Gleichstromladung zu Hause

Hallo,

Als ich heute an meinem Sicherungskasten vorbei gelaufen bin, sind mir wieder die 63A Sicherungen ins Auge gefallen (80A Haussicherungen). Damit sollte man zu den richtigen Zeiten mit 40kW laden können. Da die Lader im MS das nicht hergeben, bleiben zwei Optionen:

  1. Tesla fragen, ob sie einem nochmal zwei Lader zusätzlich einbauen.

Problematik dabei ist, ob die Ladebuchse und die verbauten Kabel das alles Aushalten. Wäre vermutlich eine irre und teure Arbeit. Wenn es überhaupt geht.

Deshalb 2. Selbst einen Gleichrichter bauen und wie seinen eigenen Supercharger betreiben.

Dazu ein paar Gedanken. Die Ladeschlussspannung der Batterie beträgt rund 400V. Damit braucht man am Hausdrehstrom keine Spannungswandlung. Schon mal gut. Darauf hat ja auch Tesla bei seiner Infrastruktur geachtet. Man hat alles billiger. Gleichrichter sind auch nicht mehr so wahnsinnig teuer. Vor allem, wenn es nur um 40kW und nicht gleich 135kW geht.

Problem dürfte jedoch das Ladeprotokoll zwischen Charger und Auto sein. Das ist ja proprietär. Wenn Tesla sagt, dass sie auch anderen Fahrzeugen Zugang zu den SUC geben wollen, dann müssten sie ja auch das Protokoll herausgeben.

Hat sich dazu schon jemand von Euch Gedanken gemacht? Oder gibt es gar schon Lösungen dafür? Z.B. eine private CHAdeMO Ladestation und ein Umsetzen auf Tesla?

Mal rein technisch diskutiert, ohne den Sinn einer Schnelladung zu Hause ausgraben zu wollen:

Irgendwie verbreitet sich überall der Glaube, das Laden mit Gleichstrom ist so simpel, man braucht nur Gleichspannung und ab damit an die Batterie. Es ist aber nichts anderes, als das Laden mit Wechsel-/Drehstrom, nur das die Ladegeräte nicht im Fahrzeug, sondern außerhalb sind. Das prinzipielle Verfahren des Akkuladens ändert sich damit überhaupt nicht!

Wenn man also mit Gleichstrom laden will, braucht man eine präzise Nachführung von Strom und Spannung über den Ladevorgang des Akkus. Da braucht es sehr wohl eine Wandlung, egal von welcher Netzspannung man ausgeht. Die TESLA-Lader arbeiten auch nicht mit 400V, sondern mit 230V. Bei Drehstrom nur halt entsprechend mit 3x 230V.
Die Ausgangsspannung der TESLA-Lader geht laut Typenschild von 50-410V. Damit sind sogar recht aufwändige Buck/Boost-Wandler nötig, die die gleichgerichtete und geglättete Netzspannung nach unten und oben wandeln können.
(Vermutlich wurde dieser große Bereich im Hinblick auf die geplante 40kWh-Version gewählt, welche wahrscheinlich nochmal eine niedrigere Spannung als die 60kWh-Version gehabt hätte und auf eventuelle andere Hersteller, die sich einklinken wollen…)

Für die 85kWh-Version jedenfalls würde wohl auch ein reiner Boost-Wandler reichen, wie tief liegt die Spannung bei 0km Range am SC?
Sollte doch wegen bricking-protection eigentlich nicht unter 320V fallen können?

Als ich bei ca. -1 km Typical Range in Hohenwarsleben am SC war, startete der Ladevorgang bei ca. 340V.

Die 40kWh Version war von Tesla nie für Supercharging vorgesehen. Das gab zwar etwas Aufruhr, aber Tesla hat das abgewettert. Insofern spielt eine niedrigere Batteriespannung eines solchen Akkupacks beim Design der Supercharger keine Rolle.
Letztlich sind die wenigen produzierten 40kWh Modelle aber nur software-limitierte 60kWh, die Tesla gegen Zahlung von 11.000 US$ in 60kWh zurück verwandelt und für weitere 2.500$ Supercharging frei schaltet.

Es gibt ein paar Hacker, die die digitale PLC Kommunikation am Model S Ladeport mitschneiden und so die Grundzüge des Supercharging Protokolls enthüllen. Wenig überraschend schickt der Wagen als erstes seine VIN. Die Ergebnisse werden im TMC Forum diskutiert:
[url]Supercharger protocol for diy CHAdeMO adapter | Tesla Motors Club

Ich hätte zum Thema Gleichstromladung zu Hause noch die Überlegung, einen PV-Strang mit 400Vdc direkt mit der Batterie zu koppeln, bei einer Leistung weit unterhalb von 10kW. Die Batterie würde die Stringspannung auf ihren Wert runter ziehen, was zwar ein wenig Effizienz kostet, aber dafür entfallen die Verluste in Wechselrichter und Ladegerät.

Danke für die ersten Gedanken. Mittlerweile habe ich auch ein wenig bei CHAdeMO nachgelesen. Da ist der Master das Auto und der Slave das Ladegerät. Das Auto sagt dem Ladegerät, was es an Strom sehen will. Damit wäre das ‚Rücksichtnehmen‘ auf den Akku des MS rein auf das Befolgen der Befehle des Autos über den Bus reduziert. Und in meiner Quelle (leider den Link verloren) sprachen die nicht über die Spannung, sondern nur über den Strom. Das würde dann auch den stetigen Spannungsverlauf (im Gegensatz zum Strom) in dem von mir protokollierten Ladediagramm erklären.

Und wenn beide Systeme CHAdeMO und TESLA SUC nach dem selben Prinzip funktionieren, dann sollte der CHAdeMO-Ladeadapter für unser MS tatsächlich funktionieren. Doch wurde der nicht aufgegeben? :frowning:

Also im Shop steht… Coming Soon…

[url]http://shop.teslamotors.com/products/chademo-adapter[/url]

Grüssle Papaschlumpf :wink:

ichh hoffe mal nicht das die den aufgegeben haben, geht ja erheblich schneller als mit typ2, die Option hätte ich schon gerne

Ja, über den Sinn lässt sich diskutieren. Zu Hause sehe ich den nicht, weil ich in der Regel versuche, 8h zu schlafen. Allerdings müssen nicht alle Mitglieder des Haushalts die selben Schlafenszeiten haben (Schicht, jugendliche Vampire, … :wink: )

Wenn man über die Verkürzung der Ladezeit (bei mir in der Firma und nicht zu Hause) nachdenkt, dann kommt man wohl am Gleichstromladen nicht vorbei. Immerhin wären mit so einem angedachten System Ladezeiten von ca. 2h machbar. Zu Hause liegen zwar oft 363A Hausanschlüsse vor, doch im Haus wird dann meist auf 332A (Ausnahmen 40A) begrenzt. 48A Sicherungen für den Anschluss meines angedachten Gleichstromladers habe ich noch nicht gesehen.

Hat den Jemand eine Ahnung, was eine private CHAdeMO-Station kosten würde? Unter 20kEUR sehen mir die Bilder von denen, die ich gesehen habe, nämlich nicht aus.

Bei Goingelectric gibt es eine schöne Übersicht:

Für das Model S machen nur Chademos größer 20kW Sinn (Orca aus den USA oder die großen ABB-Ladesäulen). Denn 20kW kann das Model S bereits via AC.

@mark32

Danke für den ausführlichen Input. Die Preise hauen mich aber noch reichlich von den Socken. Das Geld muss man erst einmal wieder reinholen. Da wechsele ich dann doch lieber auf einen ICE, wenn das MS noch dranhängt und es ‚pressiert‘.

Erstaunlich ist auch, dass es derzeit wohl nur zwei Hersteller gibt, die sich dieses Marktes > 20kW angenommen haben. Und ganz richtig zielen sie auf den Car-Sharingmarkt mit kleinen Akkus und großer Benutzerzahl. Da lässt sich die Investition leichter abschreiben. Für ein Einzelfahrzeug wird es da schon schlechter mit der Abschreibung. Interessant beim Anschluss des ‚mobilen‘ AndromedaPower-Geräts ist der Anschluss über einen 125A CEE Drehstromanschluss. Sowas habe ich bislang sehr selten in Natura gesehen.

Bei manchen von den Preisen (bis 35kEUR) reicht es ja noch für einen zusätzlichen Nissan Leaf, der dann vorab bereits geladen sein kann :wink:
Ich glaube dieses Projekt wird bei mir noch ein Weilchen auf sich warten lassen, da derzeit die Hersteller ihre Entwicklungskosten noch auf geringe Stückzahlen umlegen.

Interessant ist, dass das Halbleiter-Kernstück eines solchen Gleichrichters bei Conrad 33 EUR kostet und wenige Gramm wiegt.

Da frage ich mich dann gleich, was denn in dem mobilen Gerät von AndromedaPower mit 80kg noch so alles drinsteckt? Ok, ein Stahlgehäuse, Kühlkörper mit Lüfter, die Achse, die Kupferkabel (Wenn sie lang sind), die Buchse usw. bringen schnell 30-40kg auf die Waage. Doch was steckt da noch drin? Computer, Anzeige usw. können nicht so heftig schwer sein. Meine crOHM Box wog nicht mehr als 5 kg und enthält ebenfalls Allstrom-FI und den Computer mit Anschlüssen. Bleiben natürlich noch die Kondensatoren, die hier recht heftig ausfallen müssen und auch was kosten und wiegen.

Alles in Allem kann ich mir vorstellen, dass die Preise dieser Ladesäulen mit steigenden Stückzahlen in ein paar Jahren deutlich sinken werden. Dann werde ich mich nochmal darum kümmern.

Ein ausgedienter Tesla Model S Akku restkap. unter 70%, könnte doch als Stromgeber für Gleichstromladung dienen? Jedenfalls was einen Schnellladung
von 30% auf 80% betrifft.

NEIN, das ist eben NICHT das Kernstück!!
(nicht böse gemeint, aber ich schreibe es ausdrucksstark, weil es anscheinend die falsche Annahme vieler Leute ist und oft auch fälschlicherweise nur von Gleichrichter und nicht von Ladegerät gesprochen wird)

Kernstück ist vielmehr ein Schaltnetzteil (besagter Buck/Boost-Wandler), welches die komplette Ladeleistung schaufelt und präzise Strom und Spannung stellen kann. Zuerst brauchts nämlich einen definierten Strom zum Laden und gegen Ende eine definierte Spannung, um den Akku nicht zu überladen. Und beides kann der Gleichrichter allein NICHT liefern. Er ist deshalb nur ein kleines Teil in einer Kette von Halbleitern/Elektronik.

Ein ausgedienter Akku wäre gut zum puffern, um die Netzbelastung zu verringern. Es braucht aber immernoch eine Regelung/Wandlung. Denn wenn der zu ladende Akku voll ist, hat er um 400V. Der Akku aus dem die Ladung kommt und welcher dann leer ist, hat um 350V. Weiterhin würde beim simplen zusammenschalten eines geladenen und eines ungeladenen Packs ein unkontrolliert hoher Strom fließen, welcher mit Sicherheit zur Zerstörung/Schädigung von Komponenten/der Akkus führt.

Ist klar das es einer Regelung Bedarf, zb. wenn zwei alte Akkus ein Lademodule bilden, könnte ein entsprechendes Ladegerät schon was anständiges bereitstellen.
Eine solche zwei Altakku Lösung könnte ein ganzes Haus autonom mit Strom versorgen,ink. fast aller E-Geräte. Steigerung währe die Nachladung über eine Photovoltaikanlage.

Cool! Hat schon jemand eine etwas strukturiertere Information dazu gefunden, als den endlos langen Thread? Gibt es irgendwo Hinweise auf einen private key/public key hand shake, der einen „einfachen“ Missbrauch der Supercharger auch dann noch unterbinden würde, wenn das Protokoll als solches komplett imitiert wird?

Ein paar Infos gibt es schon. Bisher ist bekannt das die VIN übermittelt wird. Das wichtigste steht tatsächlich zur Zeit auf der letzten Seite.
Für weitere Forschungsarbeiten werden „Mitarbeiter“ :wink: gesucht. Die müssen sich zutrauen an den Ladeport im Laderaum einen CAN-Logger anschließen zu können.
Hilfe gäbs dann per PN.
Da ich immer noch auf der MS Sponsorsuche :smiley: bin kann ich da leider nicht weiterhelfen.

Wer helfen will: da schauen: http://www.teslamotorsclub.com/showthread.php/19591-Supercharger-protocol-for-diy-CHAdeMO-adapter/page14?p=662030&viewfull=1#post662030

Das ist falsch. Es gibt 43 verschiedene Hersteller von Chademo-Schnellladern, die meisten davon > 50kW. Es werden nur nicht alle in Europa angeboten. Im GoingElectric Wikipedia-Eintrag stehen nur die Lader, für die mir Preise bekannt sind. DBT wäre noch in Deutschland verfügbar. Da fliegt aber permanent die Sicherung bei kleinsten Spannungsschwankungen. Dann must du auf der Rückseite 12 Schrauben lösen und dir jemand mit dünnen, langen Armen suchen, der im Innern der Säule an die Sicherung kommt. In den Niederlanden werden aus diesem Grund gerade dutzende DBTs abgebaut und gegen stabilere Modelle anderer Hersteller ersetzt.

Dann gibts noch Efacec aus Portugal. Deren 50kW-Lader soll sogar nur 20.000 kosten (netto). Der funktioniert aber wohl auch noch nicht richtig. Die Chademo-Ladung ist am Efacec-Gerät in Berlin unmöglich. RWE sagt dazu, dass das ein bekanntes Problem ist und sie die deshalb auch noch nicht an Investoren verkaufen.

Weiterhin gibts Veniox, deren Combilader mit CCS, Chademo und 43kW Typ2 nur rund 26.000 kosten soll. Da ich deren Gerät in Deutschland aber noch nirgends sah und daher die Qualität nicht einschätzen kann, fehlt er in der Liste.

e8energy will dieses Jahr auch noch mit einem 50kW-Gerät auf den Markt kommen. Wird an die 30.000 kosten, wenn du Chademo, CCS und 43kW Typ2 nimmst.

Ich empfehle dir mal einen Blick in einen der 350kg schweren Schnelllader. Da steckt mehr drin als dieses 240g-Teil.

Das wird auf jeden Fall geschehen. Derzeit gibt es 43 Hersteller und keine 4000 Schnelllader auf der Welt. Pro Jahr hat daher jeder durchschnittlich nur rund 20 gebaut. Und auf die verteilen sich die Entwicklungskosten. Selbst ABB hat Lieferzeiten von 3 Monaten ab Bestellung: die Dinger werden in Manufakturbauweise nach Bestellung einzeln zusammengebaut. Dass dabei die Kosten abnorm sind, ist klar.

Wenn du das wirklich bauen willst, empfehle ich dir, den Kontakt zu EMW Motorwerks in den USA zu suchen. Die haben einen selbst zusammengelöteten 25kW-Lader für unter 4.000 Euro im Angebot. Den habe ich mir samt Chademo-Controller schon bestellt. Die experimentieren auch mit dem Zusammenschluss mehrerer Lader. Theoretisch könntest du dir also mit 5 Stück davon einen eigenen Supercharger bauen.

Danke für das Bild. So richtig viel ist da aber auch nicht drin. Ein paar Hutschienen mit Sicherungen und Automaten, ein fetter Trafo, 2 Mega-Kondensatoren? und natürlich die Steuerungscomputer. Das hohe Gewicht geht vor allem auf den Stahl vom Schrank.

2 Davon würden ja schon genügend, wenn da so klappt. Das wäre ja durchaus eine Option für eine bezahlbare Chadmeo-Infrastruktur. Mit ein bsichen „Abrehcnungsklimmbimm“ und Gehäuse ist man da bei kanpp 10k EUR

Das wäre wohl möglich mit der „ChargeBox“, einer (gerade eben noch) mobilen DC-Ladebox. Nicht ganz billig, aber angeblich demnächst käuflich. Mehr als 22 kW kommen allerdings nicht raus. Alles was darüber hinaus geht, ist als mobile Lösung wohl praktisch nicht realisierbar.
design-werk.ch/#!portfolio-item/chargebox

Testbericht:
electrive.net/2014/06/22/nor … en-norden/