Laddare elbil

[AnteroT]

Hur fungerar en laddbox till elbil? Jag blev tillfrågad av en kollega om att installera en laddbox hos en kund. Detta främst då jag har behörighet.
Vi har nu installerat en Defa laddbox 22 kW. Kunden har just nu en hybridbil, men väntas få en elbil. Installationen gick bra efter detaljerade anvisningar. En lastmätare installerades vid centralen så att tillgänglig effekt kunde beräknas med hänsyn till husets övriga uttag och laddningen regleras till att använda bara så mycket som är tillgängligt.
Den första laddaren lade dock av efter några minuter. Defa sände en ny som vi installerade och den fungerade bättre.
Kunden klagade dock på att den inte laddar fullt. En hybridbil kan ta emot 2,3 kW men laddningen gick bara upp till 1,7 kW. Telefonsupport med Defa kunde inte fixa detta trots fjärranalyser från deras sida. Kunden har även en mobil laddkabel som kan användas i ett vanligt uttag. Med den får man mer effekt. Den visar inget mätvärde och bilen visar heller inte effekt, men jag kunde se vid lastmätaren vid centralen att denna laddare drar 9A medan laddboxen drar 7A.

Jag hade inte speciellt funderat på tekniken bakom. Jag hade förutsatt att laddboxen är en likriktare som styr ut DC till batteriet. Efter problemen började vi mäta och undersöka lite mer. Laddboxen matas med 3-fas och ger ut trefas till bilen. För en hybridbil är det bara L1-fasen som drar ström. Vi har satt en plint på kabeln efter laddboxen, då den fick kapas för att dra genom väggen. Där kan man mäta spänning och ström. Min tanke var då att laddboxen skulle reglera ner spänningen när effekten skall begränsas. För att göra detta måste den ha tyristorer och alltså blir det ett spänningsfall. Utspänningen är 230V per fas medan jag mätte upp 231V i uttaget där den portabla laddkabeln kopplades. Aha, tänkte jag, där har vi förklaringen till att den ger mer ström. Spänningsfallet i laddboxen gör att det blir lägre ström. När den ger ut full spänning kan den inte höja strömuttaget.
Jag frågade teknikern på Defa om principen. Han hävdar att utspänningen är konstant och 230V. Jag har inte hittat någon beskrivning på hur regleringen fungerar. Jag kan dock tänka mig att komponenterna (laddbox och bil) bör vara lite mer intelligenta. Kanske laddboxen sänder ut kommandon till bilen och att bilen tar ut effekt baserat på dessa signaler. Kanske felet ligger i denna kommunikation. Jag gissar bara. Är det någon som vet eller kan peka på ett ställe där man kan läsa sig till mer info.

Defa har i alla fall skickat en ny laddbox som vi skall byta till.

[danei]

Laddboxen är ingen laddare. Det är ett smart eluttag. Det släpper på spänning när en bil är ansluten och säger med en styrspänning till bilen hur mycket effekt bilen får dra. Så sannolikt säger laddboxen till bilen att den inte får dra mer än 7A.

Det finns ingen reglering av ström eller spänning i boxen. Den skickar bara elen rakt igenom.

[Bo.Siltberg]

Jag kanske får bidra med ett svar på dina fråga...
Laddboxen skickar en begäran till bilen på önskad laddström.
Bilen svarar med den laddström som bilen stöder, och drar sedan denna ström. Det är alltså bilen som reglerar nivån på strömmen.

Att laddboxen inte begär 10 A utan bara 7 A kan t.ex bero på att lastbalanseringen på något sätt inte lirar ihop med laddboxen. Den kanske tror att det inte finns 10 A tillgängligt på den fasen, eller hur den nu mäter. Då du har en trefasig laddare så mäts strömmen i varje fas. Alla faser måste då ha 10 A tillgängligt vad jag förstår även om bilen bara belastar en. Så det kan vara en brist hos laddboxen, eller inkompatibilitet eller kalibrering mot lastbalanseringen, eller fullt normalt att laddboxen inte begär mer än 7 A.

För att mäta önskad ström behövs ett oscilloskop som kan visa den PWM-signal som skickas via pilotstiftet till bilen. Dutycykeln på PWM-signaler anger önskad ström. 16-17% dutycykel anger 10 A, 11-12 % anger 7 A. Det ger ingen hjälp för att lösa problemet, utan bara bekräftar att problemet ligger i laddboxen. Laddboxen kanske tror det begär 10 A men bilen uppfattar PWM-signalen som 7 A. Din externa plint kanske bidrar till att störa denna signal. Jag tror PWM-signalen ligger på 1000 Hz. Men om det är riktigt moderna grejor så kan det ske en signalering med flera hundra kHz också!

Frågan är i så fall varför laddboxen inte går högre än 7 A. Det kanske går att stänga av lastbalanseringen och ställa in en önskad ström manuellt på laddboxen för att prova? Annars är det Defa som måste kunna svara på hur man felsöker detta.

Den mobila laddkabeln ger uppenbarligen helt andra signaler till bilen. Det finns en förenklad variant på signaleringen som den troligen använder, vid vilken bilen själv bestämmer laddströmmen vilket brukar vara 10 A.

En fråga dock, vad menar kunden med att den inte laddar fullt? Vilket symptom såg kunden?? Tiden?

[LeCanard]

I min laddhybrid (Mini Copper) talar jag om för bilen, inte ladd-grunkan hur mycket ström den får dra. Har ställt laddströmmen på det lägsta eftersom jag använder motorvärmarstolpen.

[danei]

Nej, laddboxen signalerar tillgänglig ström.
Bilen meddelar inte vad den stöder. Den tar så mycket den vill upp till tillåten ström. Den tillåtna strömmen är dock i fasta nivåer.

Här finns standarden. https://en.m.wikipedia.org/wiki/SAE_J1772#Signaling

[Palle500]

Jag kanske får bidra med ett svar på dina fråga...
Laddboxen skickar en begäran till bilen på önskad laddström.
Bilen svarar med den laddström som bilen stöder, och drar sedan denna ström. Det är alltså bilen som reglerar nivån på strömmen.

Edit svar på LeCanards inlägg. danei kom imellan.
Det är ju "nästan" samma sak som Bo skriver.
Laddboxen säger vad den max kan lämna och bilen anpassar sig till att inte ladda högre än detta värde men den kan ladda med lägre värden. I ditt fall med Mini Cooper så laddar din bil med max 6A eller lägre om laddboxen inte klarar 6A för stunden.

Med en laddbox med lastbegränsning av hela fastighetens totala max förbrukning skickar då olika värden anpassade till den momentana förbrukningen med en intervall på någon minut gissar jag så att det inte skall börja självsvänga.

Tex huvudsäkring 16A och bilen laddar med 10A från en fas. Om då övrig förbrukning på den fasen överstiger 6A tex ökar till 9A så kommer laddboxen att skicka max 7A tillåtet till bilen. Vilket ger total belastning 9+7=16A. Precis som Bo redan beskrivit.

Om installerad lastbalansering övervakar alla 3 faserna och en av faserna drar lite hög ström för tex att spishällen sätts på (brukar vara minst 16A 2-fas, 20A enfas) så kommer laddboxen begära lägre strömförbrukning till bilen oavsett vilken fas som bilen laddas via.
Detta problem kan undvikas genom att ställa in laddboxen att den endast går på 1-fas och då endast lastbalanserar för den fasen. Sen när kunden köper ny bil med 3-fas laddning så kopplas det tillbaka till 3-fasläge i laddboxen
Att den lösa laddboxen med schukokontakt använder 10A är inget konstigt då den inte styrs av lastbalanseraren.
Edit
Helt rätt @danei bilen svarar inte med sitt laddvärde. Fel av mig.
Har ändrat i texten här ovan så det blir korrekt.

[danei]

Standarden har bara fasta värden på laddströmen. 6A 9,6A 15A osv.

[Palle500]

Man borde bygga en Typ-2 laddtestare som simulerar en bilanslutning. Finns att köpa färdiga med en hög prislapp!
https://www.elbutik.se/product.html/gar ... -typ2-plug
Smartare med bluetooth anslutning.
https://www.kamiclightsafety.com/images ... _TRYCK.pdf

Finns lite open source här som man kan använda som en stome.
https://www.instructables.com/Arduino-E ... g-Station/

[Palle500]

Standarden har bara fasta värden på laddströmen. 6A 9,6A 15A osv.

Nja? Vad jag vet så finns det flera steg typ 6, 8 10, 13 och 16A. Men har aldrig kontrollmät vad bilen drar vid tex 8A.
Tror att det som står i Wiki gäller USA 110V.
https://evconnect.se/products/typ-2-kon ... 0-v-spiral

[danei]

Det stämmer nog. Det tycks vara en steglös reglering. Tabellen som jag tolkade dom steg var punkter på kurvan.

Det är en pulsbreddsmodulerad signal som ger bilen information om max ström.

[Bo.Siltberg]

Standarden stöder en steglös reglering av laddströmmen mellan 6 - 80 A. Om sedan laddbox och bil stöder steglös reglering är upp till dem. Det man vill kunna se här är vilken laddström som laddboxen begär, och varför. Jag tror Palle500 ligger närmast en lösning här, att enbart mäta den fas som elbilen belastar.

[danei]

Laddboxen begär ingen laddström. Den tillåter en ström upp till ett tak.

[AnteroT]

Tack alla för dessa rader! Mycket värdefull information.
@Bo. Kundens kritik om att den inte laddar fullt, är för att han får 1,7 kW när bilen klarar 2,3 kW. Han har en kollega på Volvo som installerat en Defa 11 kW laddare och det var mycket problem med den. Det är kanske därför han är känslig för allt som kan tolkas som framtida problem.

[Bo.Siltberg]

Ok, jag undrade dock hur kunden såg detta? Du pratar om lastmätare vid centralen i inlägg 1. Jag vill bara försäkra mig om att det är den verkliga strömmen. Den kan ju ha fler orsaker än laddboxen, t.ex att batteriet börjar bli fullt.

Laddaren har väl också en display som visar ström/effekt, och det bör då vara den verkliga uppmätta effekten. Men kanske går det i menyerna se även vilken ström som begärs av bilen för att se om det skiljer, och varför den inte begär mer än 7 A. Det finns som sagt många faktorer som kan spela in. Och det hetaste just nu är nog lastbalanseringen.

När det blir trefasladdning senare kan det vara viktigt att belastningen i huset är jämnt fördelad mellan faserna. Men moderna laddare och bilar ska kunna ladda med en individuellt begärd laddström per fas så de är något man kan titta efter om man har problem med "ledig" ström.

[danei]

Åter igen. Bilen begär ingen laddström. Laddararen har ingen aning om vilken ström bilen vill ha. Bilen kommunicerar bara att den vill ladda. Den kan även säga att den bara ska ladda om utrymmet är ventilerat. Typ toppladdning av bly eller nickel kadmiumbatterier. Däremot begär den aldrig en önskad ström.