Borne de recharge 22 kW / Domotique / Détection de véhicule / Adaptation de l'intensité

Bonjour à tous,
  Je viens de terminer l'installation de mon système de recharge 22kW. C'est un système fixe, branché sur une installation éléctrique tétrapolaire (trois phases + neutre) avec le disjoncteur reglé à 30A.
  Pour la partie borne de recharge, je suis parti sur un
     - OpenEVSE en version DIY
     - Relai 12V 230V pour piloter le contacteur
     - Le tout monté dans un boitier DIN
     - Un contacteur tetrapolaire 40A.

  Pour la partie mesure des courants, j'ai monté 6 bobines de mesures sur les 3 phases en sortie du compteur du fournisseur et en sortie de disjoncteur dediée à la borne. Ces bobines sont connectées à un arduino, lui même lié à un raspberry pi, lui même relié à la borne OpenEVSE (via un adaptateur USB/Serial relié avec 18m de câble CAT5e :/)

 Pour la partie détection des véhicules, j'ai un dongle bluetooth USB monté dans le boitier contenant la prise de type 3 (relié au raspberry pi avec 25m de câble CAT5e! :/) qui interroge en boucle les véhicules autorisés. Lorsque l'on se gare a coté de la prise, si le bluetooth du Rlink est activé, en moins de 3 secondes la prise est activée et reste active pendant 5 minutes, le temps de brancher le câble. La prise sera a nouveau désactivée une fois le câble débranché (bon en fait, elle reste active 5min après le départ car la voiture est ré-detectée au départ...). Bref, ça évite les charges non autorisées.

  Le but recherché avec cette installation est d'adapter en temps réèl le courant de charge maximum annoncé par le circuit OpenEVSE en fonction de l'utilisation électrique du batiment.

  J'ai du developper un sktech arduino pour mon utilisation, graces aux librairies emonlibs d'openenergymonter, ce fut simple et rapide. Mon arduino mesures les 6 phases et me renvoie le resultat par port serie toutes les 1,2 secondes (délai d'une mesure: 200ms par phase)

  Sur le raspberry Pi, j'ai un script qui tourne en permanence qui recupère ces mesures, les traite et si necessaire modifie l'intensité maximum annoncée par le circuit OpenEVSE (via port serie en commande en ligne) - la ZoE ne pouvant charger en dessous de 13A en tetrapolaire, j'arrete la charge lorsque j'arrive en dessous de cette valeur - et je redemarre à nouveau dès que je retourne au dessus.

  Au niveau d'OpenEVSE, j'ai du modifier le code source pour ajouter les fonctions suivantes en CLI:
   stop - permet d'arreter la charge
   start - permet de demarrer le charge
   status - retourne le status du circuit (connecté, en charge, erreur diode, terre ou autre...).
 J'ai aussi du modifier le code source à d'autres endroits pour pouvoir désactiver correctement le GFI (la protection est assurée en amont par un disjoncteur differentiel).

 Bref, après la conception du proto de shield arduino pour raspberry pi, la mise au point du script de controle, le câblage et la mise en place du reste du système de charge, était venue le temps du test où... tout a fonctionné correctement du  premier coup   

 J'ai désormais une borne de recharge qui s'adapte automatiquement au courant dispo - et qui me recharge la voiture en a peine un peu plus d'1 h.

 Pour ce qui est du circuit controle (OpenEVSE + relai + contacteur), n'ayant plus de place dans le tableau éléctrique, j'ai simplement ajouté un disjoncteur tetrapolaire et deplacé le circuit là ou j'avais de place en chemin (le boitier DIN de gauche renferme l'OpenEVSE en DIY et un relai 230V piloté en 12V, qui lui meme commute le contacteur de droite):

 Pour ce qui est de la prise de type 3, deportée de 6m de la borne, en exterieur, j'ai fait le plus discret possible:

 Voici des graphs de conso, ici on voit que la ZoE est bridée en début de charge entre 17 et 20A, avant d'avoir une fin de charge normale lorsqu'elle passe sous les 17A. Les 2 arrets en début de charge sont dus à une dispo de courant temporairement inferieur à 13A - dans ce cas, la charge est arretée jusqu'a ce que le courant dispo repasse au dessus de cette valeur.

 là on voit bien qu'elle s'adapte rapidement aux modifications de courant.

 Je metterai à jour ce post plus tard avec des photos et des graphs de conso...

Ca me parait très bien comme spécifications   

Tu as fait des tests sur la distance à laquelle on peut détecter le Bluetooth d'un véhicule (j'ai l'impression qu'il porte surtout à l'intérieur de la cabine)

Le seul problème pour adapter cette configuration, ce serait la distance entre le disjoncteur principal et la prise (et donc le câblage à installer pour le raccordement des prises ampèremétriques).

Jim,

Si tu as accès au compteur et qu'il est électronique, il y a une solution plus simple que de mesurer les intensités des trois phases au compteur et celles en sortie de la borne.
Il suffit de récupérer les informations émises par la sortie téléinformation du compteur qui donne les trois premières valeurs, ainsi que l'intensité souscrite d'ailleurs, et de réduire l'intensité délivrée par la borne pour ne pas dépasser l'abonnement (en faisant l'hypothèse, raisonnable, que la voiture ne prend que l'intensité que lui indique la borne).
Pour ce faire, un optocoupleur (SFH620) et une résistance suffisent.

jmomjo a écrit:Si tu as accès au compteur et qu'il est électronique

Et que la sortie téléinformation est activée.

Ke2 a écrit:Ca me parait très bien comme spécifications   

Tu as fait des tests sur la distance à laquelle on peut détecter le Bluetooth d'un véhicule (j'ai l'impression qu'il porte surtout à l'intérieur de la cabine)

Le seul problème pour adapter cette configuration, ce serait la distance entre le disjoncteur principal et la prise (et donc le câblage à installer pour le raccordement des prises ampèremétriques).

j'ai déjà connecté mon téléphone a la voiture alors qu'il était à 6 mètre environ dans une maison avec un assez gros mur entre lui et la voiture.

J'ai un compteur mécanique et il est situé très loin du disjoncteur (et il passe dans des parties communes)...
A un moment, j'ai aussi regardé un simulateur téléinfo (avec bobine de mesures) mais c'était vraiment trop cher.
De plus, j'ai besoin de mesurer le courant partant vers la voiture - pour pouvoir le déduire du courant mesuré au compteur afin d'avoir la conso de l'installation hors voiture (nécessaire pour déterminer l'intensité a annoncer, la voiture ne pompant pas toujours le max...).

Cependant, je viens de terminer mon système de mesure de courant.
C'est un couple arduino/raspberry pi - le tout monté sur une plaque prototype pour raspberry pi.
Le fonctionnement en simplifié:
- L'arduino est connecté aux 6 bobines de mesure
- Toutes les 1.2 secondes (6x200ms), il envoie les mesures sur le port série du raspberry pi
- Le raspberry pi les traite (script bash) et détermine le courant dispo sur les 3 phases
- Il récupère la valeur la plus faible (des 3 phases) et via un autre port série, connecté a OpenEVSE regle le courant a la volée.

En cas de baisse de courant dispo, en moins de 2 secondes, l'openevse est mis a jour avec la nouvelle valeur (la plus faible).
En cas de hausse de courant dispo, au bout de 12 secondes, l'openevse est mis a jour avec la nouvelle valeur si le courant dispo n'a pas diminusé a nouveau dans cet interval de temps
=> En fait, le fonctionnent est simple, c'est prendre la plus faible des 10 dernières mesures... Ainsi, si j'utilise une perceuse ou autre outil dans le genre, ca baisse immediatement mais ca attend une stabilisation avant d'augmenter a nouveau (évite de faire du yoyo).
En dessous d'une certaine valeur (8A), ca arrête la charge (la ZoE ne peut pas charger en dessous de cette valeur) qui redémarrera automatiquement une fois que du courant sera dispo (Il faut que j’implémente un stop/start via commande en ligne dans le firmware OpenEVSE).

J'ai donc validé le fonctionnement de tout le système. Il ne me reste plus qu'a câbler... (et il me manque un adaptateur FTDI/USB).

Si ça intéresse du monde, je prendrai des photos de mon proto et de mon installation - je pourrai aussi detailler le fonctionnement...

Enfin, je suis content, ce fut beaucoup moins compliqué que je ne le pensais.

J'ai enfin terminé l'installation de mon systeme de recharge avec adpatation automatique de l'intensité.

Un petit exemple du fonctionnement :

Le graph ci dessous montre la conso totale du mon installation electrique sur 1min et 1h (sur la gauche) et la conso de la borne de recharge sur 1min et 1h sur la droite).

J'ai un abonnement triphase avec disjoncteur a 30A

On peut voir que la voiture chargeait tranquillement a 23 A lorsque j'ai mis de l'eau a chauffer dans ma bouilloire. Pendant quelque secondes, j'ai un pic a ~40A sur ma phase L3 (en bleu). Mon programme adapte l'intensité et quelques secondes plus tard, la voiture charge a 15A (graph de gauche). Une fois la bouilloire arretée (enfin 15 secondes apres), la voiture repart a 25A...

Je viens de mettre à jour le premier post!

Le câble est-il attaché à la borne ?
Car j'ai remarqué que l'open EVSE ne lisait pas la valeur de la résistance du câble qui indique le courant max admissible.

J'ai ajouté quelques photos, ce qui reponds à la question ci dessus .

La borne est reglée pour ne pas depasser les 32A (limites physiques de l'installation). La valeur de la resistance PP du cable est prise en compte au niveau de la voiture. Si jamais je branche un cable avec du 1.5mm2 en tetra sur cette borne, la voiture ne depassera pas le 13A, meme si la borne annonce plus (a condition que le cable soit monté avec la bonne resistance PP naturellement...).

J'ai ajouté les infos concernant la détection bluetooth des véhicules dans le 1er post.

Installation au top bravo!

Belle installation en effet !

J'utilise moi aussi la librairie OpenEnergyMonitor pour relever les consommations de la voiture : mesures de l'intensité, du voltage et du facteur de puissance.
Les relevés que j'obtiens lors de la charge de la voiture semblent cohérents avec la consommation relevée sur le compteur EDF.
Par contre, lors du préchauffage matinal, j'ai des relevés étranges.
Ce préchauffage se décompose en deux phases :
- une longue période, de 6h09 à 6h54 lundi dernier par exemple, où la puissance active est nulle pour une intensité de 5 A et une puissance apparente de 1200 VA. Sur cette même période, le compteur EDF indique une intensité instantanée de 6A et une puissance apparente de 1400 VA contre 2 A et 440 VA en moyenne en dehors de ce créneau pour les quelques mesures dont je dispose.
- après un arrêt de 20 secondes, le relais se réenclenche, et là, sur des plages variables de 20s à 2mn, la puissance active passe de 0 à 2000 W lorsque l'intensité passe de 5 à 10 A et le facteur de puissance de 0 à 0.83; et ceci, toujours lundi dernier, jusqu'à 7h23 heure de mon départ, pour une conso de 408 Wh.

Comme j'ai modifié la librairie standard pour augmenter la fréquence d'échantillonnage et réduire ainsi la durée des mesures, je me demande si je n'ai pas des mesures faussées dans certains cas particuliers (et vu sur quelques très rares mesures pendant la charge).
Cependant, cela n'est pas évident, puisque le compteur EDF semble mesurer des valeurs approchantes, au moins pour I et S, à défaut de P, mais aussi pour la conso en Wh qui semble similaire à celle de l'heure qui précède la première phase du préchauffage.

Comme je n'ai pas d'autre appareil de mesure pour comparer, je me demande si vous auriez un avis sur la possibilité d'avoir de telles différences entre puissances active et apparente et sur l'utilité pour la voiture de cette puissance apparente.

Mon abonnement est en kVA et mon disjoncteur reglé à 30A, quand à l'OpenEVSE, il se règle aussi en Ampères. Je ne mesure donc que les courants, je n'ai pas connecté de transformateur AC avec mon arduino et donc je ne mesure pas la tension, les valeurs que j'ai ne me permettent que de deduire les intensités et d'extrapoler la puissance apparente.

Cependant, je n'ai pas d'incoherence de relevée. Par contre, il faut bien choisir sa periode de mesure afin qu'elle soit un multiple de 20ms (en 50Hz). Perso, j'ai choisi 200ms. Si vous choisisez par exemple 25ms pour la periode de mesure, vos resultats seront totalement faussés (de l'ordre de 25%) - si vous choisisez 205, il seront faussés de l'ordre de 2%... Plus votre periode est longue, plus precis sera le relevé. 200ms est un bon compromis. Il exite aussi une autre methode de mesure qui traite les données mesurées afin de donner un resultat plus precis, surtout avec des periodes de mesure faibles (par exemple, sur une periode de 40ms, periode mini ou on est sur d'avoir une mesure complete, on ne prends que les données à partir du moment ou le courant deviens positif et jusqu'a ce qu'il redevienne positif après etre passé par une demie periode negative - la on est sur d'avoir un cycle complet non decalé...)

Voici un graph de charge d'une ZoE à plat jusqu'a 100%, pendant la pause entre 12h et 2h (donc pas de grosses variations) :

On peut voir qu'elle charge effectivement de 0 à 80% en environ 1h, malgré le bridage à 27A (j'ai limité le total de l'installation à 28A pour un disjoncteur à 30A), et qu'elle a besoin de quasiment 1h de + pour faire les 20% restants... (égalisation etc.). En evitant le dernier %, on doit pouvoir faire le plein en 1h30

Pour ce qui est de la détéction bluetooth, elle fonctionne très bien si le Rlink est allumé lorsque l'on se gare.  C'est vraiment pratique comme "verouillage", pas de clef, pas de badge pas de smartphone...

En tout cas, je suis ravis de cette installation - elle a changé l'approche que j'avais du VE - desormais, à la moindre pause (a cet endroid), mon VE est plein en un rien de temps. J'attends vivemement le deploiement des bornes accélérées tri sur le territoire.

Bonjour et Heureuse Année Jim,

Ta borne de recharge maison est vraiment magnifique, je souhaite reproduire la même chez moi, car mois aussi j'ai un abonnement Tri en tarif bleu et de la place pour mettre la prise en extérieure.

Pourrais tu nous fournir plus d'information sur ton projet ? (Photo, Firmware, Script, Ect..)

Car sans une bonne dose d'aide de ta part je ne pourrais jamais reproduire ton installation !

J'ai aussi des questions sur certains points:

- Concernant le contrôle des véhicules, tu indiques que le Raspberry, par une détection bluetooth, active et désactive la prise 5 min pour faire le branchement de la bonne voiture.
Comment le Raspberry opère sur la borne pour faire l'activation ou pas de la prise ?
Tu coupes le fil pilote physiquement avec un relais ou tu émets une commande sur l'EVSE ?
N'y a t'il pas de conflit lors de l'utilisation de la borne ? (j'active le bluetooth en milieu de charge,ect..).

- L'intensité du réseau est prise par un Arduino avec des tores, est t'il possible d'avoir plus d’information sur les tores et leur raccordement sur l'Arduino ?

- Le jeu de Tore sur le disjoncteur de la borne ne sert-il que pour faire les graphiques, est-il nécessaire pour faire la variation d'intensité de la borne ? (Nous avons l'intensité max de l'abonnement Tri, par soustraction de l'intensité instantané nous avons la puissance max de la borne ?).


- La ZoE ne peut faire la charge sous les 8A ou les 13A ? (tu indique les deux chiffres, lequel est le bon ?).

- Dans ton deuxième post tu récupères la valeur la plus faible des 3 intensités, ne s'agit-il pas plutôt de la plus forte ?

Cordialement
Pierre Fite

Bonjour.

Je cherche des infos sur le mode de contrôle des bornes de rechargement via le signal control pilot.
J'ai bien une petite idée du fonctionnement, mais je n'ai pas les valeurs de tension et de rapport cyclique du signal 1 kHz.

Quelqu'un a-t-il de la documentation à ce sujet ?

Merci.

Jette un coup d'œil ici :

https://en.wikipedia.org/wiki/IEC_62196

Merci super

Super doc j'ai tout compris.
Je n'ai pas trouvé le fonctionnement de la mesure du potentiel terre neutre.
En triphasé 400 le neutre est-il obligatoire ?
A part vérifier la qualité de la terre pour moi le neutre ne sert à rien, sauf si le chargeur embarqué est en 3*220v N+L1/N+L2/N+L3 mais ça m'étonnerais.
Peut être peut on se passer de neutre en connectant la broche neutre à la terre.
J'ai pas trouvé de bornes de rechargement qui fonctionnent sans neutre, dommage en milieu industriel on dispose plus souvent de 3*400 sans neutre que du 3*400 +N.

Techniquement, cela devrait fonctionner, mais au niveau des protections