تركيب شاحن سيارة كهربائية منزلي: 60م لخط المرآب

نظرة عامة على المشروع

اتصل صاحب منزل في سان دييغو، كاليفورنيا بمقاول كهربائي لتركيب موصل جداري من تسلا في مرآبه المنفصل. كان المرآب، الذي يقع على بعد حوالي 200 قدم (60 مترًا) من اللوحة الكهربائية الرئيسية في المنزل، سيكون بمثابة موقع الشحن الأساسي لسيارة تسلا Model Y الجديدة. طلب العميل أسرع سرعة شحن ممكنة لشحن بطارية السيارة بالكامل طوال الليل، مما يعني أن التركيب يجب أن يدعم سعة الشحن الكاملة البالغة 48 أمبير لموصل تسلا الجداري.

تُظهر دراسة الحالة هذه الأهمية الحاسمة لحسابات انخفاض الجهد للدوائر السكنية طويلة المدى وكيف يمنع التحليل الهندسي المناسب المشاكل المكلفة قبل حدوثها. ما بدا في البداية وكأنه تركيب بسيط لشاحن EV تطلب دراسة دقيقة لحجم الأسلاك ومتطلبات NEC وتوقعات الأداء الواقعية. وفر قرار المقاول بالتحقق من حسابات انخفاض الجهد قبل البناء الوقت والمال وضمن رضا العملاء الكامل.

أصبحت تركيبات شحن السيارات الكهربائية واحدة من أكثر المشاريع الكهربائية السكنية شيوعًا، وتقدم تحديات فريدة يجب على الكهربائيين فهمها. على عكس الأحمال التقليدية 240 فولت مثل المجففات أو المواقد، تعمل شواحن السيارات الكهربائية كأحمال مستمرة—تسحب تيارها المقنن لمدة ثلاث ساعات أو أكثر خلال كل جلسة شحن. هذا التصنيف المستمر له آثار كبيرة على حجم الأسلاك وحسابات انخفاض الجهد.

فهم المتطلبات الفنية

يُعد موصل تسلا الجداري أحد أكثر معدات إمداد السيارات الكهربائية (EVSE) من المستوى 2 شيوعًا في السوق. عند تكوينه للحد الأقصى من الإخراج، يوفر 48 أمبير من تيار الشحن المستمر عند 240 فولت، مما يوفر حوالي 11.5 كيلووات من الطاقة للسيارة. يتيح ذلك لسيارة تسلا Model Y إضافة حوالي 44 ميلاً (حوالي 70 كم) من المدى في الساعة من الشحن—وهو ما يكفي لشحن البطارية بالكامل طوال الليل، حتى بعد يوم كامل من القيادة لمسافات طويلة.

وفقًا للمادة 625.40 من NEC، يجب تحديد حجم دوائر شاحن السيارات الكهربائية بنسبة 125% من الحمل الأقصى، لأن شحن السيارات الكهربائية يفي بتعريف الحمل المستمر في المادة 100. لذلك، يتطلب شاحن 48 أمبير أسلاكًا وحماية من التيار الزائد مقدرة بـ 60 أمبير على الأقل. استنادًا فقط إلى متطلبات سعة تحمل التيار من الجدول 310.16 من NEC، يوفر موصل نحاسي 6 AWG مع عزل مقدر بـ 75 درجة مئوية سعة تحمل تيار تبلغ 65 أمبير، مما يتجاوز متطلبات 60 أمبير ويبدو كافيًا.

ومع ذلك، فإن المقاولين ذوي الخبرة يدركون أن سعة تحمل التيار وحدها لا تروي القصة بأكملها. تخلق المسافة الطويلة البالغة 200 قدم من اللوحة إلى المرآب مقاومة كبيرة في الدائرة، وتتسبب هذه المقاومة في انخفاض الجهد على طول طول السلك. إذا كان انخفاض الجهد مرتفعًا جدًا، فقد لا يتلقى الشاحن جهدًا كافيًا للعمل بكامل طاقته، مما يؤدي إلى انخفاض سرعات الشحن وعدم رضا العملاء.

تحليل انخفاض الجهد: التصميم الأولي 6 AWG

قبل شراء المواد، قام المقاول بتحليل التركيب المقترح 6 AWG باستخدام حاسبة انخفاض الجهد الاحترافية الخاصة بنا. كشف الحساب عن مشكلة كبيرة كان من الممكن أن يتم تجاهلها لو تم النظر فقط في سعة تحمل التيار:

يتجاوز انخفاض الجهد بنسبة 3.93% الحد الموصى به بنسبة 3% للدوائر الفرعية في ملاحظة المعلومات NEC 210.19(A)(1). على الرغم من أن انخفاض الجهد من الناحية الفنية هو توصية وليس إلزاميًا في معظم الولايات القضائية، إلا أن تجاوز هذا الحد يمكن أن يكون له عواقب عملية على أداء المعدات وكفاءة الطاقة.

يوصي NEC أيضًا بألا يتجاوز إجمالي انخفاض الجهد من مدخل الخدمة إلى المنفذ النهائي 5%. مع استهلاك الدائرة الفرعية وحدها ما يقرب من 4% بالفعل، يبقى مجال صغير لانخفاض الجهد في موصلات التغذية أو مدخل الخدمة. خلال أوقات ذروة الطلب على الكهرباء المنزلية—عندما تعمل أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء وسخانات المياه والأحمال الرئيسية الأخرى في وقت واحد—يمكن أن ينخفض الجهد الفعلي عند الشاحن أكثر.

الحل الأمثل: الترقية إلى 4 AWG

بناءً على تحليل انخفاض الجهد، أوصى المقاول بالترقية إلى موصلات نحاسية 4 AWG. يوفر حجم السلك الأكبر هذا مقاومة أقل بكثير، مما يترجم مباشرة إلى انخفاض جهد مخفض. إليك كيف عمل التصميم المحسّن:

عند 2.46%، يفي انخفاض الجهد الآن بشكل مريح بتوصية الدائرة الفرعية 3% مع مجال للمناورة. يترك هذا مساحة كافية لمدخل الخدمة ويضمن حصول الشاحن على جهد كافٍ حتى خلال أوقات ذروة الطلب على الكهرباء المنزلية. كانت تكلفة المواد الإضافية للترقية من 6 AWG إلى 4 AWG حوالي 180 دولارًا (لـ 400 قدم من الكابلات المطلوبة)—وهو استثمار صغير مقارنة بالتكاليف المحتملة لإعادة الاتصال أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها أو عدم رضا العملاء.

تحليل التكلفة والفائدة

النتائج والتحقق من الأداء

النقاط الرئيسية لتركيبات شواحن السيارات الكهربائية

احسب تركيب سيارتك الكهربائية

هل تخطط لتركيب شاحن سيارة كهربائية؟ استخدم حاسبة انخفاض الجهد الاحترافية الخاصة بنا للتحقق من أن حجم السلك الخاص بك يفي بتوصيات NEC ويوفر لعملائك أداء شحن كامل. تدعم الآلة الحاسبة الخاصة بنا الحسابات أحادية الطور وثلاثية الطور، والأسلاك النحاسية والألومنيوم، وتوفر نتائج فورية مع تحليل مفصل.