Bidirektionale Wallbox DIY

E-Fahrzeuge E-Autos & E-Bike
1

Moin zusammen,

ich habe hier einige Komponenten rumliegen und denke daraus ließe sich eine bidirektionale Wallbox für den CCS Anschluss bauen.

Bei openinverter haben wir u.a. pyPLC (GitHub - uhi22/pyPLC: Electric vehicle CCS charging investigations with Python) entwickelt, das den CCS Protokollstack implementiert. Es hat einen Modus für die Fahrzeugseite und einen für die Ladegerätseite.

Ich habe ein umgebautes e-Auto mit unserem open source CCS controller (GitHub - uhi22/foccci: Fully Open CCS Charge Controller Interface with QCA7005 PLC modem)

Die Idee ist jetzt also ein Softwarepaket zu schnüren, das mit so einer Wallbox z.B. Nulleinspeisung realisiert, die Software dafür gibts ja schon und wird auch hier diskutiert (Nulleinspeisung DIY mit Balkonsolar - Balkonsolar - Akkudoktor Forum)

Für den Leistungspfad sehe ich jetzt verschieden Optionen, Maxime hierbei ist es, möglichst viel rumliegende Geräte nutzen zu können

a) einen Batterie- oder Hybridwechselrichter mit HV Eingang

b) einen PV Wechselrichter mit bekannter Schnittstelle um die Leistung steuern zu können kombiniert mit einem E-Auto Ladegerät (OBC) um Energie ins Auto speisen

c) einen PV Wechselrichter mit bekannter Schnittstelle um die Leistung steuern zu können und Nutzung des ohnehin im Auto befindlichen OBC (dann leider untere Stromgrenze bei 6A)

pyPLC sorgt dann dafür, dass das Auto seine Portschütze schließt und es gibt Werte wie aktuellen Ladestand und Ladestromlimit an die Regelung weiter. Dafür ist es in aller Regel notwendig eine Spannung von außen an den CCS Port anzulegen (Precharge), damit das Auto "glaubt" mit einer Ladestation verbunden zu sein. Ich weiß nicht genau ob Hybrid-Wechselrichter sowas können auf Kommando?

Tests mit einem Tesla Model Y haben ergeben, dass es dem Auto nichts ausmacht, wenn man Energie rauszieht statt welche reinzutun. Sagen wir mal so lange bis Elon das verbietet...

Ich habe noch einen SMA STP 6.0 rumliegen, den würde ich gerne dafür verwenden. Ich habe zwar mal bei SMA gearbeitet, weiß aber gar nicht wie die externe Wirkleistungsvorgabe da funktioniert. Weiß das jemand?

1 „Gefällt mir“
2

Cooles Projekt. Wenn Du dem Auto die Ladestation vorgaukelst und die Portschütze anziehen lässt, dann liegt an dem CCS-Anschluss Spannung vom Akku an? Warum sorgt Dich die 6A-Grenze bei Verwendung des eingebauten OBC? Ist der nicht nur für die Ladung verantwortlich? Das wäre mit knapp 4,1kW dreiphasig doch für die meisten Anwendungsfälle V2H auch genug Leistung, es sei denn Weihnachten muss die Gans gezaubert werden. Oder hättest Du zusätzlich gerne eine Lademöglichkeit quasi von 0A bis 16A?

3

Ja genau, also wenn man jetzt die Variante "PV Wechselrichter + OBC" wählt. Also CCS für raus aus dem Auto und OBC für rein ins Auto.

Aber ich glaube die Alternative ist eh nicht so gut. Bei häufigen Lastwechseln schaltet man dann ständig zwischen AC und CCS hin und her

4

@johuebner Macht der OBC denn auch die Fähigkeit für V2X aus? Bei dem unglaublichen Preisunterschied zwischen uni- und bidirektionalen WBen hätte ich gedacht, die DC-AC Wandlung fände dann in der WB statt, jedenfalls sofern es um > 3,6kW geht?

5

Nein, den OBC hatte ich nur für G2V (grid to vehicle :wink: ) angedacht.

V2G ginge über den CCS Port und den daran angeschlossenen PV oder Batteriewechselrichter. Und klar, wenns ein Batteriewechselrichter ist geht der natürlich für beide Richtungen und man braucht den OBC nicht

6

@johuebner Also könnte man über den CCS mit einem WR der HV-DC erzeugt den Akku ebenso laden wie über den Typ2 mittels WB, oder wenn das BEV den Port (Typ2) freigegeben hat, auch ohne WB?

Sind in den wenigen BiDi WB denn DC-AC Wandler drin oder bedarf es noch eines passenden WR im Haus für V2H?

7

In den Bidi Wallboxen sind bidirektionale Schaltnetzteile aka Batteriewechselrichter drin. Also genau das was hier DIY mäßig gebaut werden soll.

Also Variante c) würde ich tatsächlich wieder rausstreichen, so gar nicht technologieoffen :stuck_out_tongue:

Somit bleibt

a) Batteriewechselrichter

b) PV Wechselrichter + Ladegerät

Als Ladegerät bietet sich ein OBC an, den man aus einem verschrotteten Auto ausbaut. Bei DIY sehr beliebt ist z.B. der vom Tesla Model S oder vom Mitsubishi iMIev oder Outlander

Achso Nachtrag: es gibt wohl auch BiDi Boxen die mehr oder weniger identisch zu normalen AC Wallboxen sind bei denen der OBC des angeschlossenen Autos dann den Netzwechselrichter enthält, also bidirektional ausgelegt ist. Das würde ich hier erstmal ausklammern, weil aktuelle Modelle die Funktion entweder gar nicht haben oder nur als V2L.

8

Hi,

Ich denke Variante a) mit einem hybrid Wechselrichter der HV-Akku kann wäre doch das einfachste/beste?

Energie könnte in zwei Richtungen fließen, und Leistung ist auch flexibel und fein einstellbar.

Es gibt andere Projekte, die Fronius Wechselrichter mit einem Tesla Auto-Akku und BMS koppeln.

Der Unterschied wäre hier, dass du das Auto so bei Laune halten musst, dass es dauerhaft Zugriff auf den Akku erlaubt.

Sehr cooles Projekt!

Wenn das klappt wäre es genial!

Statt Wallbox und Heimspeicher einfach ein E-Auto mit Hybrid-Wechselrichter :slightly_smiling_face::slightly_smiling_face:

9

Ich würde mit einem Batterie- oder Hybrid-WR weiter arbeiten, der die dem eAuto entsprechende Batteriespannung aufweist.

Wichtig ist der externe Zugang zur Leistungsflußkontrolle zB via ModBus.

Der Begriff "Nulleinspeisung" ist nicht ganz passend, da jeder PV/Batterie/Haussystem am Übergabepunkt einen Energiezähler benötigt. PV Überschuß wird eingespeist, aber natürlich keine Energie AUS der Batterie. Andererseits muß es natürlich zulässig sein, im Winter zur Not einmal Netzstrom zu ziehen.

Ein PV-WR ist weniger hilfreich, da er DC-seitig eine MPP Regelung hat, diese ist nicht mit einer IU-Kurve kompatibel.

Ich bin jetzt leider unterwegs, aber eine Skizze Deinerseits über die verfügbaren Komponenten und Schnittstellen wäre ideal.

In meiner DIY Welt mit 48V eAutobatterie und blauem Umrichter komme ich gut mit Node-RED und dem Kostal Energiezähler klar.

Aber DC-Bidi mit "ausgehebeltem" CCS Zugang zu x-beliebigen eAuto's wäre ein super Projekt.

Es wird spannend ...

10

Hallo,

Ich finde das Thema hochinteressant.

Aktuell möchte ich ein EV zuhause mit Solarstrom mit möglichst wenig Leistung batterieschonend und trotzdem effizient laden.

Mit dem AC Ladegerät im Auto kann ich mit minimal 6A (einphasig ca. 1,4kW) mit jammervollem Wirkungsgrad laden. Damit das nicht bei jeder Wolke abschaltet brauche ich etwas Pufferbatterie. Da kommen dann Verluste vom Laderegler, Batterieverluste und Verluste im Wechselrichter dazu. Was dann noch im Auto ankommt ist lächerlich.

Deshalb denke ich darüber nach, den CCS Anschluss zu verwenden. Das Github Projekt werde ich mir anschauen.

Dazu meine Frage: Mit wie wenig Leistung kann ich mit dieser Schnittstelle laden?

Ich weiss, dass das eigentlich für viel Leistung gedacht ist aber ich möchte versuchen mit weniger Verlusten auszukommen. Der Wechselrichter und der sehr uneffiziente OBL würde ja wegfallen.

Gruss

OpaLothar

11

Der Link zu dem Github Projekt bringt leider nur eine Fehlermeldung. Wer kann helfen?

12

@wibbing GitHub - uhi22/pyPLC: Electric vehicle CCS charging investigations with Python