Hallo liebe Community,
ich möchte eine Ladestation für Elektroautos nach ISO 61851 bauen. Das Prinzip ist nicht schwer, hier mal ein Link für die Funktionsweise:
Aber ich habe Probleme mit dem PWM Generator. Ich möchte einen DC/AC Umrichter bauen, am besten recht einfach mit Transistoren. Jedoch bin ich in der Auslegung nicht so fit. Einen normalen 12V PWM Generator, gesteuert von einer 5V Eingangs PWM habe ich schon in LTSpice umgesetzt, aber wie bekomme ich die negative Halbwelle hin?
Grüße
Am einfachsten mit eher H-Brücke. Und wo bekommst Du die Beriebsspannung her? Wieviel Strom möchtest Du liefern?
Und last not least: wieviele Autos (brandversichert) hast Du zum Ausprobieren zur Verfügung, bis Deine komplette Schaltung steht?
Vielen Dank, da bin ich gar nicht drauf gekommen. Ich habe sogar noch ein L298N Board rumliegen, welches sich perfekt dafür anbietet.
Betriebsspannung kommt aus einem externen Netzteil und der Strom wird, wie in dem Link, den ich eingestellt habe, durch einen 1k Widerstand begrenzt. Es geht bei der Kommunikation zw. Ladestation und EV nur um die Spannungsebenen welche sich dann durch zugeschaltete Widerstände ergeben (Spannungsteiler).
Haha, so schnell fackelt dir kein EV ab. Ich habe schon mehrere Ladestationen zusammengebastelt, nur halt mit fertigen Controllern. Diesmal möchte ich es einfach mal selber machen.
Wenn der Link stimmt, kannst du (wegen der Diode im Auto am CP Signal) auch auf die negative Hälfte verzichten.
Nein, leider nicht. Wenn die negative Halbwelle fehlt, gibt es eine Fehlermeldung, weil der Contoller eben diese Halbwelle braucht, um zu verifizieren, dass ein EV angeschlossen ist, welches die negative Halbwelle durch die Diode entfernt.
Habe ich befürchtet,dass das Bildchen nicht mal die halbe Wahrheit darstellt.
Wie meinst du das? Das Bild ist ehrlich gesagt ziemlich gut, um zu verstehen, wie die Low level Kommunikation zw. EV und CP funktioniert. Natürlich ist das kein perfekter Schaltplan, sondern nur ein Überblick, auch klar. Aber sonst ziemlich on Point.
Die sollten nicht nur Brandversichert (Auto und Haus) sein sondern Du solltest auch noch eine Zusatzversicherung die auch grobe Fahrlässigkeit deckt abschließen.
Oder mit anderen Worten laß es sein und kauf Dir so ein Ding. Wenn Du ein teures Elektroauto gekauft hast wieso willst Du an der Ladestation sparen??
ISO 61851: Hast Du Dir die Norm schon gekauft? und auch die 5 bis 10 anderen Normen auf die in der ersten verwiesen wird?
Grüße Uwe
Finde es jedenfalls Interessant. Damit müßte man ja wenigstens nen Lader prüfen können, ob er macht was er soll, wenn was nicht klappt.
Franz
Manchmal ist es schon sinnvoll sich selbst sowas zu bauen. Ich sollte z.B. zuhause meinen Plugin-Hybrid (Geschäftswagen) nicht volladen, da ich in alle Richtungen längere bergab Strecken habe. Wenn ich vollade lädt er bei der Bergabfahrt zuerst den Akku wieder voll und bremst danach mit dem Benzinmotor. Das ist wirklich nicht Sinn der Sache. Ich sage meiner Ladesteuerung wie voll der Akku ist und die Steuerung errechnet dann wie lange geladen werden muss um 90% zu erreichen.
Noch was zu der Gefährlichkeit:
Die "Ladestation" ist eigentlich nur eine Hilfsschaltung um dem Fahrzeug diverse Dinge mitzuteilen und die Spannungszufuhr zum Ladestecker zu schalten. Das eigentliche Ladegerät sitzt bei Typ2 Anschlüssen im Fahrzeug und sorgt dafür das dem Akku nichts dummes passiert. Das einzigste was man bei einem Selbstbau wirklich beachten muß ist die elektrische Sicherheit!
Da wären z.B.:
@c0nr3f : Wie hast Du das mit der Fehlermeldung des Fahrzeugs über die CP-Leitung gelöst? Ich habe dazu eine Schaltung aus mehreren Widerständen benutzt um alle Spannungen an der CP-Leitung (-12 bis +12V) auf 0-5V anzupassen. Die benötigten -12V für das PWM erzeuge ich aus den +12V bei mir mit einem kleinen galvanisch getrennten DC/DC Konverter.
Edit: Die komplette Signalisierung https://de.wikipedia.org/wiki/IEC_62196_Typ_2
Gruß, Jürgen
Also erstmal danke für jede fachlich hilfreiche Antwort.
@uwefed ich habe oben einen Link eingestellt, welcher mehr als eindeutig die Funktionsweise der Norm erklärt. Außerdem habe ich den beschriebenen Aufbau bereits an einem fertigen Ladecontroller auf Arbeit getestet (Bender CC612). Die Norm habe ich da, da ich als Student über meine Uni Zugriff auf fast alle ISO Normen habe, ich finde nur die Übersicht von Goingelectric besser als die mehreren hundert Seiten Verweise, Quellenbezüge und teilweise für mich nicht relevante Informationen.
Die ISO 61851 hat, wie von @Katsumi_S angeführt, nichts mit dem Stromfluss an sich zu tun, sondern mit der Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladestation und dem Schalten eines Schützes, um den Stromkreis zu schließen, von daher kann ich hier die Leute nicht verstehen, die behaupten, man könnte irgendwas abfackeln. Aber ich kann die Funktion gerne nochmal erklären, weil ja anscheinend niemand in den Link reinschaut...
PP - Proximity Pin oder Plug Present
Ist letztenendes ein Widerstand gegen Erde, welcher an beiden Enden des Typ2 Kabels vorhanden sein muss. Die Größe zeigt den Teilnehmern auf, wie viel Strom das Kabel verträgt. Für den Ladevorgang selbst sonst unbedeutend. Die Dimension des Widerstandes, und der Toleranzbereich sind in dem Link nachzulesen (oder der Norm, falls sich das jemand geben will), das tippe ich jetzt nicht ab.
CP - Control Pin oder Control Pilot
Die Ladestation emittiert ein PWM Signal von -12V bis 12V mit 1kHz. Nochmal für alle die jetzt denken man fackelt direkt alles ab, der Stromfluss ist durch einen 1k Widerstand begrenzt. Ich werde jetzt nicht genauer auf die Schritte eingehen sondern nur grob umreißen was genau passiert.
Die Ladestation misst dauerhaft die Spannung, am Anfang liegt noch kein PWM Signal vor sondern nur +12V. Wenn das Auto angeschlossen wird, verringert sich die Spannung auf CP durch Widerstände am Fahrzeug. Prinzip Spannungsteiler. Dann startet PWM. Die negative Halbwelle wird unterdrückt, weil im Fahrzeug eine Diode verbaut ist. Falls nicht, gehen beide Teilnehmer in Fehler. Über das Spannungslevel, welches durch mehrere Spannungsteiler veränderbar ist auf mehreren Stufen, lässt sich der aktuelle Ladezustand ablesen. Die Pulsweite des PWM Signals gibt dabei Aufschluss über den maximalen Strom, den die Ladestation liefern kann. wie von @Katsumi_S bereits gesagt, die Leistungselektronik sitzt im Fahrzeug, die Ladestation sagt nur, was maximal möglich sein könnte (z.B. 16A dreiphasig bei einer 11kW Wallbox).
Die eigentliche Ladung, also die Regelung des Stromflusses, wird vom Fahrzeug realisiert und ist damit außerhalb der Reichweite von Otto-Normalbastler, außer man will sich in die Nähe von bis zu 1kV DC (Batteriespannung der größten EVs) begeben.
Und jetzt nochmal zu meiner Frage: Ich habe den Aufbau mit einer L298N probiert, aber mein Oszilloskop zeigt für die negative Halbwelle üble Verzerrungen an. Deshalb habe ich überlegt, das ganze entweder mit einem Komparator oder einem DC/DC Wandler zu machen, quasi wie du @Katsumi_S. Hast du vielleicht einen Schaltplan parat? ich habe sogar eine Anleitung gefunden, die das genau so umsetzt, aber der verwendete DC/DC Wandler ist nirgends mehr vorrätig.
Link (den sich wahrscheinlich wieder niemand anschaut): https://www.instructables.com/Arduino-EV-J1772-Charging-Station/
Der Plan, warum ich das hier selber machen möchte ist übrigens die ISO 15118, welche den bidirektionalen Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Ladestation definiert. Wesentlich interessanter für jemanden wie mich, der eigentlich eher der softwareaffine Typ ist. Aber Software ohne Hardware ist wie Butter ohne Brot und da ich im Studium recht wenig Erfahrung mit Hardware sammeln konnte bringe ich mir das Zeug halt selber bei. Oder frage hier im Forum.
Außerdem muss man ja irgendwo mal anfangen, oder ?
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