Witajcie.
Może trochę za wcześnie na takie projekty, ale skoro pojawiły się jużw miarę samochody elektryczne to przydałoby sie je szybko ładować. Jednym z takich standardów jest właśnie CHAdeMO

Chodzi o zaprojektowanie ładowarki o mocy około 22kW (3*32A) lub 11kW (3*16A)

Jest kilka osób chętnych do zakupu takiej ładowarki do własnych celów (niekomercyjnych). Dostępne na rynku ładowarki są niewspółmiernie drogie do zysku z ładowania.

Co wiemy. Trzeba wyprostować prąd i sterować zarówno napięciem jak i natężeniem. Informacje o stanie baterii i wszystkich parametrów do ładowania ma pobierać z CAN
Może ktoś robił podobny projekt. Może da się połączyć z innym projektem a nawet w przyszłości wykorzystać go komercyjnie. My posiadacze elektryków potestujemy takie rozwiązania.

Hej.
Z tego co napisałeś w "to wiemy" to troche mało wynika.
Potrzebne informacje minimum to:
- Jakie ogniwa trzeba ładować LiPO, LiPOFe4, LiION inne rodzaje chyba można odrzucić (nie interesowałem się tematem)?
- Jak wygląda złącze, a dokładniej podłączenie balansera, jest wbudowany czy trzeba to samemu ogarnąć w ładowarce; jeśli tak to ile jest ogniw oraz jakie napięcie na ogniwo?
- Jakie jest napięcie w pełni naładowanego akumulatora lub jakie powinna podawać ładowarka?
- Zabezpieczenie termiczne odłącza ładowarkę czy tylko podaje sygnał do ograniczenia prądu ładowania dla ładowarki ?

Na wiele z powyższych pytań może odpowiedzieć info ile złączy jest w wtyce ładowarki, albo jakieś foto.
Jeśli jedyne co jest potrzebne to zaprojektowanie przetwornicy 3f z regulacją napięcia i prądu to temat jest względnie prostu (z naciskiem na względnie), natomiast jeśli jeszcze dojdą pozostałe niewiadome to już się robi dość skomplikowany projekt.

Załączam w miarę dobrze opisaną zasada działania z rozpisanymi pinami wtyczki CHAdeMO

jak na mój gust to prostownik tyrystorowy z regulatorem typu PI byłby tutaj wskazany. Z tym że musiałby być to regulator kaskadowy bo masz do sterowania napięcie i prąd.

Odpowiadając na pytania

- Jakie ogniwa trzeba ładować LiPO, LiPOFe4, LiION - czy wszyscy producenci stosują jednakowe czy ładowarka musi to rozróżnić
Każdy może stosować inne - kontroler w samochodzie wie jak ładować swoje ogniwa, i steruje stacją ładowania we właściwy sposób - stacja nie ma pojęcia o ogniwach w samochodzie (o rodzaju ani liczbie).

- Jak wygląda podłączenie balansera,
To już jest część baterii w samochodzie - ładowarki to nie interesuje. Kontroler w samochodzie może pod koniec ładowania uruchomić balanser.

- ile jest ogniw oraz jakie napięcie na ogniwo?
W każdym samochodzie bywa inaczej (np. pierwsze Trojaczki mają 88 ogniw szeregowo, każde pracuje od ok. 3,5V do 4,1V).

- Jakie jest napięcie w pełni naładowanego akumulatora lub jakie powinna podawać ładowarka?
W każdym samochodzie bywa inaczej (np. w Trojaczkach 361V). Ładowarka podaje prąd, nie napięcie - to kontroler w samochodzie monitoruje napięcie całego pakietu i pojedynczych ogniw i przy zbliżaniu się do napięć granicznych ogniw ogranicza prąd (prosi ładowarkę o mniejszy).

- Zabezpieczenie termiczne odłącza ładowarkę czy tylko podaje sygnał do ograniczenia prądu ładowania dla ładowarki ?
To już zależy od kontrolera w samochodzie - ma obie opcje do dyspozycji.

Hej, dzięki za pdf.

Pogooglałem trochę w temacie i wyczytałem, że standard CHAdeMO ma kilka odsłon:
CHAdeMO 1.0 moc 50kW,
CHAdeMO 1.1 moc 150kW,
CHAdeMO 1.2 moc 200kW (przy napięciu 500VDC)
CHAdeMO 2.0 moc 400kW (przy napięciu 1kV) ta specyfikacja jest dopiero planowana

Okazuje się, że moje wcześniejsze pytania nie miały większego sensu - stacja ładowania to "tylko" zasilacz DC z kilkoma "bajerami" odnośnie bezpieczeństwa.
Jedno co trzeba zaprojektować to duży izolowany zasilacz laboratoryjny sterowany po CANie.
Jeśli dobrze zrozumiałem protokół CHAdeMO jest udostępniany przez organizację która go stworzyła - nie sprawdzałem czy odpłatnie czy też nie.

Znalazłem tez kilka bardziej lub mniej lakonicznych opisów projektów takich ładowarek, gdzie projektowano po prostu przetwornice buck/boost na IGBT. Sprawa wydaje się banalnie prosta dla kilkuset wat; ale przy 50kW i więcej już nie jest tak różowo - pobieżnie spojrzałem ile kosztowały by komponenty i projekt wygląda dość kosztownie. Z doświadczenia wiem, że pierwsze próby łączą się z wieloma nisko przelatującymi tranzystorami, więc osobiście celował bym w zbudowanie prototypu o jakiejś śmiesznie małej mocy w celu sprawdzenia poprawności koncepcji i dopiero potem przystąpił do budowy czegoś w standardzie CHAdeMO 1.0 lub 1.1. Najważniejsze to nie pomijać izolacji galwanicznej w przetwornicy.

W załączniku wrzucam jeden z znalezionych opisów projektu ładowarki CHAdeMO.

Tak jak wspomniałem, chodzi o ładowarkę do użytku domowego, więc moc na poziomie 50kW i większej nie jest potrzebna. 22kW to i tak prąd 3*32A i dla większości instalacji domowych jeest za duży. Standardowo użytkownik dysponuje przydziałem 3*25A więc te 22kW będą na wyrost.
Ale jeśli okaże się że ładowwarka będzie sporo tańsza przy np 11kW czy 17 kW to też nie jest głupie rozwiązanie bo podczas ładowania samochodu będzie można użytkować inne sprzęty w domu.

Pomyślałem trochę nad tematem i wydaje mi się, że wykonanie samej przetwornicy pełnomostkowej w wersji modułowej tzn. z możliwością zmiany tranzystorów mocy i elementów indukcyjnych w celu uzyskania wyższych mocy jest całkiem osiągalne przy rozsądnym koszcie elementów mocy (pomijając filtr sieciowy). W pełnym mostku napięcie zasilania rozłoży się zawsze na dwa tranzystory, więc 600V-650V UCE może wystarczyć. Jest to dość istotne ponieważ IGBT na 600V i 650V są względnie tanie i łatwo dostępne.

Pewną trudnością będzie kwestia filtra sieciowego, nawijanie dławików skompensowanych, "polowanie" na rdzenie toroidalne o właściwej przenikalności itp. Czasem wykonanie go samemu może się okazać niemożliwe lub nieopłacalne. Gotowy filtr (moduł) kosztował by 100-500 PLN (w zależności od mocy/prądu), dlatego skłaniał bym się ku takiemu rozwiązaniu; co znacząco upraszcza projekt. Jak ktoś będzie chciał to sobie filtr zaprojektuje i wykona, a jak nie to kupi gotowy moduł i tyle.

Problematyczne jest również PCB, większość firm oferuje płytki prototypowe na miedzi 35[um], co dla przyrostu temperatury o 10 stopni przy prądzie 30A daje ścieżkę o szerokości 33[mm]. Nawet dwustronna płytka da ścieżki po ~16[mm] czyli ciągle zbyt dużo dla tranzystorów w obudowach TO247 lub TO220. Myślę, że trzeba by celować w PCB z miedzią w okolicach 140[um] i więcej lub w moduły IGBT i stopień mocy wykonać na przewodach i łączówkach elektrycznych - tylko tu koszt wyjdzie większy.

Kwestia przyłączy CHAdeMO - nie widziałem nigdzie dostępnych w sprzedaży.

Jeśli znajdę trochę czasu i chęci to spróbuje zaprojektować i wykonać prototyp przetwornicy o mocy około 1kW (ograniczenie miedzi 35[um] i tanie elementy mocy). Jeśli cokolwiek stworzę to z pewnością bez obsługi CAN i protokołu CHAdeMO (nie chce mi się szukać jak ten protokół ma wyglądać i walczyć z nim). Widział bym to jako "zasilacz sterowany", czyli coś do czego można sobie podpiąć własny sterownik który będzie zadawał nastawy pracy (CC/CV i inne ograniczenia) przesyłane np przez UART/SPI lub cokolwiek innego. Można by coś takiego jako Open Hardware wrzucić na forum (punkt zaczepienia dla innych).

Najważniejsze na koniec, to był by projekt z wysokim napięciem i beztroskie testowanie może okazać się ostatnim popełnionym w życiu błędem. Oczywiście można przewidzieć w przetwornicy pomiar różnicowy i inne zabezpieczenia, ale dalej to urządzenie mogące zamienić człowieka w dobrze wypieczoną kiełbaskę. Przyznam, że ta świadomość dość skutecznie studzi mój zapał, w najlepszym wypadku zbuduję zasilacz regulowany (potrzebnym mi jak osłu skrzydła) który strach będzie pokazać na forum. Nie wspominając o kompatybilności elektromagnetycznej bo tu będzie masakra.

Przemyślę sobie czy zabieranie się za to ma w ogóle jakiś sens i jak co dam znać.

Szukam gotowych rozwiązań z elektroniką do sterowania CHAdeMO - może tą część ominiemy.
Wtyczki CHAdeMO można spotkać na Ebayu.

Znalazłem projekt DIY 12kW

Znalazłem osobę która ma przetestowany sterownik na Arduino. Docelowo się zrobi na Atmedze, ale na początek do testów to będzie dobre rozwiązanie.
Byłoby dobrze gdyby komunikacja z ładowarką też odbywała się po CANie, ale może być też po I2C