳴り、すぐに再び「カチャカチャ」という音が鳴り、充電セッションが失敗する充電器を見たことがあります。アプリに「地絡」エラーが表示されました。これは、NO リレーが完全に機能したことを示しています - 充電を開始しようとしたところ、GFCI が問題を検出し、即座にリレーを再度開くように指示し、車とユーザーの両方を保護しました。

購入時に注意すべきこと

EV 充電器を購入するときは、常に安全性とコンプライアンスを最優先してください。探すべき最も重要なことは、国家的に認められた試験機関 (NRTL) からの認定です。

製品とパッケージにある UL、ETL、または TÜV のロゴを探してください。この認証は、充電器が徹底的にテストされ、適用されるすべての安全規定を満たしていることを保証します。これにより、ユニットが適切なフェールセーフの常開コンタクタを使用することが保証され、GFCI、溶着コンタクタの検出、適切な温度監視などの必要な安全システムのフルセットが含まれるようになります。-

結論: 安全はデフォルトです

充電ステーションの内部リレーはノーマルオープンですか、それともノーマルクローズですか? EV 充電器の内部リレーは常にノーマルオープンです。これは機能ではなく、安全エンジニアリングの基本原則です。

この「フェイルセーフ」設計により、車と充電器の間の複雑なデジタル通信が正常に完了しない限り、高電圧が発生しないことが物理的に保証されます。-電気自動車の充電制御信号や他の多くのセンサーと連携して、強力な多層安全システムを構築します。-

EVSE コンタクタ機能の「カチャカチャ」という可聴音は、単なる音ではありません。これは、すべてのチェックに合格し、電力が安全に流れていることの証拠です。 EV の充電では、安全性は後回しではありません。-それがデフォルトで、電力が供給されておらず、意図的に設計された出発点です。- 

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