129 lines
14 KiB
Markdown
129 lines
14 KiB
Markdown
# Inleiding
|
|
Het doel van het testsysteem is om tijdens productie vast te stellen of de interne netbedrading van de BlueBird EVSE correct, veilig en voldoende betrouwbaar is aangesloten voordat het product wordt vrijgegeven. De bouw wordt in 2 fasen gedaan om zo snel mogelijk veiligheid aan de test toe te voegen. In fase 1 wordt de test voorzien van beveiligde stroomvoorziening, waarbij de bekabeling wordt getest via de Fluke meter en deze resultaten nog niet worden opgeslagen. In de tweede fase wordt logging via Test-OK en controle van goede geleiding toegevoegd.
|
|
# Functies
|
|
- Controle juiste aansluitingsvolgorde: PE, N, L1, L2, L3.
|
|
- Controle juiste fasevolgorde: L1, L2, L3.
|
|
- Controle correcte bevestiging via dummyload: N, L1, L2, L3.
|
|
- Controle correcte bevestiging via 5A testcircuit: PE.
|
|
- Statuslampen: elektriciteit aanwezig, ingeschakeld, uitgeschakeld.
|
|
- Zekeringen: 6A belasting en 30mA lekstroom.
|
|
- Noodknop
|
|
- Connector om de EVSE correct en snel aan te sluiten.
|
|
- Veiligheidssensoren die detecteren wanneer de connector wordt losgehaald, en vervolgens de spanning uitschakelen.
|
|
- Veiligheidsmaatregelen die voorkomen dat de spanning bij een incorrecte aansluiting van de EV ingang wordt ingeschakeld.
|
|
- Automatisch uitschakelen na timeout.
|
|
- Knoppen om handmatig te testen.
|
|
- Registratie testresultaten via Test-OK.
|
|
# Open vragen / TODO
|
|
- Afmeting kast controleren: DIN modules vs knoppen op deur, plek voor alle componenten.
|
|
- Correcte relais voor belasting uitkiezen, mogen nooit de verschillende fasen tegelijk verbinden.
|
|
# Ontwerpfases
|
|
Het ontwerp zal in 2 fasen gedaan worden om de functionaliteit zo snel mogelijk aan te kunnen bieden, waarbij eventuele extra functies toegevoegd kunnen worden in een derde fase.
|
|
**Fase 1:**
|
|
- Kast met zekeringen tegen overbelasting en aardlekbeveiliging.
|
|
- Connector voor veilige en snelle verbinding EV lader voeding.
|
|
- Detectie voor veilige en correcte aansluiting EV connector, schakelt automatisch uit bij afwijkingen.
|
|
- Noodknop
|
|
- Handmatige inschakeling spanning.
|
|
- Meting correcte aansluiting dragen via Fluke meter van BlueBird.
|
|
- Geen controle op lage weerstand op alle connecties.
|
|
- Geen automatische logging en traceability van de uitgevoerde test.
|
|
**Fase 2:**
|
|
- Communicatie met test-pc via USB.
|
|
- Logging en traceability via Test-OK database.
|
|
- Automatische inschakeling en uitschakeling spanning via Test-OK.
|
|
- Controle lage weerstand op alle connecties, inclusief logging.
|
|
- Controle correcte aansluiting fasen, inclusief logging.
|
|
- Belasting met dummy load (750W-2000W instelbaar).
|
|
- CP-PP simulator die verschillende EV situaties kan simuleren in opdracht van Test-OK.
|
|
**Fase 3 (uitbreiding):**
|
|
- Controle LEDs en knop op EV lader.
|
|
- Controle MAC-adres via WiFi op EV lader.
|
|
- Controle display
|
|
- Voorzieningen voor kalibratie
|
|
# Ontwerpkeuzes
|
|
## Veilige inschakeling
|
|
Het veiligheidsrelais verzekerd dat aan een aantal voorwaarden ten alle tijden voldaan moet worden, anders zal dit relais de hoofdspanning niet inschakelen naar de EV lader of uitschakelen indien deze al aan staat:
|
|
- Alle 4 contactsensoren op de connector voor de EV ingang moeten gesloten zijn.
|
|
- De noodknop mag niet ingedrukt zijn.
|
|
- De voedingsspanning naar het veiligheidsrelais moet stabiel zijn.
|
|
- De 2 redundante interne relais functioneren correct en zitten niet vast.
|
|
Als aan al deze voorwaarden wordt voldaan, dan kan middels een start signaal de spanning ingeschakeld worden.
|
|
## PE testen
|
|
Via een 5V voeding en vermogensweerstand wordt er over het PE pad van de lader een stroom gestuurd, vervolgens wordt de spanning over die 2 elementen gemeten, waaruit de weerstand van het PE pad komt. De test wordt uitgevoerd voordat de lader spanning krijgt, er mag geen stroom over de PE lijn gestuurd worden wanneer de lader aan staat, de testvoeding wordt via een relais losgekoppeld. De EVSE blijft ten alle tijden aan de PE lijn van het net verbonden voor veiligheid.
|
|
|
|
```
|
|
LOW-VOLTAGE PE TEST CIRCUIT
|
|
|
|
+5V 10A PSU
|
|
│
|
|
├─────────────────────┐
|
|
R1 │
|
|
1.0Ω 25W Voltage measurement A
|
|
│ │
|
|
├─────────────────────┘
|
|
│
|
|
K1-A
|
|
relay NO
|
|
│
|
|
├─────────────────────┐
|
|
│ │
|
|
EVSE PE Voltage measurement B
|
|
│ │
|
|
├─────────────────────┘
|
|
│
|
|
├───── K1-B ────── PSU GND
|
|
| relay NO
|
|
|
|
|
|
|
|
Grid PE
|
|
```
|
|
## EVSE aansluiting
|
|
De elektriciteitsverbinding (PE, N, L1, L2, L3) naar de EVSE wordt verzorgd via een op maat gemaakte connector. Deze bevat contactswitches die tijdens het opereren en bij het starten van de test gesloten moet zijn en blijven, anders zal de test direct stoppen.
|
|
### Probes
|
|
Passen probes in het terminal block (artikelnummer [10002122](https://intranet.matas.nl/parts/10002122))? Dat zou het aansluiten makkelijk en snel maken, de hendel gaat namelijk erg zwaar. Weerstand met probe TOK9753-P-05-200-33.3 in het terminal block gemeten is 10mΩ, dus 0,25W in de connector bij 5A belasting. Lijkt dus een serieuze optie. Probes passen er makkelijk in met genoeg speling. Echter wanneer de hendel open staat is de verbinding matig, dus deze moet altijd dicht zijn, nadenken of dit via de 3D geprinte houder opgelost kan worden. De testprobe moet 15mm uit de connector steken voor om de juiste druk uit te oefenen.
|
|
### Connector
|
|
Zie onderstaande afbeelding voor een schets van de 3D print. Rood geeft hierbij de vorm van de connector aan, blauw de testpennen, en geel de locaties voor de contactswitches. De contactswitches controleren op 4 plekken, twee keer aan de achterzijde en twee keer in de inkeping van de connector, waar de oranje hendels tegenaan gaan duwen. De overhang boven de groene connector zorgt ervoor dat de connector niet past wanneer een van de oranje hendels open staan.
|
|
![[BlueBird_connector.jpg]]
|
|
## Controle fasevolgorde
|
|
Om te controleren of de fasen L1, L2 en L3 in de juiste volgorde zijn aangesloten wordt een fasebewakingsrelais (RM35TF30) aangesloten aan de EV kant van de lader. Dit relais controleert L1, L2 en L3 continu op aanwezige spanning en correcte faseverschillen, en controleert de N lijn op correcte spanning. Wanneer al deze waarden binnen de ingestelde limieten liggen schakelt hij zijn relais in, waarmee een signaal naar de test pc gestuurd kan worden.
|
|
## Fasen testen
|
|
Om alle 3 fasen te testen onder belasting, inclusief de neutral, wordt de EVSE belast met een 1-fase verwarmingselement op de 750W stand, deze wordt opeenvolgend op de fasen aangesloten, zo wordt de neutraal ook getest. Echter moet wel getest worden hoeveel vermogen erdoorheen gaat, om te controleren dat de verbinding goed is en de dummy load daadwerkelijk is aangesloten, dit wordt gecontroleerd via een energiemeter.
|
|
## Bescherming stroomvoorziening
|
|
Om de EV lader en operator te beschermen tegen kortsluitingen wordt de kabel naar de lader voorzien van een aardlekautomaat, deze schakelt uit bij een hogere belasting dan 6A en een lekstroom van 30mA. De stop wordt in een losse behuizing gestopt zodat de operator deze zelf kan resetten, de test kan detecteren wanneer deze stop de spanning afsluit en stopt de test vervolgens. De testapparatuur wordt gezekerd met een eigen automaat.
|
|
## Aansturing test-pc
|
|
De test gaat aangestuurd worden via de test-pc door middel van test-ok en USB om de test te voorzien van logging en traceability. In de testkast zal een Raspberry pi pico 2 module komen die via USB de aansturing van de verschillende relais verzorgt en meetwaarden teruggeeft. Alle communicatie zal via een text-gebaseerd protocol zijn.
|
|
# Onderdelen
|
|
Kosten exclusief BTW
|
|
|
|
| Onderdeel | Link | Aantal | Kosten |
|
|
| ------------------------------------ | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- | ------ | ------ |
|
|
| Aardlekautomaat, 3P+N B6 30mA Type A | https://www.elektramat.nl/hager-aardlekautomaat-b6-3p-n-30ma-type-a-adm406g/ | 1 | 153,93 |
|
|
| Behuizing voor RCDO | https://www.elektramat.nl/schneider-electric-kaedra-mureva-waterdichte-groepenkast-4-modules-leeg-13976/?channable=0787c569640031303131313834b6 | 1 | 16,90 |
|
|
| Aardlekautomaat B6 1P+N 30mA Type A | https://www.elektramat.nl/emat-aardlekautomaat-1-polig-nul-6a-b-kar-30ma-85006000/ | 1 | 28,98 |
|
|
| Veiligheidsrelay | https://www.conrad.nl/nl/p/pilz-pnoz-x3-24vac-24vdc-3n-o-1n-c-1so-veiligheidsschakelapparaat-voedingsspanning-num-24-v-dc-3x-no-1x-nc-b-x-h-x-2182879.html | 1 | 177,00 |
|
|
| 24V psu | https://www.elektramat.nl/mean-well-din-rail-voeding-24vdc-1-5a-hdr-30-24/ | 1 | 17,93 |
|
|
| Relay | https://www.elektramat.nl/emat-magneetschakelaar-230-400v-40a-4-maak-en-0-verbreek-85010008/ | 1 | 23,45 |
|
|
| Noodstop | https://www.elektramat.nl/eaton-voet-en-slagdrukknop-1m-1v-rood-229746/ | 1 | 34,64 |
|
|
| Start-knop | TODO | 1 | 10 |
|
|
| Stop/reset-knop | TODO | 1 | 10 |
|
|
| Indicator lampen | TODO | 3 | 10 |
|
|
| Behuizing | https://nl.farnell.com/en-NL/schneider-electric/nsys3d5425p/enclosure-ip66-500x400x250mm/dp/1853672 | 1 | 76,27 |
|
|
| MCD automaat, 2P, 6A type-B | https://www.elektramat.nl/abb-installatieautomaat-1-polig-nul-6a-b-kar-sn201-l-b6/ | 1 | 13,15 |
|
|
| Kabel naar UUT | https://www.elektramat.nl/ymvk-supersoepel-5x10-per-meter | 2 | 13,49 |
|
|
| Krachtstroom aansluiting | https://www.elektramat.nl/kopp-cee-toestelcontactdoos-5-polig-400v-6h-16a-ip44-171800007/ | 1 | 4,62 |
|
|
| Krachtstroom aansluiting naar UUT | https://www.elektramat.nl/kopp-cee-wandcontactdoos-5-polig-400v-6h-16a-ip44-101600002/ | 1 | 4,24 |
|
|
| Fase-wissel detectie relais | https://www.elektrobode.nl/products/schneider-electric-3-fasebewaking-over-en-onderspanning-rm35ub3n30 | 1 | 106,99 |
|
|
| Belasting | https://www.gamma.nl/assortiment/handson-convectorkachel-turbo-wit-2000w-38-5x53-5-cm/p/B529382 | 1 | 40 |
|
|
| Spanningsmeting PE test | https://nl.farnell.com/mikroelektronika/mikroe-6210/add-on-board-iso-adc-7-click/dp/4922777 | 1 | 45,43 |
|
|
| 5V voeding PE test | https://nl.rs-online.com/web/p/din-rail-power-supplies/2840485 | 1 | 41,60 |
|
|
| Stopcontact voor belasting | TODO | 1 | 10 |
|
|
| EV connector | [Charging plug, type 2, 16A, male, 3-phase](https://www.reichelt.com/nl/en/shop/product/duosida_connector_type-2_16_a_three-phase_male-243035) | 1 | 51,40 |
|
|
| Energiemeter voor belasting | https://www.elektramat.nl/eastron-kwh-meter-45a-1-fase-digitaal-modbus-mid-afname-levering-sdm120modbus/#product-reviews | 1 | 36,00 |
|
|
| Wago klemhouder | https://www.elektramat.nl/sep-din-rail-adapter-voor-wago-lasklem-6x-5-voudig-grijs-apw-0465/ | 1 | 1,51 |
|
|
| Lasklem 5-voudig 25st | https://www.elektramat.nl/wago-lasklem-5-voudig-4mm2-per-25-stuks-221-415/ | 1 | 11,49 |
|
|
| DIN rail | TODO | | |
|
|
| Interne draden | | | |
|
|
| PCB testaansturing | | | |
|
|
|