Sähköajoneuvojen latausjärjestelmien suunnitteluohje

Abstract

Sähköajoneuvojen määrä on lisääntynyt viime vuosina jatkuvasti. Siksi myös niiden tarvitseman latausinfrastruktuurin on laajennuttava. Latauspisteitä tulisi sijoittaa niille alueille, joissa sähköautoilijat liikkuvat.

Vaikka latausjärjestelmiä on toteutettu Suomessa jo pitkän aikaa, jokaiselle sähkösuunnittelijalle ei välttämättä ole selvää, mitä niiden suunnittelussa täytyy ottaa huomioon. Latausjärjestelmä saatetaan usein tilata kokonaisuudessaan latausoperaattorilta. Sähkösuunnittelijan on kuitenkin hyvä tuntea latausjärjestelmän toiminta ja osata tarvittaessa suunnitella se. Siksi sähköajoneuvojen latausjärjestelmien suunnitteluohje toteutettiin yhteistyössä opinnäytetyön yhteistyökumppanin, Granlund Oy:n kanssa.

Ohje koostettiin suunnitteluvaiheittain. Suunnittelua ohjaavan ja tietoa tiivistävän pääasiassa tekstimuotoisen suunnitteluohjeen lisäksi laadittiin latausjärjestelmän mitoitus-laskentataulukko, jota voi hyödyntää latauspisteiden tai latausjärjestelmän mitoituksessa.

Työn teoriaosuus koostettiin eri lähteistä. Pääasiassa käytettiin virallisia lähteitä, kuten standardeja ja lakeja. Teoriassa tutustuttiin latausjärjestelmien määritelmiin sekä teknisiin ominaisuuksiin. Lisäksi käsiteltiin latausjärjestelmien suunnittelua ja toteutusta ohjaavia lakeja ja säädöksiä. Lopussa tutustuttiin latausjärjestelmien suunnitteluun liittyvään teoriaan.

Latausjärjestelmien suunnittelussa yksi tärkeimpiä seikkoja on kuormanhallinta. Ilman järkevää kuormanhallintaratkaisua kiinteistön liittymää jouduttaisiin kasvattamaan latausjärjestelmän takia ja runkojohtoja tarvitsisi mitoittaa turhan suuriksi. Se kasvattaisi kustannuksia merkittävästi ilman hyötyä. Muita latausjärjestelmien suunnitteluun liittyviä huomioita olivat latauskeskuksiin liittyvät erityispiirteet, latauslaitteiden sijoittaminen, hallinnoinnin ja laskutuksen toteutus ja kohteeseen sopivan latauspisteiden syöttötavan valinta. Näitä aiheita käsitellään opinnäytetyön tuotoksena laaditussa suunnitteluohjeessa, joka tullaan jakamaan Granlund Oy:n sähkösuunnittelijoiden käyttöön.

It is important for electrical designers to have knowledge and tools for designing electrical vehicle (EV) charging systems. This thesis, in collaboration with Granlund Ltd, provides electrical designers with a design guide for EV charging systems.

The objective of this study was to compile the essential information needed by electrical designers to design charging systems into a clear guide, which follows design phases of a project.

The theory of the thesis was compiled mainly from official sources such as standards, guides and the law of Finland. The design guide was based on the theory of this thesis. The theoretical section explores the definitions and technical characteristics of charging systems, covers the legal and regulatory framework underlying the design and implementation of charging systems and delves into the theory related to designing charging systems.

As a result of this work a design guide which will be distributed to the electrical designers of Granlund Ltd was created. It includes special considerations regarding designing EV charging systems such as the placement of the charging devices, implementation of management and billing, selection of a suitable supply method for the chargers and most importantly load management solutions. In addition to the primarily text-based design guide, a charging power calculation spreadsheet was created.