Réalisation chargeur amovible 9kW

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CHEVREUSE
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Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par CHEVREUSE » dim. 14 10 , 2018 11:36

.
J'ai déjà réalisé un chargeur amovible "15kW" :
http://www.vehiculeselectriques.fr/view ... 40#p205997
qui m'est revenu à ~1700€ prix très inférieur à ceux proposés sur le marché, mais appréciable quand même ! A cette occasion je me suis interrogé sur la possibilité de réalisation d'un chargeur avec comme objectif le coût le plus faible possible (juste pour le plaisir).

Chargeur 11kW basée sur alimentations bas coût CISCO :

Avec cette contrainte le résultat de mes recherches m'a conduit, dans un premier temps, à un projet de chargeur « 11kW » basé sur 4 alimentations CISCO 42V-3kW (ref AA23200 ou WS-CAC-3000W) alléché par la facilité de les trouver d’occasion à prix très modéré (ex : 145€ les 4, livrées et ~négociable sur ebay, chez hardware-valley en Belgique) :
https://www.ebay.fr/itm/CISCO-WS-CAC-30 ... :rk:1:pf:0
Le revers de la médaille est qu'elles sont assez volumineuses et lourdes : pour manipulation facile il me faut alors concevoir le chargeur en 2 parties de 17kg chacune (2 alimentations), ce qui serait éventuellement acceptable… ? L'intensité maximum devrait être limitée à environ 70A soit 11,2kW pour 160V et évidemment moins - en proportion de la tension pour tension inférieure!
Mais ces alimentations anciennes bas coût ne possèdent pas de limitation d’intensité ni possibilité de réglage de la tension et donc aucune possibilité de contrôler l'intensité : il faut un dispositif annexe. Je me suis orienté vers un dispositif de contrôle pilotant une «régulation moteur PWM» que l’on trouve facilement et abordable, sortie tension ajustable par potentiomètre ou tension de commande. Pour tester j’ai approvisionné une alimentation CISC0, une « régulation moteur PWM » et autres accessoires nécessaires. Résultat : le dispositif mis en place pour surveiller l'intensité et contrôler en boucle le « régulateur moteur PWM » a bien fonctionné mais c’est le « régulateur moteur PWM » lui-même qui a rendu l’âme après très peu de temps de fonctionnement dans les conditions les pires : contrôle intensité max à tension très basse, pourtant il était bien dans sa plage d'utilisation. Il faut admettre que la charge de batteries est un travail différent de la variation de vitesse d'un moteur pour lequel il est prévu! Après destruction de 4 x « PWM » le projet a été arrêté … !! Et réorienté.

A suivre ... et bien réalisation chargeur 9kW!
.
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par CHEVREUSE » dim. 14 10 , 2018 21:14

.
La suite :

Chargeur 9kW basé sur alimentations ELTEK FLATPACK2 HE

Ce n’est pas original : des alimentations de ce type ont déjà été utilisées avec succès, en particulier par des membres du forum, pour la réalisation de chargeurs. Le choix s’est porté sur des alimentations 3kW :
.
ELTEK Flatpack2 48V 3000W.pdf
.
l’inconvénient est qu’elles sont nettement plus chères et plus difficiles à trouver (abordables). Les avantages sont qu’il n’en faut, pour moi, que 3 (la tension étant de ~54V), que l’encombrement et le poids sont réduits (seulement 1,9kg/pièce) et surtout qu’il n’y a pas de nécessité impérieuse de contrôle d’intensité annexe, chaque alimentation possédant sa propre limitation d’intensité ~60A/puissance ~3kW.
Il serait possible d’ajuster éventuellement la limitation de leur tension/intensité max par leur « bus CAN » pour s’adapter au véhicule et à la fourniture d’énergie disponible, certains membres du forum l’on pratiqué avec succès. J’ai questionné à ce sujet « planétaire » qui m’a fourni des renseignements précis et fort détaillés pour contrôle par PC ou Arduino (grand merci), mais finalement j’y ai renoncé (provisoirement ?) – ce travail me semblant nettement hors de mes possibilités.

La réalisation

Elle a été assez simple
. 3 alimentations « ELTEK FLATPACK2 48V/3000W »
. 1 combo = indicateur digital U/I/P/Ah – max. 200V/75A
. 1 alimentation 12V-1A pour le combo
. 1 disjoncteur dc 63A
. 6m câble d’alimentation 5G4+ fiche T2-32A + composants pour leurrer la borne
. 2x6m de fils sortie dc 16mm2 + fiche Anderson SB120
. 3xsorties annexes 230V-3kW max. sur fiches femelles pour utilisations autres éventuelles
. matériels divers pour câblage, borniers, presse-étoupes, casing, peinture
.
schéma de cablage.pdf
.
1- alimentations ELTEK.jpg
2- confection des connexions en cuivre 2mm.jpg
3- shunt mesure intensité et carte indicateur digital .jpg
4- borniers alimentation et sorties.jpg
5- en haut alimentation 12V de l'indicateur digital et disjoncteur dc 63A.jpg
9- vers l'avant.jpg
10- vers l'arrière.jpg
11- les passe -fils.jpg
.
Le chargeur final mesure 450x270xH140mm et pèse 8,2kg (hors câbles et fiches)
Le poids des câbles + fiches est de 5kg, soit poids total 13,2kg
.
12- Chargeur CHG9.jpg
.
Essais

Pas de problème majeur, la borne accepte de fournir de l’énergie, les ELTEK établissent le courant en quelques secondes, la puissance est bien limitée à un bon 9kW et l’intensité à un bon 60A.
Bonne constatation, il n’y a pas un ELTEK qui effectue tout le travail de baisse de tension pour la limitation d’intensité : leurs tensions sont très voisines.
Malgré le bon rendement annoncé le boitier est relativement chaud à la longue, sans excès il me semble, c'est usuel pour ce genre de réalisation ...
L’une des sorties 230V-3kW est prévue pour alimenter la fiche Maréchal afin de charger en même temps par le chargeur Kangoo (2,3kW). Là il y a eu un problème car après quelques secondes de charge la Kangoo déclare forfait ; défaut « OFFnc ». Après examen il a été trouvé que le chargeur 9kW provoque une détection de défaut d’isolement par la Kangoo et une augmentation corrélative du nombre de défauts « ndtec » ! En poussant l’examen il a été trouvé qu’à l’utilisation le casing des ELTEK récupère une tension dc de quelques dizaines de V. Selon « faradohm » « c’est que la terre sert aussi de point froid aux secondaires des ELTEK et provoque un défaut d'isolement. Sûrement des capacités sur les pôles+/-, qui réagissent à l'essai d'isolement du CEVE par un léger pic de courant ». La suppression de la mise à la terre des casing ELTEK a solutionné le problème.
D’autres utilisateurs des ELTEK ont-ils rencontré ce problème et trouvé d’autres solutions de contournement du problème ?

Bilan

Lorsque l’on fabrique un modèle moins puissant et essaie de diminuer le prix de revient, il y a malheureusement un coût assez fixe qui devient non négligeable : c’est l’ensemble câbles alimentation + fils dc + fiches. Cela représente un prix d’achat de ~230€ .
Les alimentations ELTEK, pas toujours facile à trouver, représentent quand même une proportion importante du coût, les prix proposé sur ebay - d’occasion - pouvant facilement varier d’un facteur 3 ou 4 !! Il faut être patient, vigilant et réactif …Difficile de donner un prix vraiment représentatif car il dépend donc du moment de l’achat !!
Ensuite le reste, « combo », plus les divers autres composants, représente ~170€.

Le prix de revient de l’ensemble est quand même très nettement réduit par rapport à ma précédente réalisation (chargeur15kW - 1700€) puisque j’ai pu en fabriquer un second (sans fiches Anderson), vendu au prix de 850€ + port

N.B. : il y a de nouvelles alimentations « ELTEK type S » qui sont incroyablement petites et légères avec un bon rendement mais encore difficiles à trouver à prix au kW comparable aux présentes utilisées.
.
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par Mallusone » dim. 14 10 , 2018 21:26

Salut,

Il n'y a pas une erreur sur ton câblage ? Le P2 ne devrait pas aller sur la seconde prise ? sur ton plan P3 est distribué sur deux prises....

@+
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par CHEVREUSE » dim. 14 10 , 2018 22:11

.
Bien vu! Erreur d'inattention dans un schéma de câblage aussi simple ...
Le voici corrigé
schéma de cablage.pdf
Merci Mallusone
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par planetaire » lun. 15 10 , 2018 15:22

Pour ce qui est des "fuites", oui j'ai déjà eu. Actuellement je n'ai relié qu'une seule eltek sur mes 5 à la terre, sur la face opposée aux deux plots de neutre et phase. Comme les 5 sont reliées par 4 tiges filetées qui remplacent les vis d'origine, elles sont toutes à la terre.
Sur bornes publique triphasée ou monophasée cela ne pose pas de problème.
Par contre parfois sur des installations "domestiques" cela peut déclencher le disjoncteur différentiel. Là la solution est "non conventionnelle....."
Je me souviens de l'une d'elles qui n'acceptait que 3 eltek et pas 4 ou 5.

En général le véhicule est isolé du sol et les accus flottants, mais sous la pluie...

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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par d@f » mer. 24 10 , 2018 17:41

j'ai les même alim pour faire a peut prés la même chose.
seulement je compte les piloter via le can, et par rapport a mes tension min max il faut que je pilote les 3.
toujours pour des raison d'isolation je doit modifier les contrôleurs can pour passer avec des modèles opto-isolé....
gros taf car je ne sais pas si tu a démonté l'alim le contrôleur est soudé sur une carte fille et juste derrière un gros condo j’avoue que cela m'as légèrement freiné dans mon élan a ce niveau....

donc si tu ne régule pas tu a programmé les tension en fixe pour ta batterie et tu charge a Pmax a chaque fois ?
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par CHEVREUSE » mer. 24 10 , 2018 19:56

.
Oui, c'est ~cela mais d'après la documentation c'est un peu plus compliqué et j'ai vérifié le fonctionnement annoncé, il semble conforme :
. à 48V on obtient la puissance max. (3000W dans mon cas) et l'intensité max. (~62A) .
. la puissance est maintenue constante pour tension supérieure ou égale à 48V, donc l'intensité diminue avec la tension au-dessus de 48V
. en-dessous de 48V c'est l'intensité qui est maintenue constante donc la puissance diminue avec la tension
cela me parait bien conçu ...

Selon ce que j'ai retenu des conseils avisés et très détaillés de "planetaire" il est possible de contrôler l'intensité/tension/puissance par le bus CAN avec PC ou par "arduino". Compte tenu de ce que je souhaitais "contrôle simple par potentiomètre accessible au commun des mortels la solution arduino embarqué semblait plus adaptée. Préconisé un arduino "due" (environ 24€) capable de gérer 2 ELTEK plus, si besoin, un arduino "leonardo" (environ 23€) pour le 3ème ELTEK (ou 3 "leonardo") + alim et quelques bricoles. Le hard semble bien défini, facile à assembler et pas trop gros ni trop cher mais là ou j'ai calé c'est sur la programmation : il y a d'abord le langage arduino, qui bien que rébarbatif est connu et est peut-être accessible ... surtout pour ceux qui touchent déjà un peu. Ensuite les instructions spécifiques matériel ELTEK qui ne sont pas publiques mais qui ont été en partie craquées, au moins pour ce qui nous intéresse selon liens de "planetaire". Nettement hors de mes compétences et peut être j'ai déjà dit des sottises ...

Pourtant, on le voit bien, cela serait fort utile de pouvoir adapter l'intensité selon la puissance de la source !!
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par CHEVREUSE » jeu. 25 10 , 2018 7:15

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@ d@f
J'ai regardé mes notes voici un léger complément d'information au cas où :
. pour l'arduino "due" il faut prévoir sur les liaisons CAN : 2 x"transceiver" (~1€/p), l'arduino "leonardo" contient déja son transceiver
. tenir compte que l'arduino due est en 3,3V et l'arduino leonardo en 5V
. j'envisageais la commande par un potentiomètre bipiste de façade, si tu en as besoin j'en ai plusieurs (10K - axe diam. 6mm) en stock, je peux en envoyer gratos (j'ai même un potentiomètre motorisé pour commande éventuelle par bouton poussoir)

Voici les liens qui m'ont été fournis par "planetaire" :
matériel
http://www.hobbytronics.co.uk/leonardo-canbus
fil de discussion approfondi
https://endless-sphere.com/forums/viewt ... t=flatpack

Si tu avance bien ou réalise n'oublie pas que je suis intéressé!
.
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par d@f » jeu. 25 10 , 2018 10:21

merci pour tes réponses, oui je suis intéressé, j'ai déjà planché sur la partie "hard" et compatibilité électronique, surtout sur l'isolement du bus can et des alims basse tension pour communiquer.
il faut savoir que la référence du can se fait sur le pole negatif CC de l'alim du coup lorsqu'on les câble en serie , on se trouve avec une différence de potentiel sur les contrôleurs can, en générale ça les crames, la pluspart des montage que l'on trouve pilote uniquement une alim en tension courant.
mon but étant d'en câbler 3 en série et de piloter la tension des 3, j'ai du regarder ce qu'il se fait en matière de contrôleur can opto isolé, le probleme c'est qu'il ne sont pas compatible pin a pin.....donc ça fait un peut bricolage.
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par planetaire » jeu. 25 10 , 2018 20:31

d@f
Tu envisages de changer les transceivers qui sont dans les 3 eltek ? Pas encore vu quelqu'un le faire.
Sinon il y a deux possibilités pour piloter ces alim eltek connectées en série:
-mettre un leonardo pour chacune, ils seront à des tensions différentes (en gros 48v entre chacun). Il est possible de soit les régler par potentiomètre, il en faut 3, ou les relier via optocoupleurs (liaison série) en ne réglant qu'un seul.
-mettre des arduino avec des transceivers isolés (par exemple iso1050). Ces arduino peuvent tous être au même potentiel. Les arduino due ont deux ports can donc il en faudrait deux qui peuvent avoir la même commande (potentiomètre ou autre). L'iso1050 est en cms mais avec un pas inter-pattes très gérable 2,54mm, j'en ai soudé deux facilement pour un arduino due avec deux micro alim isolées pour alimenter leur côté eltek du bus can plus les condo qui vont bien.

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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par d@f » ven. 26 10 , 2018 13:16

salut, oui c'est ça, j'ai déjà les iso1050, les implanter dans l'alim elle même me simplifierais le schéma de montage.
mais pour le moment j'ai mis en suspens ce projet pour avancer sur le bms de ma lithium.
mais du coup le bms de ma lithium vas attendre la résolution du probleme de mon contrôleur sur le kangoo ....
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par planetaire » ven. 26 10 , 2018 17:24

Super idée car du coup il n'y a plus qu'un seul bus can à gérer pour vos 3 alim. As-tu la réf des transceivers qui sont dans les eltek ? As-tu vu l'accessibilité de ce composant ?

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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par d@f » sam. 27 10 , 2018 9:28

oui le composant sur l'alim est un type std que l'on utilise dans nos produits ( la ou je bosse) le probleme est l'accessibilité ....
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Re: Réalisation chargeur amovible 9kW

Message par d@f » sam. 27 10 , 2018 9:41

voici l'alim ouverte, et sur la dernière image le driver can entouré en rouge.
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