Naredi sam · Arber Kramar · januar 2018
Domača polnilnica EVSE
Kako sem iz krmilnega vezja, vtičnice Mennekes in nekaj elektro materiala sestavil domačo polnilnico do 11 kW.
- do 11 kW (3 × 16 A)
- tip 2 + J1772
- tok nastavljiv 5–16 A
Članek opisuje osebni projekt člana iz leta 2018 in ni navodilo za uporabo. Dela na električni napeljavi in priklop naprav na omrežje sme izvajati le usposobljen elektroinštalater, ki naj polnilnico pred uporabo tudi preizkusi. Doma sestavljena polnilnica nima certifikatov, kot jih imajo tovarniške, kar lahko vpliva tudi na zavarovanje. Nekatere povezave na izdelke morda niso več veljavne.
Pri nakupu Opel Ampere sem ugotovil, da bom doma potreboval še eno priključno mesto. Glede na 3 kW, ki jih zmore Amperin polnilnik, to niti ni problem. Na spletu sem našel kar nekaj zapisov o domači polnilnici. Pri nas je nekako standardizirana trifazna 7-polna vtičnica Mennekes (EV AC L2), zato sem se odločil za vgradnjo te.
Dobil sem tudi ameriški konektor J1772, s katerim bom polnil Ampero. To je enofazni konektor za do 32 A. Ta konektor bom s kablom vgradil na polnilnico in ga povezal s tisto fazo, ki je v hiši najmanj obremenjena.
Za domačo uporabo nameravam tok omejiti na 16 A, kar pri trifazni povezavi vseeno pomeni 11 kW polnjenja. Pregledal sem zasnovo postaje EVSE, delovanje in nadzor toka AC ter omejitve. Tehnične lastnosti, vrednosti uporov in način delovanja najdete v opisu signalizacije J1772.
Po internetu sem preučil različne ideje za EVSE. Najbližje mi je bila češka zasnova Simple EVSE, ki se prodaja tudi kot komplet pri EV Power. Pri brskanju po eBayu pa sem odkril prodajalca, ki prodaja že sestavljen komplet vezja z vsemi priključki in napajalniki, po želji tudi s kablom in konektorjem za vozilo.
Paket je prispel v treh dneh. Zraven sem dobil navodila in shemo vezave, ki je bila zelo nedvoumna. Všeč mi je, da ima vezje že vgrajene kontakte, ki ne zahtevajo lotanja, kable samo pritrdimo s priloženimi sponkami.
Material
Kaj sem potreboval
- Krmilno vezje EVSE (komplet z vsemi priključki in napajalnikom)
- Vtičnica Mennekes tip 2 (trifazna, 7-polna)
- Konektor J1772 (tip 1) s kablom za vozilo
- Ohišje približno 150 × 200 mm z vgrajenimi uvodnicami
- Trifazni kontaktor Elco VS-420-40 za montažo na tračnico
- Analogni ampermeter AC 0–20 A
- 12 V LED s preduporom in robustna tipka
- 5-polni 16 A moški priključek za trifazno vtičnico
- Kabel 5 × 4 mm² in mehki kabli 4 mm²
- Upor 680 Ω med PP in PE
V trgovini z elektronsko opremo sem izbral ustrezno škatlo. Morala je meriti približno 150 × 200 mm, ker sem na pokrov spodaj vgradil vtičnico Mennekes, zgoraj pa igličasti ampermeter do 20 A. Kupil sem še trifazni kontaktor Elco VS-420-40, ki je idealen, ker ga lahko montiram na tračnico z varovalkami. V svoji zalogi sem našel še 12 V LED s preduporom, pripravljeno za montažo na ploščo, in robustno tipko.
Med delom sem si premislil glede vgradnje varovalk. Varovalke 3 × 16 A B že imam vgrajene v omarici zunaj hiše, zato sem na polnilnico raje vgradil 5-polni 16 A moški priključek, ki ga lahko povežem na katerikoli trifazni priključek (z adapterjem). Polnilnica je torej pogojno prenosljiva.
Ker polnilnica sama ne pove ničesar o toku, ki trenutno teče skozi, sem potreboval prikaz toka. Ampermeter sem poceni dobil na eBayu iz Kitajske. Instrument je preprost in zaščiten pred vlago. Ker bom opazoval samo prvo fazo, zadošča prikaz do 20 A, paziti pa je treba, da kupite instrument za merjenje toka AC.
Postopek
Sestavljanje postaje
Navodila za vgradnjo in sestavljanje najdete tudi na elektrofahrzeug-umbau.de.
- Priklop na omaricoZa povezavo z električno omarico sem uporabil trifazni 5-polni kabel 4 mm². Za montažo elementov sem uporabil standardni kovinski profil, ki se ga dobi v vsaki elektro trgovini. Ker sem izbral škatlo z vgrajenimi uvodnicami, za kabel ni bilo treba vrtati lukenj.
- Vtičnica v pokrovuV pokrov sem zarisal položaj lukenj in obliko vtičnice glede na tesnilo. Sredinska luknja je precej velika, približno 50 mm. Najlažje je označiti robove s flomastrom in po robu zvrtati 4 mm luknje po celi krožnici. Nato sem z ozko pilo izpilil plastiko med luknjami, vstavil vtičnico in tesnilo ter privil matice.
- Kabli in upor PP–PEIz spodnjega dela vtičnice sem pobral pine in vanje zalotal kable. Pomagal sem si s plinskim gorilnikom in 100 W spajkalnikom. Pozor: med PP in PE je treba vezati upor določene vrednosti. Izbral sem upor 680 Ω, ki polnilnico deklarira za največ 20 A.
- LED in tipkaV pokrov sem zavrtal luknji za LED in tipko, ju zmontiral in nanju pripravil kable. Vezje že ima vgrajeno majhno LED in rezervirano mesto na konektorju za zunanjo LED. Izhod je že varovan z uporom 1 kΩ, zato lahko LED priklopimo neposredno. Tipko sem prav tako povezal na konektor, pine za potenciometer pa pustil prazne, saj bom tok nastavljal samo s tipko.
- Močnostni delMočnostne kable L1, L2 in L3 sem povezal neposredno na kontaktor, N in PE pa neposredno v vtičnico. Krmilno vezje jemlje napajanje iz L1 in N. Na plošči je tudi rele, ki vklaplja L1 proti kontaktorju, zato na postaji ni potrebna druga dodatna oprema.
- Signal CPPovezal sem še kabel CP, ki prenaša signal PWM z vezja v polnilnik vozila.
- KonektorNa strani konektorja sem kable zalotal v pine in sestavil vtičnico. Uporabil sem mehke kable 4 mm²; debelejši nimajo smisla, ker bo polnilnica dala največ 16 A.
- PreizkusNajprej sem vezje EVSE in kontaktor na suho priklopil na 230 V AC, samo za napajanje vezja, in preizkusil, ali kontaktor sklene, ko zazna prisotnost vozila oziroma kabla. Nato sem vse povezal do konca in polnilnico preizkusil s priključenim avtom.
Uporaba
Nastavitev toka s tipko
- Ko kabel vklopite v postajo, ta samodejno začne delovati s 16 A.
- Za manjši tok pritisnite in držite tipko, dokler LED ne začne hitro utripati.
- Štejte utripe: en utrip je 1 A. Ko dosežete želeni tok, spustite tipko.
- Najmanj je 5 A, največ pa toliko, kolikor dovoljuje upor med CP in PE.
Nova omejitev velja, dokler polnjenja ne prekinete in avta ponovno ne priklopite.
Nadgradnje
Bluetooth, Wi-Fi ali GPRS
Z modulom Bluetooth je mogoče s postajo komunicirati prek dopolnjene kode in aplikacije za Android. Dodati je mogoče tudi rele Wi-Fi ali GPRS, na primer Sonoff G1, s katerim polnilnico upravljamo na daljavo.
Uporabni viri
- Signalizacija J1772 (Wikipedia)
- Simple EVSE – češka zasnova (GitHub)
- Nastavitev omejitve toka s tipko
- EVSE komplet – EV Power
- EVSE Kit V1.1 – EV Power
- Navodila za sestavljanje (elektrofahrzeug-umbau.de)
- Modul Bluetooth in aplikacija za Android
- Rele Wi-Fi/GPRS Sonoff G1
- Krmilno vezje s kablom (eBay, 2018)
- Ampermeter AC 0–20 A (eBay, 2018)
Polnilnica je vpisana na PlugShare ›
Raje tovarniška polnilnica?
Preberite, katere vrste polnjenja obstajajo in koliko stane polnjenje doma.