DB NOWAY Leaf 40kWh

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noway
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DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por noway » 13 out 2018, 16:19

Ahhhh... finalmente... arranjei tempo para começar o meu diário de bordo!

Tal como tinha prometido, vou partitlhar o primeiro desafio que esta história da ME me proporcionou - o da preparação da garagem para receber um veículo eléctrico! Foi uma aventura, pois tive de procurar informação relacionada com o tema, perguntar "coisas" aqui no forum e meter mãos à obra! Vou deixar aqui a minha experiência com o objectivo de tornar mais fácil esta etapa aos recém-chegados.

Se alguém notar alguma informação errada ou em falta que possa induzir em erro os utilizadores deste forum, por favor avisem-me que eu corrijo.


O que é um EVSE?

EVSE (Electric Vehicle supply Equipment) é um dispositivo que assite na carga dos veículos eléctricos na medida em que faz a monitorização da dita carga, controlando alguns parâmetros para que esta carga seja o mais segura possível. Eis alguns exemplos:
  • Protecção diferencial - se a corrente que entra é igual à que sai. Não sendo há uma fuga para a terra o que pode indicar um problema no isolamento da instalação eléctrica ou mesmo no próprio carro).
  • Teste à terra - testa a resistência/impedância do circuito terra. Se a instalação eléctrica não tiver esta resistência baixa, o dispositivo não deixa carregar pois em caso de falha no isolamento do circuito, a ligação à terra é a única coisa que nos pode salvar de receber um valente choque.
  • Temperatura - varios sensores podem ser usados nestes aparelhos para diminuir ou parar a carga quando certas temperaturas são atingidas para proteger a instalação eléctrica ou o carro.
  • Só liga a corrente na ficha Mennekes quando esta está a comunicar com o carro, tornando-a extremamente segura para o utilizador.
  • Etc.
Vejam o EVSE como uma extensão "inteligente" para o carregador do carro... que está no próprio carro! Não é um carregador como muitos pensam, mas sim um dispositivo de segurança que usa um contactor/relé para ligar/desligar os 230V da nossa casa ao carro!


O que é isto de instalar um EVSE/Wallbox na garagem? Mas o carro não traz já um EVSE que é só ligar na ficha? Porque raio precisamos de outra coisa dessas?

Sim, o carro elétrico já traz um EVSE portátil que se pode ligar na ficha normal (schuko) lá de casa. O problema é que está limitado a 10A para ser um dispositivo seguro para qualquer instalação caseira, mesmo as mais antigas. Os ingleses chamam-lhe de "granny charger", porque o podemos usar quando vamos visitar os avós nas suas casas antigas com circuitos eléctricos pouco fiáveis. Mas nos dias de hoje, carregar um Leaf com 40kWh de capacidade dos 0 aos 100% pode demorar quase 1 dia inteiro a 10A. Só podemos tornar o carregamento mais rápido aumentando a corrente fornecida. É aqui que entram os EVSEs mais potentes, portáteis ou não (quando não são portáteis podemos chamar-lhes Wallboxes... porque... ficam aparafusadas na parede... caixa na parede... pronto... já chega). Mas carregar com uma corrente mais alta traz outras preocupações: a vossa instalação eléctrica tem de estar à altura dessa exigência!


Ok, pronto. Se calhar preciso de uma coisa dessas... o que tenho de fazer do meu lado?

Opção A: contratar alguém especializado e pagar pelo serviço... pagar bem!
Opção B: aprender alguma coisa com isto e fazermos nós próprios a instalação... se correr mal recorrer à opção A... no fim fica ainda mais caro do que ter ido directamente para a opção A.
E qual foi a opção que tomei? Claro que foi a B! A vida não seria tão interessante sem riscos!


Que corrente aguenta a minha instalação eléctrica? Como é que identifico a respectiva capacidade?

Isto pode tornar a instalação do EVSE muito simples ou complicar tudo. A ideia base antes de começarmos a ponderar a instalação do equipamento é a de que a vossa instalação tenha no mínimo cabos com 4mm^2 de secção na vossa garagem para que se possa ir pelo menos aos 25A em segurança. Se forem os habituais 2.5mm^2 só poderão ir até aos 16A. Com 6mm^2 já conseguem garantir a segurança para 32A de corrente máxima. Mas os 10mm^2 é na minha opinião o ideal, pois aguenta sem problemas os típicos 32A dos EVSEs mais rápidos e apresenta uma resistência baixa para essa corrente (aquece menos), o que torna o carregamento do veículo mais eficiente (menos energia é desperdiçada por aquecimento).

A secção de um fio condutor eléctrico não é mais do que a área do círculo de um corte transversal do fio. Quanto maior for esta área (ou o diâmetro do fio), mais corrente o condutor aguenta e menos resistência apresenta à passagem da corrente. Logo, o primeiro passo a tomar é determinar a secção do fio que vos chega à garagem para saber se é necessário trocá-lo (se possível) ou limitar a corrente máxima para usarmos o cabo existente.

Como é que determinamos a seccção do nosso cabo? Agarrem num paquímetro e meçam o diámetro do fio de cobre (sem o isolamento). A área/secção de um círculo é dada pela fórmula:

Código: Selecionar todos

A=PI*R^2 <=> R=SQRT(A/PI)          (SQRT=Square Root=Raíz Quadrada)
Como é mais fácil medir o diâmetro do fio do que o raio com o paquímetro, fazemos a seguinte alteração à fórmula:

Código: Selecionar todos

D=2*SQRT(A/PI)
Vamos lá então fazer uma tabela de referência com as secções mais comuns (Secção (mm^2) => Diametro (mm)):

Código: Selecionar todos

1.5 mm^2 => 1.3819 mm
2.5 mm^2 => 1.7841 mm
4 mm^2 => 2.2567 mm
6 mm^2 => 2.7639 mm
10 mm^2 => 3.5682 mm 
Agora, com o diâmetro que mediram no vosso fio (só a parte do cobre), hão-de chegar à proximidade de um destes valores. Esta é a secção do vosso cabo e a partir daqui já poderão tomar algumas decisões. No meu caso tenho um circuito eléctrico dedicado do apartamento para a garagem com 4mm^2 de secção e 35 metros de comprimento. Como também quero manter o termo da potência contratada a 5,75kVA (25A max) no apartamento e não quero para já gastar dinheiro numa instalação com maior secção, decidi arranjar um EVSE que permite definir a corrente máxima de carga. Assim, instalei um disjuntor no apartamento para o circuito da garagem de 25A e um outro disjuntor dedicado na garagem de 20A para o EVSE, pois ainda tenho uma arrecadação no circuito da garagem com alguns equipamentos ligados (arca frigorífica, alarme, etc). Logo preciso de garantir que a corrente puxada pelo EVSE + outros equipamentos não ultrapasse os 25A durante a noite (onde a tarifa do kWh é mais barata). Este é o meu ponto de partida para as escolhas que se seguem.


Escolher um EVSE... mais uma decisão...

Há um EVSE que me chamou imediatamente a atenção por ter hardware e software Open Source: O OpenEvse (e descobri-o aqui no forum, por causa do projecto do Apr):
https://www.openevse.com

Para além de ser Open Source ainda por cima tem todos os extras que se pode pedir num EVSE, por um preço competitivo. E tem um feedback dos utilizadores que o compraram extremamente positivo. E podem evoluí-lo à medida das vossas necessidades. Então se comprarem somente o controlador já feito e arrajarem o resto do equipamento por aí, a solução pode ficar muito mais barata para aquilo que oferece. O distribuidor deste EVSE aqui na Europa é o seguinte:
https://openenergymonitor.com/ev-charging

É um EVSE cujo relé/contactor consegue ir até 40A, com todas as seguranças necessárias e ainda um interface web (tem wifi), também open source. Se quiserem transformá-lo mais tarde num EVSE trifásico, é só mudar o relé e o cabo mennekes para trifásico. Depois há outros com boa reputação, normalmente mais caros (os equiparáveis em termos de funcionalidades), portáteis ou não (aqui não vou emitir opinião, pois há pontos positivos e negativos em ambas as soluções e já temos vários tópicos neste forum a cobrir este tema).


Preparar quadro eléctrico (QE) para receber o EVSE

Ora tendo um circuito dedicado para a garagem de 4mm^2 de secção, para suportar correntes de 25A, a primeira alteração foi colocar um disjuntor de 25A no QE do apartamento. No final deste cabo eléctrico, já na garagem, termina no interruptor diferencial de 40A/I=30mA (comprei a versão de 40A pois fica já preparado para correntes mais altas). É só um interruptor diferencial e não tem função de disjuntor (os disjuntores diferenciais tem custos superiores a 100 EUR, por isso evitem-nos). Este é o ponto de entrada para todos os componentes do QE da garagem, inclusivé um disjuntor dedicado ao EVSE de 20A. Todos estes elementos de protecção são de 2 pólos, ou seja, cortam a fase e o neutro ao mesmo tempo. O interruptor diferencial não era necessário (bastava um interruptor normal), pois o OpenEVSE já faz o controlo diferencial e o QE principal do apartamento já tem um diferencial de 300mA. Mas assim a instalação fica preparada para qualquer EVSE por uma diferença mínima no custo.

Aqui estão as referências dos elementos que comprei:

Código: Selecionar todos

Hager MJT725 C25 (disjuntor magnéto/térmico de 2 pólos, 25A, curva C)
Hager CDC 240P 40A / 30mA diferencial (interruptor até 40A, de 2 pólos e corrente diferencial dispara a 30mA)
Hager MJN720 C20 (disjuntor magnético de 2 pólos, 20A, curva C)

Ok, ok.... e fotos para a malta ver?

Ok. Aqui tem o meu QE da garagem, antes de substituir os componentes que descrevi no ponto anterior:
Imagem

Esta é a versão posterior, já com os elementos do ponto anterior lá colocados, bem como o OpenEVSE meio montado e aparafusado à parede:
Imagem

Aqui já conseguimos ver melhor o OpenEVSE, com a controladora em cima e o contactor/relé em baixo. Também se consegue ver os dois sensores que envolvem a fase e o neutro ao mesmo tempo (para medir o campo magnético de correntes diferenciais) e o sensor que envolve só a fase (para medir a corrente de carga):
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Um plano mais afastado:
Imagem

Aqui já com a ligação elétrica feita entre o QE e o OpenEVSE. Podemos ver em cima a tampa do EVSE com o LCD em cima, o módulo Wi-Fi e o botão de controlo logo a seguir:
Imagem

Esta foto é só para mostrar o meu primeiro teste, ou seja, quando liguei o EVSE pela primeira vez. Era para ter a certeza que funcionava e que não deitava fumo em nenhum lado :pray:
Imagem

Detalhe da montagem completo, com as tampas colocadas no QE e OpenEVSE e ainda um suporte para o cabo (não é mais do que um suporte para mangueiras de jardim comprado numa loja de bricolage qualquer):
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Plano mais próximo:
Imagem

Os primeiros watts a entrarem na minha viatura, a 20A:
Imagem

O meu brinquedo (reparem no extintor mesmo ao lado.... ah ah ah... havia um plano C):
Imagem

Por fim o detalhe de um agendamento configurado no portal do OpenEVSE:
Imagem

Esta última foto tem uma história associada a outro utilizador deste fórum, pois esse agendamento foi criado com base no cálculo dado pela aplicação Leaf Charge Calculator do hmendes, onde colocamos a corrente de carga, o SoC inicial e desejado do carro e a aplicação dá-nos o tempo que precisamos de carregar o carro. Depois foi só mandar as 3h50m de carga para o OpenEVSE na sua interface web (no smartphone), definindo a hora de início e de fim da mesma. No dia seguinte o carro estava com o SoC desejado. A aplicação funciona tão bem que já pedi o algoritmo do cálculo para depois, um dia e com tempo, o colocar no OpenEVSE para definir automaticamente o intervalo de carga nocturna.

Aqui está o tópico em causa:
viewtopic.php?f=31&t=7393


E o carro? Que tal?

Espetacular! Já andou quase 1000km desde que o recebi! Mas isso fica para o próximo post...

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BrunoAlves
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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por BrunoAlves » 13 out 2018, 19:18

:clap:

Bom trabalho, essa instalação está cheia de bom aspecto
Se forem conduzir, não bebam. Se forem beber, chamem-me!!! :D

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MRider
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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por MRider » 13 out 2018, 19:26

Eu também já fui assim a 7 anos atrás com paciência nos primeiros posts hehe.

Bom trabalho parabéns.

plpepapf
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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por plpepapf » 13 out 2018, 23:28

Espetáculo, parabéns, quando pensar num evse venho aqui espreitar outra vez... :D

joma
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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por joma » 13 out 2018, 23:56

Parabéns.
Muito boa instalação.
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migle
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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por migle » 14 out 2018, 00:38

Boa, um DB, finalmente!
E ainda por cima, isto não é só um DB.... é um manual de referência!... Vai ser um DB de referência!
Depois tenho de ler melhor....

Ah, e venham também uns screenshots quando houver algum pormenor do OpenEVSE.... para se roubar umas ideias para o do Apr.
Ioniq EV Imagem — Prius+ Imagem

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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por PMESS79 » 14 out 2018, 01:49

Excelente relato! Parabéns!
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CASM
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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por CASM » 14 out 2018, 12:27

joma Escreveu:
13 out 2018, 23:56
Parabéns.
Muito boa instalação.
Gostei do pormenor e da paciência de colocar uma braçadeira para 5 cm de tubo.
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noway
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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por noway » 14 out 2018, 12:34

Obrigado a todos!

Como não consegui encontrar tudo no mesmo sítio para tirar as minhas dúvidas, esta é a minha contribuição.
CASM Escreveu:
14 out 2018, 12:27
Gostei do pormenor e da paciência de colocar uma braçadeira para 5 cm de tubo.
E não paguei nada por esse pormenor. Numa obra perto pedi uma sobra de tubo mais duas braçadeiras. Assim ficou tudo igual ao que lá está. Foi só fazer mais dois furos.

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Re: DB NOWAY Leaf 40kWh

Mensagem por CASM » 14 out 2018, 15:50

noway Escreveu:
14 out 2018, 12:34
Obrigado a todos!

Como não consegui encontrar tudo no mesmo sítio para tirar as minhas dúvidas, esta é a minha contribuição.
CASM Escreveu:
14 out 2018, 12:27
Gostei do pormenor e da paciência de colocar uma braçadeira para 5 cm de tubo.
E não paguei nada por esse pormenor. Numa obra perto pedi uma sobra de tubo mais duas braçadeiras. Assim ficou tudo igual ao que lá está. Foi só fazer mais dois furos.
Está Bom, mas eu não teria a paciência de fazer os dois furos, colocava o cabo direto.
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2010-Microgeração(upgrade) 4.2kw
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