Sehr einfache 22kW Ladestation selbst gebaut

Hallo zusammen,

für meinen ehemaligen Ampera hatte ich mal eine „Ladestation“ (EVSE) im Typ1 Stecker integriert.
Also ohne einen „Ziegelstein“ am Kabel.

Bei Interesse siehe z.B. hier: goingelectric.de/forum/lade … 10294.html

Beim Tesla S ist das letztendlich auch nichts anderes. Ich habe während meiner Tests etwas herausgefunden was evtl. von Interesse sein könnte.

Der Tesla benötigt zum erfolgreichen Laden lediglich ein +/- 12V PWM Signal (1kHz / 10 - 30% Pulsweite für Ladestrom) auf dem CP PIN des Ladesteckers und den üblichen Widerstand (z.B. 220 Ohm) zwischen PP und Erdung.

Da mein 4 kanal 30A Relais leider seit 2 Wochen nicht bei mir angekommen ist, habe ich den Versuch mal ohne Relais getestet.
Also L1 bis L3 sowie N und E direkt am CEE Stecker mit 5 x 2,5mm2 verbunden.

Am PP Pin gegen Erdung der Widerstand und das PWM Signal am CP PIN. Und schon lädt der Tesla.
Das Relais wird wenn es denn bei mir eintrifft trotzdem verbaut.

Aus meiner Sicht ist nun interessant daran, dass man mit recht wenig Bauteilen ein Ladekabel sogar über 22kW für Schuko / CEE (blau / rot 16A / rot 32A) bauen und die gesamte Elektronik direkt im Griff des Ladesteckers integrieren kann! Also STECKER ---- KABEL ----- STECKER

Nur zur Info: Ich weiß was ich tue und meine Elektroinstallation ist am Sicherungskasten mit einem Allstromsensitiven FI sowie Sicherungen ausgestattet. Also bitte hier keine Diskussion über Sinn und Unsinn dieser hier beschriebenen MÖGLICHKEIT diskutieren!
Mir geht es lediglich darum aufzuzeigen mit welch „einfachen“ Mitteln ein funktionierendes Ladekabel für bis zu 22kW gebaut werden könnte.

Der Tesla hat sich weder beschwert noch eine Ferhlermeldung angezeigt. Es gab auch keine Rauchwolken…

Weil meine Ladeelektronik auf einem Arduino Microcontroller basiert, ermöglicht es mir ausserdem noch folgende Annehmlichkeiten:

  • OLED Display zur Anzeige von Zustand, Ladestrom, Ladezeit und geladene kWh

  • Taste zur Einstellung der Stromstärke 6A / 10A / 12A und 16A

  • Kommunikation mit der Ladeelektronik via Bluetooth für folgende Funktionen:

  • Ladestromeinstellung 6A / 10A / 12A und 16A (prinzipiell alle Werte konfigurierbar)

  • Berechnung der etwa geladenen Energiemenge in kWh („Stromzähler“)

  • Unterbrechung des Ladevorganges, Möglichkeit des Ladestopps nach einstellbarer Lademenge in kWh

  • Anzeige der Ladedauer

  • Möglichkeit den Ladevorgang per Bluetooth zu stoppen oder fortzusetzen

Unter instructables.com/id/Arduin … g-Station/ gibt es eine gute und ausführliche Beschreibung zum Bau einer EVSE mit Arduino. Hier findet man alle Informationen die für den Bau nötig wären.

Und so sieht mein funktionierendes „TESTSETUP“ aus.


Gruß Taner

Super Sache!
Fehlt nur noch der charge port opener.

Cool - reicht evtl. auch ein 0…12V PWM Signal wie in der verlinkten Seite erwähnt wird?
Damit kann man dann ja auch den Ladestrom an die PV-Leistung anpassen.

Soweit ich weiß leider nicht. Der Tesla erwartet wohl zumindest +/- 12V!
Das scheint mir aber die einzige Voraussetzung zu sein.
Das PWM Signal darf auch permanent anliegen! Also schon vor dem Einstecken des Typ 2 Steckers.
Stört den Tesla alles nicht…

Nach dem Motto „Hauptsache PWM und Strom“ :slight_smile:

Gruß Taner

Nachtrag zum +/- 12V…

Es gibt Module, welche aus + 2,2 bis 5,5v eine +/-12V Spannung erzeugen.
So etwas habe ich verwendet. Kostet ca. 4€ incl. Porto.
Siehe Bild unten…

@M3-75:
Korrekt. Damit kann man den Ladestrom an die PV Anlage anpassen, den Ladevorgang komplett anhalten, wenn der Ladestrom zu gering wird (Wolke) und ggf. wieder fortsetzen.

Hier der DC - DC Wandler DUAL 2,2 - 5,5 V auf +12V -12V „Wandler“:

Nur damit ich das jetzt auch richtig verstehe: Damit ist es möglich mit 22KW zu laden obwohl ein 11KW Lader verbaut ist?

nein ,die max Ladeleistung geben die Lader im Auto vor

Den kann man sich auch noch selber dazu bauen. Vielleicht gleich automatisch aktiviert wenn man den Stecker in die Hand nimmt?

Das ist quasi ein Mode 1 Kabel und wird von fast allen OEMs deswegen nicht erlaubt, da es als zu unsiecher gilt…

Aber Achtung. Wird dies einige Male nacheinander gemacht (stop/start), dann stoppt Tesla den weiteren Ladevorgang bis man das Kabel einmal aussteckt.

Hallo Mixxi,

dem kann ich nicht ganz zustimmen.
Bei Mode 1 wird gar keine Signalisierung zum Fahrzeug verwendet (PWM). Ohne lädt der Tesla gar nicht!
Bei Mode 2 wäre nur der PP Wiederstand im Stecker drin. Auch damit allein lädt der Tesla nicht! Er zeigt zwar an, dass maximal 32A möglichg wären und auch sogar die gemessene AC Spannung, jedoch startet der Ladevorgang erst, wenn ein PWM Signal vorhanden ist.

Und das ist nur bei Mode 3 der Fall.

Wenn man einen Allstromsensitiven FI Schalter, Überspannungsschutz und ein Relais / Schütz verwendet, hat man aus meiner Sicht alle notwendigen Sicherheitsvorkehrungen getroffen.
Mehr macht eine Wallbox auch nicht.

Siehe Wikipedia zu den Lademodis:

Mode 1
Klasse-1-Lademodi sind für einphasigen oder dreiphasigen Wechselstrom bis 16 Ampere Stromstärke vorgesehen. Das Kabel umfasst die Phase(n), den Neutralleiter und die Schutzerdung. Ein Pilotkontakt, um den Ladevorgang zu ermöglichen, ist hier nicht zwingend notwendig. Stecker und Kabel, die weniger als 16 Ampere vertragen, werden nicht durch eine Signalisierung gemeldet, sondern es ist vorgesehen, dass auf den Geräten selbst die maximalen Stromstärken verzeichnet sind. Eine Verwendung von IEC-60309-Industriesteckern ist nicht erforderlich, sondern einfachere Stecksysteme wie Schuko können verwendet werden.

Mode 2
Klasse-2-Lademodi sind für Gerätestrom bis zu 32 Ampere vorgesehen, wie sie sowohl in einphasigen als auch dreiphasigen Konfigurationen häufig zu finden sind. Die Signalisierung zum Fahrzeug beschränkt sich auf feste Werte, der Pilotkontakt zur Ladefreigabe kann durch Einstecken überbrückt werden. Die Industriestecker nach IEC 60309 sichern die Strombelastbarkeit auf der Netzseite durch die Gehäusegröße, entsprechend verschiedene Anschlussadapter für 16 A oder 32 A signalisieren dies im fahrzeugseitigen Stecker. Auch andere Industriestecker mit einer Spezifikation von 32 A und mehr können eingesetzt werden. Bei Anschluss an Schuko ist für hohen Ladeleistungen eine ICCB im Kabel notwendig, die die Klasse-2-Signalisierung zum Fahrzeug sicherstellt.

Mode 3
Klasse-3-Lademodi sind für die Schnellladung bis 250 A vorgesehen. Einfache Stecker mit Pilotkontakt nach Klasse 2 können eingesetzt werden, begrenzen jedoch den Ladestrom auf 32 A. Für höhere Ladeströme muss ein passender Lademodus erkannt werden. Der Verweis auf den Standard IEC 60309 übernimmt die physischen Parameter für ein entsprechendes Ladesystem bis 250 A, etwa die Kabeldurchmesser und die Pin-Durchmesser im Stecker. Mittels Pulsweitenmodulation wird der maximal zulässige Ladestrom oder die Verfügbarkeit digitaler Kommunikation kodiert. Letzter bildet die Grundlage für gesteuertes Laden von Elektrofahrzeugen, um den Ladevorgang gezielt zu beeinflussen.

Meine Lösung ist also schon Mode 3. Ich kann den Ladestrom auch den Gegebenheiten anpassen.
1 Pahsig 6A bis 3 Phasig 32A.

Gruß Taner

Solche gibt es auch als vergossenes Modul für die Printmontage. Zwar etwas teurer, aber beim Platinendesign später evtl einfacher zu handhaben.
Hier als Beispiele mal von Murata und Traco:
mouser.de/ProductDetail/Mur … YfawXn0%3d

voelkner.de/products/124560 … 68EALw_wcB

Ist das wirklich so?
Hab eigentlich geplant eine rudimentäre PV-Überschuss per on/off des TWC zu erstellen, aber wenn das Auto beim 5. Ladestart „leck mich“ sagt wird dies wohl nicht funktionieren

Habe mir diese Ladeelektronik geholt off-grid-systems.de/Simple- … ox-Bausatz.
Dann den Teil mit dem 12 Volt Relais abgesägt und in einen CEE 32 Stecker getüdelt.
Die LED und einen Taster rausgeführt und im Stecker verklebt.
Dann an ein 5x6mm + 1 0,5mm Steuerleitung mit Typ 2 Fahrzeugstecker.

Ergebnis ist optisch nur CEE 32 auf Typ 2 ohne irgendwas dazwischen.
Ladestrom ist mit Taster und Blinkleuchte von 5 bis 32 Ampere in 1er Schritten einstellbar.

ZOE läßt sich übrigens nicht mit so einem Kabel Laden, da der ZOE nicht startet so lange Strom auf einer Phase ist.
ZOE wir erst das PWM Signal und dann erst Strom auf die Phasen.

Klar wie immer technischer Sachverstand vorausgesetzt und in Deutschland braucht jede Aussensteckdose einen Fi und Sicherung.

Grüße
Schrottix

Ja, du brauchst einen kleinen Holddown-Timer. Ich habe derzeit 10min konfiguriert, das funktioniert sehr gut. Vielleicht könnte man auch noch tiefer gehen - habe das aber noch nicht getestet da 10min für mich akzeptabel ist.

Was meinst du mit rudimentär?
Ich steuere meine beiden TWC mit einem Raspi und da zeigte sich leider dieses Verhalten. Solange ich aber nur auf min 6A gehe und danach wieder hochfahre funktioniert alles bestens. Mit meinem Hausakku puffere ich dann noch die letzten kWh welche sonst aus dem Netz kommen würden.
Bei Fragen können wir auch gerne via PN weiterdiskutieren.

Ist bei euch ein Typ B Fi Plicht?

Bei uns ist bei Ladestationen mit eingebauter Gleichstromfehlerstromschutzschaltung die ja die Tesla Station besitzt.
Nur ein Typ A Fi pflicht der ja um die 60 Euro kostet.
Ich spreche hier von Österreich bzw. Salzburg und mein Wissen bezieht sich direkt aus der aktuellsten TAEV.

Der Typ B liegt ja bei mehr als 400 Euro.
Was bei unserer Lage einen Selbstbau sinnlos macht da ja uns die Tesla Station auch 500 Euro gekostet hat.

Jedoch ein sehr interresantes Projekt, wie wir den I3 vor fast 2Jahren bekommen haben, spielte ich auch mit dem gedanken selbst eine Ladestation zu bauen.
Jedoch scheiterte es, nachdem ich den Preis des Typ B Fi gesehen habe und sich ein Selbstbau nicht mehr lohnte

Bist du sicher, dass die Tesla Ladestation eine Gleichstromfehlerschutzschaltung besitzt? Das geht sich für die 500 Euro eher nicht aus…

Der TWC hat def. keinen FI integriert. Daher brauchst Du auch hier einen Fi Aev oder FI B

Hallo,

so ist auch meine Info: TWC hat keine Gleichstromüberwachung und es gibt nach meiner Erinnerung extra einen Einbauhinweis dazu. Ich habe einen Typ B - gibt es für ca. 200 Eur z.B. ebay (hoffenlich keine Fälschung :wink:.

Nochmal zum Selbstbauprojekt: Ja, der PWM ist einfach und soweit es mir jemand aus der IEC 61851-1 erzählt hat, war es genau die Idee, dass man mit einem einfachen Chip - z.B. NE555 (vor über 10 Jahren :wink:) das machen kann. Das Steuern mit dem PWM ist somit mal kein Problem, wenn auch ein Rechtecksignal sehr ungünstig ist aus übertragungstechnischer Sicht (SI im Frequenzbereich).

Was ich derzeit nicht genau weiss ist, was die genauen Aufgaben einer ICCPD gemäß den jeweiligen Vorschriften sind. So gibt es z.B. bestimmte Implementierungsvorschriften für die PWM generatoren, damit sie z.B. eine US UL Zertifizierung bekommen. Ich kenne Säulenhersteller, die mussten das ändern, als sie in die USA verkaufen wollten.

Es könnte in Deutschland z.B. sein, dass eine Überlastüberwachung mit Abschaltung Pflicht in Deutschland ist, falls das Auto mal nicht den durch den PWM begrenzten Strom einhält. Im schlimmsten Fall könnte es sonst sein, dass die Installationskabel vom Querschnitt nicht reichen und sich zu stark erwärmen, falls der Lader stärker ist, als die Leitung bis zum Verteilerkasten vorsehen. Mit Dimemensionierung für 22 KW wäre man aber meist auf der sicheren Seite…

Dennoch: Interessant ist das Projekt es und eigentlich auch logisch für eine Haussteuerung. Solange das PWM sauber genug ist, wird es jedes Auto nutzen. Leider ist die 61851-1 nicht ganz interpretationsfrei. Das mit dem Abschalten ist z.B. nicht beschrieben und ein „Spielschutz“ der OEMs, damit eine „böse“ Säule das Auto nicht ständig weckt und entleert. Daher sollte man nur selten pro Zeiteinheit abschalten. Meist funktioniert 100% (keine Energie) besser - aber auch das kann nicht jedes Auto.

Am Ende ist es aus meiner Sicht hauptsächlich eine rechtliche Frage zur Sicherheit: Ist die Implementierung nach Vorschrift, würde im Fehlerfall die Versicherung wahrscheinlich einfacher zahlen. Sonst kommt man schnell in die Situation zu beweisen, dass es an der Installation nicht lag.