Construire un tableau mural de recharge de véhicule électrique
ou boîte
murale.
Raison :
Mon
fils s’est acheté une ZOE et il voulait disposer d’un moyen de
recharge à la maison.
La
voiture est fournie avec un CRO et un cordon Type 3 / type 2
Cela
permet avec, soit de charger à l’extérieur en une demi heure, ou
à la maison en 12 – 15 heures.
Ã
la maison on dispose de 6 kVA soit 30 A en mono 235 V. Tout ne peut pas
être utilisé pour recharger, mais généralement on peut disposer
d’une vingtaine d’ampère régulièrement.
20
ampères donne 4,7 kW. Cela est mieux que pour 3 kW avec la prise green-up qui
coûte 150€. Et pour avoir déjà essayé de tirer quelques ampères
au dessus de la limite d’une prise 16 A, c’est pas joli, joli.
Donc pour quelques euros en plus vous pouvez avoir à la maison un
vrai chargeur adapté qui après seulement quelques heures redonnera
une autonomie d’une cinquantaine de km, de quoi pouvoir se rendre à la borne
rapide la plus proche.
C’est une adaptation de ce que l’on peut voir par ailleurs.
J’ai
choisi l’EPC (protocol controler) Viridian - Free cable - qui permet de
brancher une embase type 2 extérieure avec verrouillage de la prise
cordon.
Il
existe un autre modèle simplifié destiné à être câblé
directement dans un tableau.
Le
montage se fait autour de ce produit.
Le
réseau de résistances câblé entre IC et 0 me permet de régler le courant de charge de 12 à
28 A.
Les valeurs sont déterminées par un modèle de Thévenin où
ε=5 V et ρ=1000 Ω. |
| intérieur du Viridian |
La valeur du courant délivré est donné par la formule:
I = 100R/(1000+R) - 10.
pour une valeur de résistance R comprise entre 190 Ω et 9.1kΩ
La valeur de la résistance pour un courant I de sortie choisit est:
R = (1000 I + 10000)/(90 - I)
pour une valeur de courant I comprise entre 6 et 80A.
Une abaque existe dans le manuel.
Les
composants et l’implantation :
Que
des composants électriques courants du commerce, sauf le Viridian
EV's EVSE Protocol Controller (EPC) bien
sûr.
L’EVSEs
(Electric Vehicle Supply Equipment) assure le dialogue avec le
véhicule et permet de régler la charge suivant la puissance
disponible.
Ce
composant a été choisi pour sa modularité et sa facilité
intégration dans un tableau électrique du commerce.
D’autres
EVSE sont disponibles, plus configurables mais nécessitent des
études et des notions plus importantes et aussi d’autres modules
complémentaires : alimentations 12 ou 5V, relais
supplémentaires, raspberries…
Donc de gauche à droite :
- Un
contacteur 235V – 40 A.
- 2 inverseurs à point milieu permettant de choisir le courant délivré.
- L’EPC
- un disjoncteur pour l’EPC.
- Un
câble adapté, directement branché sur le tableau avec sa prise
type 2. Cela évite lors des recharges d’avoir à sortir le cordon
de 6m du coffre.
Les
photos montrent bien la diversité des composants, j’avais déjà
du stock, seules les caractéristiques techniques comptent pour un
bricoleur. Laissons l’esthétique et l’homogénéité aux wallbox
du commerce à plus de 700€
Le
câblage est simple.
Pour
la partie électricité, le circuit puissance est en 4 mm²
minimum, le reste en 1,5 mm².
J’ai utilisé ce que j’avais sous la main (du 10², du 6², les liaisons sont courtes, pas de contraintes).
Quelques
points à préciser pour l’EPC :
Mettre
une résistance entre PP et 0 si on utilise un Viridian de type free cable avec un cordon câblé directement sur le relais (tethered). Cette
résistance simule la charge de la prise cordon et détermine le
courant admissible (220 Ω
pour un cordon de 32A).
La
borne 0 doit être reliée à la terre – c’est le commun (- ) du
circuit basse tension des circuits CP Pilote et PP Protection. Cette
masse doit être reliée à la terre du bâtiment d’implantation.
Donc masse mécanique tableau, masse électrique, 0 et terre sont
reliées.
Améliorations
envisagées :
Utilisation
d’un délesteur pour réguler la charge en fonction de la
puissance souscrite – complément disponible de la puissance utilisée pour l'usage domestique.
Variante: Il est possible de séparer le circuit puissance de la commande, cela afin de limiter les longueurs de câble de forte section.
Pour
celui qui dispose de triphasé 400V avec neutre, une amélioration
significative de la puissance disponible à 22kW est possible, les
composants de puissance sont alors à choisir en conséquence :
400V - triphasés 4 fils.
Même
la disponibilité de 400 V mono avec neutre améliorerait la
puissance.
On va pas se plaindre, en Amérique du nord il n’y a que
du 110 V…
Recharger
en continu à partir de panneaux voltaïques ou d’une éolienne
serait une solution envisageable...
Coûts
en euros :
Tableau 20 brico-depot
Disjoncteur
différentiel 20 ebay GE
Contacteur
40A 20 ebay Merlin Gerin
Disjoncteur
2A 10 brico-dépot
EVSE 100 ecoHarmony/EVbitz
Cable
avec prise type 2, 32A mono 100 aliexpress/ebay
deux
inverseurs à point milieu- résistances 2 E44
----------------
272
€
Suite
– Mise à jour.
Habitant
à 100km de chez mon fils, en ville, j’ai trouvé intéressant de
construire moi aussi une wallbx chez moi. Comme cela, quand il
viendra me visiter en famille, le temps d’un repas, il pourra se
remettre sur le chemin et aller vers une borne rapide disponible sur la route. Si
la voiture passe l’après midi chez moi, la recharge pourra être
complète et lui permettra de faire les 100km du retour. Une recharge à 24 A pendant 4 h donnent : 22 kWh…
Je
sais, c’est théorique, mais en électricité la pratique est
toujours proche de la théorie.
Donc
sur le même schéma, avec des composants de marques différentes,
mais toujours le mème EVSE Véridian, voici quelques photos de ma
nouvelle installation :
Le coût n’a pas bougé et ebay est
mon ami.
Références et inspiration:
http://wikifab.org/wiki/Syst%C3%A8me_de_recharge_pour_v%C3%A9hicule_%C3%A9lectrique de bons conseils pratiques.
http://www.analogevse.xyz/AnalogEVSE-de.html une alternative open pour les amateurs du fer à souder et de tinol.
https://store.openevse.com/products/
Évolution technique Juillet 2019:
Dans le chapitre ci-dessus - Améliorations envisagées - je pensais utiliser un délesteur pour optimiser la charge et utiliser le complément de la puissance domestique.
J'ai trouvé sur le site chinois qui vend le câble T2 un matériel pour un construire un à moindre coût: un commutateur de détection de courant réglable de 0.2-30A.
Avec cela, pour moins de 10 € j'ai fait un délesteur bien adapté à ce montage.
Schéma de branchement:
Le trou dans le boitier est traversé par un des câbles alimentant la partie maison seulement (phase ou neutre). Donc pas le courant total, ni celui destiné au véhicule.
Le montage se branche sur le contrôleur Viridian entre IC et la masse.
La résistance R en parallèle sur les résistances de réglage de charge permet de faire baisser le courant consommé par le véhicule lorsque l'usage domestique est très demandeur ( machines à laver 10 A, four 15 A , micro-onde 8 A, bouilloire 11 A, fer à repasser 9 A...).
J'ai choisi une valeur de 820 Ω.
Le petit potentiomètre sur le boitier délesteur permet de choisir le courant de déclenchement ( 8 A. pour ma part)
L'expérience montre que le courant attribué à la recharge du véhicule reste ainsi maximum.
Problème avec le Linky.
L’installation de linky va augmenter la facture des utilisateurs chargeant leur véhicule à 30 A, cela avec un abonnement 6 kW.
En effet pour cet abonnement, le linky limite la puissance à 6 kVA. Je ne referai pas la théorie du cosinus phi, mais c'est une cause substantielle de limitation de la puissance réelle délivrée.
Autre limite, 6000 VA, cela ne donne seulement que 26 A en 230 V, alors qu'avec l'ancien compteur bleu, le disjoncteur était réglé à 30 A, indépendamment de la tension.
Donc, dans notre domaine, rien de positif avec cette machine.
Solutions:
- soit limiter le courant de charge, augmenter le temps de charge, et donc diminuer le rendement.
- soit souscrire un abonnement plus puissant et payer plus cher - 9 kW - pour continuer à avoir le même service.
pour ma part, j'ai décidé d’expérimenter mon petit délesteur en restant à 6 kW.
Évolution technique Juillet 2019:
Dans le chapitre ci-dessus - Améliorations envisagées - je pensais utiliser un délesteur pour optimiser la charge et utiliser le complément de la puissance domestique.
J'ai trouvé sur le site chinois qui vend le câble T2 un matériel pour un construire un à moindre coût: un commutateur de détection de courant réglable de 0.2-30A.
Avec cela, pour moins de 10 € j'ai fait un délesteur bien adapté à ce montage.
Schéma de branchement:
Le trou dans le boitier est traversé par un des câbles alimentant la partie maison seulement (phase ou neutre). Donc pas le courant total, ni celui destiné au véhicule.
Le montage se branche sur le contrôleur Viridian entre IC et la masse.
La résistance R en parallèle sur les résistances de réglage de charge permet de faire baisser le courant consommé par le véhicule lorsque l'usage domestique est très demandeur ( machines à laver 10 A, four 15 A , micro-onde 8 A, bouilloire 11 A, fer à repasser 9 A...).
J'ai choisi une valeur de 820 Ω.
Le petit potentiomètre sur le boitier délesteur permet de choisir le courant de déclenchement ( 8 A. pour ma part)
L'expérience montre que le courant attribué à la recharge du véhicule reste ainsi maximum.
Problème avec le Linky.
L’installation de linky va augmenter la facture des utilisateurs chargeant leur véhicule à 30 A, cela avec un abonnement 6 kW.
En effet pour cet abonnement, le linky limite la puissance à 6 kVA. Je ne referai pas la théorie du cosinus phi, mais c'est une cause substantielle de limitation de la puissance réelle délivrée.
Autre limite, 6000 VA, cela ne donne seulement que 26 A en 230 V, alors qu'avec l'ancien compteur bleu, le disjoncteur était réglé à 30 A, indépendamment de la tension.
Donc, dans notre domaine, rien de positif avec cette machine.
Solutions:
- soit limiter le courant de charge, augmenter le temps de charge, et donc diminuer le rendement.
- soit souscrire un abonnement plus puissant et payer plus cher - 9 kW - pour continuer à avoir le même service.
pour ma part, j'ai décidé d’expérimenter mon petit délesteur en restant à 6 kW.
retour d'expérience:
Pannes sur le circuit de puissance- au niveau de la distribution avant le disjoncteur différentiel général de 500mALa liaison sous forme d'épissure avait du mal avec la demande à 30 A. Cela a chauffé et dégagé cette odeur particulière des circuits qui surchauffent.
- sur le contacteur une borne mal serrée, échauffement et destruction de la borne.
Panne du circuit de pilotage Veridian; le petit bloc d'alimentation 12V interne. Le circuit lui mème assure toujours la fonction à partir du moment ou il est alimenté indépendamment en 12V.
Exemple d'un réseau de résistance pour choisir le courant de charge. Sur le schéma de principe au dessus, je n'indiquais pas de valeur particulière, mais un moyen de calcul. Pour ma part, voici mon choix: une galette 6 positions à 1,90€ (toujours E44 bien sûr) avec les valeurs de résistances suivantes: 120Ω , 68Ω , 68Ω , 68Ω , 47Ω, tout en série avec une résistance talon de 330Ω, correspondant au calibres 32A, 27A, 24A, 21A, 18A et 16A. Enfin, ce qu'il ne faut pas faire: Câbler un adaptateur prise ordinaire / embase green-up Câbler une rallonge P17 - 20 A / prise femelle ordinaire 16A et surtout ne pas cumuler les deux:
