Yleisesitys sähköautojen latausjärjestelmistä.

1. Sähköautojen
latausjärjestelmiä
koskeva standardointi
Juha Vesa
Kehityspäällikkö

2. 2
8.1.2019 Juha Vesa
Liikenne sähköistyy

3. 3
8.1.2019 Juha Vesa
Yleinen Sähkötekniikka Televiestintä
Maailma
Eurooppa
Suomi
IEC = International Electrotechnical Commission
CENELEC = European Committee for Electrotechnical Standardization
TC 22/SC 37 21, 23H, 64, 69, 121B
TC 301 21X, 23H, 64, 69X
SK 23, SK 64, SK 69
Standardointijärjestelmä
Standardointiorganisaatio
ABB Oy
ARO Systems Oy
Destia Oy / Energiainfra
Energiateollisuus ry
Ensto Oy
Ensto Chago Oy
Fortum Oyj
LUT Energia
Metropolia AMKK
Parkkisähkö Oy
Schneider Electric Finland Oy
SGS Fimko Oy
Sähköinfo Oy
Teknologian tutkimuskeskus VTT Oy
Turvallisuus- ja kemikaalivirasto
Tampereen teknillinen yliopisto
Valmet Automotive Oy
SESKO ry

4. 4
8.1.2019 Juha Vesa
WG/MT/PT-ryhmien kansalliset
jäsenet
IEC CENELEC SESKO
Ehdotus uudeksi työkohteeksi (NP)
Äänestyskierros (CDV)
IEC-standardi
Parallel CDV-
äänestys
Parallel FDIS-
äänestys
EN-standardi
Aloite tai äänestys NP-ehdotukseen
ja kommentit ehdotukseen
Kansallinen lausuntokierros
Äänestykset (IEC & CENELEC)
Lausunnot tarvittaessa (CENELEC)
Äänestykset (IEC & CENELEC)
Kansallinen lausuntokierros
SFS-EN-standardi
Valmisteluvaihe
Y
L
L
Ä
P
I
T
O
J
A
K
S
O
Loppuäänestys (FDIS)
Ratifiointi (BT)
Lausuntokierros (CD)
Ylläpito
UAP
UAP
Lausunnot ehdotukseen
viimeistään (SK/SR)
SFS-standardi valmistellaan IEC:ssä!!!
IEC-, EN- ja SFS-standardien valmistelu (rinnakkaismenettely)
Valmisteluvaiheessa käytetään
usein DC-kyselyä.
Se on myös lausuntokierros

5. 5
8.1.2019 Juha Vesa
SESKO
IEC-standardi
Standardin valmistelu SK-komiteassa
Kansallinen lausuntokierros
Standardin täsmentäminen
SFS-standardi
SFS-standardin uusiminen
SESKOn hyväksyntä
Kansallinen aloite
Standardin julkaiseminen (SFS)
VilamourailmoitusNotifikaatio
Puhtaasti kansallisten standardien valmistelu
HD-asiakirja

6. 6
8.1.2019 Juha Vesa
Sähköautojen rakenne
Erilaisia sähköautoja
Plug-in Hybrid Electric Vehicle
AC-lataus
Akuston koko < 12 kWh
PHEV toimintasäde 10-50 km
Battery Electric Vehicle
DC- ja AC-lataus
Akuston koko > 20 kWh
BEV toimintasäde 50 - 500 km
Ladattava hybridi (PHEV) Täyssähköauto (BEV)

7. 7
8.1.2019 Juha Vesa
√ Auton turvallisuus - suuret jännitteet < 400 V vs. 12
V/24 V (normaali käyttö, huolto, poikkeustilanteet)
√ Latausjärjestelmän turvallisuus - suuret jännitteet ja
virrat < 1000 V/200 A (350 A)
√ Auton EMC ja matalataajuiset häiriöt 2 kHz…150
kHz ladattaessa
√ AC-lataus (lataustavat 1, 2 ja 3) & DC-lataus
(lataustapa 4)
• AC-latauksen pistokytkimet (IEC 62196-2)
• DC-latauksen pistokytkimet (IEC 62196-3)
• Kotitalouspistokytkimet
√ Kansalliset asiat (asennukset, olemassa olevan
infran hyödyntäminen, kuormitusten optimointi,
maantieteelliset seikat, ilmasto, suola)
Ajankohtaista juuri nyt
Tunnistus, tiedonsiirto,
protokollat, tietoturva,
laskutus, roaming
Sähköautojen ja latausjärjestelmien teknisiä haasteita
Johdoton lataus
Liittyminen sähköverkkoon,
kuormitusten hallinta ja
syöttö autosta verkkoon
Sähköbussien lataus
(johdollinen & johdoton)
Keveiden
sähköajoneuvojen
latausjärjestelmät
Lataustehojen
kasvattaminen
(→ 350 kW)
Samojen koskettimien käyttö
AC:lle ja DC:lle
Sähköautojen latausjärjestelmien standardointi

8. 8
8.1.2019 Juha Vesa
Sähköauton peruslataus (lataustapa 3)
• Vaihtosähkösyöttö erityisestä sähköautopistorasiasta
• Tunnistus- ja valvontajärjestelmä
• Latauspisteen pistorasioiden mitoitusvirta on 63 A yksi- tai kolmivaiheisena.
Pistorasiasta otettava virta valitaan automaattisesti käytössä olevan
syöttöverkon mukaan
• Max. 22 kW (43 kW)
• V2G-kommunikaatio mahdollistaa kuormitusten ohjauksen, virran syötön
verkkoon jne. (sähköauto osaksi sähköverkkoa)
Sähköauton teholataus (lataustapa 4)
• Tasasähkölataus ulkopuolisella tasasähkölaturista
• Max. 50 kW (erityisratkaisuin jopa 350 kW)
• Latausjohto kiinteästi latauspisteessä
Sähköauton varsinaiset lataustavat – SFS-EN 61851-1
(IEC 61851-1 Ed. 3.0 voimaansaattaminen EN-standardiksi kesken)
Sähköajoneuvojen lataustavat

9. 9
8.1.2019 Juha Vesa
Hidaslataus/tilapäinen (lataustapa 2) SFS-EN 61851-1
• Vaihtosähkösyöttö tavanomaisesta maadoitetusta kotitalouspistorasiasta
tai kolmivaiheisesta voimapistorasiasta liitäntäjohdolla, jossa on tarvittavat
suoja- ja ohjauslaitteet (ml. vikavirtasuoja) sisältävä yksikkö
• Latausvirta rajoitettava pitkäaikaisessa käytössä 8 A:iin (pistorasiat usein
vanhoja, kuluneita, rikkinäisiä)
LEV-lataus (lataustapa 1) IEC 61851-3
• Vaihtosähkösyöttö tavanomaisesta maadoitetusta kotitalouspistorasiasta,
joka on suojattu kiinteään asennukseen kuuluvalla vikavirtasuojalla
Hidas lataus ja kevyet sähköajoneuvot
Sähköajoneuvojen lataustavat

10. 10
8.1.2019 Juha Vesa
Peruslataus, 400 V, 3P, 32 A,
AC–lataus
(Lataustapa 3)
Lataustehot kasvavat
Lataustehot ja –ajat suunnilleen (20 kWH akku)
10-12 h10 min 5 h1 h
2,5
3,6
20
50
350 Suurteholataus (HPC) DC-lataus
auton ulkopuolisella laturilla
(Lataustapa 4)
Teholataus DC-lataus auton
ulkopuolisella laturilla
(Lataustapa 4)
Hidas lataus 230 V, 1P, max
8 A, AC–lataus
(Lataustapa 2)
kW
150
DC-lataustehot Suomessa
350 kW: Asennukset aloitetaan 2020
150 kW: Asennukset aloitettu 2018
50 kW: Nykyisin

11. 11
8.1.2019 Juha Vesa
Johdoton lataus
IEC 61980-1:2015 Electric vehicle wireless power transfer
systems (WPT) - Part 1: General requirements
Draft IEC/TS 61980-2 Ed. 1.0 - Part 2: Communication between
EV and infrastructure with respect to wireless power transfer
(WPT) systems, valmistuu 2019
Draft IEC/TS 61980-3 Ed. 1.0 Part 3 specific requirements for the
magnetic field power transfer systems, valmistuu 2019
Akunvaihtoasemat
IEC/TS 62840-1 Ed. 1.0 Electric vehicle battery swap system
Part 1: General and guidance
IEC 62840-2 Ed. 1.0 Part 2: Safety requirements
Johdoton lataus, akunvaihto
Sähköajoneuvojen lataustavat

12. 8.1.2019 Juha Vesa
12
Sähköauton standardit
Standardit
Auton turvallisuus
ISO 6469 ja ISO 17409
Auton EMC (yleinen)
ISO 7637, 11451 ja 11452
Akusto
SFS-EN 62660-1, -2, -3
(kennot)
ISO 12405-1, -2, -3
(akkupaketti)
Komponentit
Lukuisia standardeja
EV

13. 8.1.2019 Juha Vesa
13
Latausjärjestelmän turvallisuusstandardit
Standardit
Auton turvallisuus
ISO 6469 ja ISO 17409
Auton EMC (yleinen)
ISO 7637, 11451 ja 11452
Akusto
SFS-EN 62660-1, -2, -3 (kennot)
ISO 12405-1, -2, -3 (akkupaketti)
Komponentit
Lukuisia standardeja
Latauspisteestä (EVSE) autoon (EV)
SFS-EN 61851-1 Yleiset turvallisuusvaatimukset
SFS-EN 61851-21 On- ja off-board-laturin EMC, verkkovaikutukset
SFS-EN 61851-23 DC-latausasema
SFS-EN 61851-24 DC-latausasema/EV-kommunikaatio
SFS-EN 62196-1 ja -2 AC-pistokytkin
SFS-EN 62196-1 ja -3 DC-pistokytkin
SFS-EN 50620 Latauskaapeli ja SFS-EN 62752 Suojalaiteyksikkö
IEC 62955 Kiinteä RDC-DD-yksikkö lataustapaan 3
EVSE EV

14. 8.1.2019 Juha Vesa
14
Latauspisteen sähköasennuksen turvallisuusstandardit
Power plant &
Renewable
energy
Transmission
System
Distribution
System
EVSE EV
Standardit
Auton turvallisuus
ISO 6469 ja ISO 17409
Auton EMC (yleinen)
ISO 7637, 11451 ja 11452
Akusto
SFS-EN 62660-1, -2, -3 (kennot)
ISO 12405-1, -2, -3 (akkupaketti)
Komponentit
Lukuisia standardeja
Latauspisteestä (EVSE) autoon (EV)
SFS-EN 61851-1 Yleiset turvallisuusvaatimukset
SFS-EN 61851-21 On- ja off-board-laturin EMC, verkkovaikutukset
SFS-EN 61851-23 DC-latausasema
SFS-EN 61851-24 DC-latausasema/EV-kommunikaatio
SFS-EN 62196-1 ja -2 AC-pistokytkin
SFS-EN 62196-1 ja -3 DC-pistokytkin
SFS-EN 50620 Latauskaapeli ja SFS-EN 62752 Suojalaiteyksikkö
IEC 62955 Kiinteä RDC-DD-yksikkö lataustapaan 3
Latauspisteestä sähköverkkoon
SFS 6000-7-722 Latauspisteen asennus ja syöttö
IEC/TS 61439-7 Lataustolppa (koteloinnit yms.)
SFS-EN 61000-6-2 ja -3 EMC, immuniteetti ja emissio
SFS-EN 61140 Suojaus sähköiskulta
SFS-EN 61508 Sähköisten järjestelmien toiminnallinen turvallisuus

15. 8.1.2019 Juha Vesa
15
Tietoliikenne- ja tietoturvastandardit
Roaming
Clearing House
IEC 63119
IEC 63110
ISO/IEC 15118
Smart Grid
Intelligent
Transportation
Power plant &
Renewable
energy
Transmission
System
Operator
Distribution
System
Operator
EVSE EV
Transportation
System
Operator
Camera /
Sensors
Smart
devices
Charge Service
Provider (CSP)
Charging Station
Operator (CSO)
Charge Service
Provider (CSP)
Standardit
Tietoliikenne & Tietoturva
ISO/IEC 15118 -sarja V2G-tiedonsiirto
SFS-EN 61850-7-420 DER Datamodels
ISO/IEC 15408 –sarja Security technics
ISO/IEC 27001-1 Security technics, management
IEC 63110 Protocol for Management of EV charging
and discharging infrastructures
IEC 63119 Information exchange for EV charging
roaming service

16. 16
8.1.2019 Juha Vesa
Sähköautojen
pistokytkimet
Lataustapa 3 (peruslataus) – SFS-EN 62196-2
Type 1
CHAdeMO
Type 2
max. 3 x 63 A, 480 V AC
Eurooppalaiset ratkaisut
julkisissa latauspisteissä
(AFID 2014/94/EU ja
Laki 478/2017)
CCS 2 (Combo 2)
200 A, 1000 V DC
Lataustapa 4 (teholataus) – SFS-EN 62196-3
Sähköautojen pistokytkimet

17. 17
8.1.2019 Juha Vesa
enintään 22 kW
yli 22 kW
31.12.2019
31.12.2022
31.12.2016
31.12.2018 wireless, 31.12.2019 connectors
EU:n direktiivi liikenteen vaihtoehtoisista käyttövoimista (AFI)

18. 18
8.1.2019 Juha Vesa
Teholatausasema
CHAdeMO
CCS
AC
Lähde: ABB
Monta erilaista pistoketta

19. 19
8.1.2019 Juha Vesa
Sähköbussien lataus
Depot charging
CCS2
On-board
converter
Rooftop 4-pole
charging rails
Optimal size Li4Ti5O12
battery pack
AC traction motor
VMS
BMS
High DC voltage
powerline
Draft IEC 61851-23-1
Valmis 2019-06
Pantografi 150-450 kW
Lähde: ABB
Raskaiden ajoneuvojen lataus

20. 20
8.1.2019 Juha Vesa
Draft IEC TS 62196-3-1 Ed.1
• Jäähdytyksellä saadaan latauskaapelin johdinpoikkipinta (ja massa) putoamaan
järjellisiin arvoihin (240 mm2 → 70 mm2)
• Huolena se, että liittimien lämpenemät yms. aivan sallituissa ylärajoissa. Oletettavasti
lataustehot pienentyvät jonkin verran laskennallisista arvoista (turvamarginaali)
CCS2 + thermal cooling, 1000 V/400 A (Draft) – High power charging
Entistä nopeampaa latausta
• Jännite 200 – 920 V DC
• Latausteho 150 – 350 kW
• Valmis IEC/TS: 2019-06

21. 21
8.1.2019 Juha Vesa
IEC 60884-1 High load –pistokytkin
• Puristusliitokset
• Umpinaiset kosketintapit
• 16 A/2,5 mm2
• Lämpenemistesti 26 A, 5 h +1 h, min. 125 jaksoa
• ΔT = 35 K
• Pitkäaikainen kuormitus täydellä mitoitusvirralla
IEC 60884-1 Normaali pistokytkin
• Lämpenemistesti 22 A, 1 h
• ΔT = 45 K
• Ripustuskuorma 0,5 kg
• Kuormitus täydellä mitoitusvirralla tilapäistä
• Suomessa pitkäaikaisessa latauksessa
kuormitusvirta rajoitettu 8 A:iin
Puoli miljoonaa autolämmitys- ja
ulkopistorasiaa, joiden kuntoa ei
kukaan tiedä...
Sähköautokäytössä ollut
kotitalouspistorasia
High load (HL) plug and socket-outlet (Draft)
• Markkinoilla on myös erilaisin teknisin turvaratkaisun varustettuja
sähköauton lataamiseen erityisesti suunniteltuja latauskeskuksia,
joissa on ”normaali” pistorasia.
• IEC 60884-1 Ed. 4.0 ”parannettu schuko” ollut
lausuntokierroksella. Vastustusta !!!
• Valmis standardi ehkä Q4/2018
• SFS 5610 Ed. 5 valmistuu aikaisintaan 2019
Pistokytkimet

22. 22
8.1.2019 Juha Vesa
Sähköajoneuvojen lataussuositus 2018
http://www.sesko.fi/standardit/standardoinnin_aihealueita/sahkoautot_ja_latausjarjestelmat
Kohderyhmät
–taloyhtiöt
–isännöitsijät
–kuluttajat
–sähköauton hankinnasta kiinnostuneet
–sähköalan ammattilaiset
SESKOn SK 69:n suositus 2018 (3. painos)
SESKOn lataussuositus

23. 23
8.1.2019 Juha Vesa
Latausverkon suunnittelu ja tekniset vaatimukset sekä kunnon valvonta
• Asennukset SFS 6000 (SFS 6000-7-722) mukaisesti
• Järjestelmän kunto, kuormitus, häiriöt ja uuden kuormituksen liittämismahdollisuus
• Syötöt. Varaudutaan kuormituksen ohjaukseen, mittauksen järjestämiseen ja etähallintaan.
Tehonrajoitusta voidaan käyttää, jos syötetään useampia latauspisteitä
• Latauspistekohtainen ohjaus, tunnistus ja tarvittaessa mittaus
• Valitaan käyttöön ja ympäristöön soveltuvat latauspisteet, lukumäärä, sijoittelu jne.
• Pistorasiat suojataan mitoitustoimintavirraltaan max. 30 mA vikavirtasuojilla
• Varsinaiset sähköauton pistorasiat (mode 3): tyyppi B tai tyyppi A + DC-valvonta 6 mA
• Ryhmäjohtoon vain lataamiseen ja lämmittämiseen tarkoitettuja piirejä
• Maakaapelit suojaputkiin ja rakennuksissa noudatettava SFS 6000-4-42 ja -5-52
• Mitoitetaan kestämään pitkäaikaista täyttä kuormitusta kesällä (ilma 30 °C, maa 20 °C)
• Latauspisteen osalta otetaan huomioon ulkoiset tekijät (lumi, maantiesuola)
• V2G ja energiavarastot tarvittaessa
• Vikavirtasuojille, pistokytkimille ja muille säännöllistä huoltoa ja tarkastusta tarvitseville
laitteille kirjallinen kunnossapito-ohjelma
Kansallisen suosituksen pääsanoma
SESKOn lataussuositus
Kuluttajille ohjeita
• Käytettävä lataamiseen tarkoitettuja latauspisteitä.
• Nykyiset autolämmityspistorasiat ja muut kotitalouspistorasiat
eivät sovellu pitkäaikaiseen suuritehoiseen lataukseen teknisten
rajoitusten vuoksi. (Sähköautoja ladataan myös kesäisin).
• Lataustavan 2 latausjohdon painava suojalaiteyksikkö on tuettava.
• Vaatimusten mukaista latausjohtoa on käytettävä.
• Lataussähköä ei saa ottaa rakennuksen sisätiloista esimerkiksi
ikkunoiden tai ovien kautta.
• Jatkojohtoja ja adaptereita ei saa käyttää.
• Jos pistotulppa kuumenee latauksen aikana, on pistotulpassa tai –
rasiassa vikaa tai kulumia eikä latausta saa jatkaa.
• Lataus keskeytetään joko autosta tai irrottamalla latausjohdon
pistoke ensin auton vastakkeesta.

24. 24
8.1.2019 Juha Vesa
Viranomaisasiat ja lainsäädäntö
Sähköautojen latausjärjestelmiin liittyvä lainsäädäntö
478/2017 Laki liikenteessä käytettävien
vaihtoehtoisten polttoaineiden jakelusta
• AFI-direktiivin kansallinen käyttöönotto
https://www.finlex.fi/fi/laki/alkup/2017/20170478
• Lain tarkoituksena on varmistaa yhteiset tekniset määrittelyt
vaihtoehtoisten polttoaineiden julkisille lataus- ja
tankkauspisteille.
• Oleellista on, että sähköautojen julkinen lataaminen on
hoidettava älykkäästi ja siinä edellytetään peruslataukseen
käytettävän Type 2 -pistokytkimiä. Sähköauto ja sen
lataaminen on entistä enemmän osa sähköverkkoa ja –
markkinaa.
• Valtion tavoitteena on saada Suomeen 250 000
sähköajoneuvoa vuoteen 2030 mennessä.
• Laki on tullut voimaan 2017-08-01.
Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi (EPBD)
• Uudistettu direktiivi voimaan kesällä 2018 (implementoitava
kansallisesti kahden vuoden kuluessa)
• Vaaditaan, että uusiin ja peruskorjattaviin liikerakennuksiin ja
julkisiin rakennuksiin on tehtävä yksi latauspiste kymmentä
ajoneuvoa kohti. Asuinkiinteistöissä jokaiseen paikkaan
putkitus latausmahdollisuutta varten.

25. 25
8.1.2019 Juha Vesa
Sähköistyvän liikenteen vaikutukset standardointiin
Sähköautojen latausjärjestelmiä koskeva standardointi
Standardointirakenteet ovat olemassa ja toimivat
• Työtä tehdään aktiivisesti eri ja ryhmissä. Suomesta osallistutaan aktiivisesti.
• Standardeihin voi ja pystyy vaikuttamaan, nimenomaan kansainvälisissä työryhmissä.
• Jokainen voi valita osallistumistasonsa – seuraa, valvo tai vaikuta.
• Resursseja voi säästää osallistumalla standardointiin.
• Sähköturvallisuudesta ei tingitä
• Uusiutuvien luonnonvarojen hyväksikäytön myötä standardointityö on jo tehostunut
monilla alueilla (energiavarastot, hajautettu pientuotanto, energiatehokkuus)
• Kuormitusten hallinta korostuu
• Uudet energiatehokkaat ratkaisut ja uudet sovellukset antavat haastetta myös vanhojen
teknologioiden standardointiin (elektroniikka lisääntyy, EMC-häiriöt)
• Tuotestandardien ja järjestelmien yhteensopivuus korostuu (tuotteista järjestelmiin, IoT)
• Tiedonsiirto- ja tietoturvastandardien merkitys kasvaa
• Standardointi nopeutuu ja monimutkaistuu

26. 26
8.1.2019 Juha Vesa
Suunnannäyttäjä -
autoteollisuus vai
teleoperaattori?
Sähköautojen latausjärjestelmiä koskeva standardointi

27. 27
8.1.2019 Juha Vesa
Standardoinnin seuraaminen
www.sesko.fi
www.iec.ch/tc69
www.iec.ch/tc64
www.cenelec.eu
Standardien tilaaminen
sales@sfs.fi
Standardointiin osallistuminen ja vaikuttaminen
• SESKOn SK-komiteat ja seurantaryhmät
• SK 64 Pienjännitesähköasennukset
• SK 69 Sähköautot ja latausjärjestelmät
Lisätietoja standardoinnista
Lisätietoja
juha.vesa@sesko.fi
asiakaspalvelu@sesko.fi