Elektroinstalace – úprava rozvodů a výzbroje pro LFP

Komentářů:

2

Tento článek je volným pokračováním článku, který se zabýval zhotovením vlastních akumulátorů z LiFePO4 článků. Samotným smontováním akumulátorů LiFePO4 úpravy ale nekončily. Bylo nutné, či spíše vhodné, upravit celou elektroinstalaci ve vestavbě:

  1. Stručný popis předchozího stavu
  2. Sedačky ven
  3. Natažení nových kabelů
  4. Upevnění posilovače nabíjení a měniče 12V-230 V
  5. Uchycení baterií LiFePO4
  6. 230V úpravy: přepínání měnič – venkovní zásuvka
  7. Náhrada nabíječky 230 V
  8. Úpravy v elektrobloku CBE DS300
    1. Deaktivace dobíjení přes relé
    2. Získání signálu D+
  9. Další úpravy
  10. Kde jsem co nakupoval
  11. Závěr aneb co bych dělal jinak

Na začátek varování: pokud nemáte odpovídající vědomosti a nářadí, raději se do dále popsaných úprav nepouštějte. Je třeba dbát na správné průřezy vodičů i jejich správné a spolehlivé spojení, správné provedení napojení a spojů a další věci. Při nesprávném postupu může dojít při používání neodborně zhotovené instalace k úrazu nebo dokonce k požáru vozidla.

Stručný popis předchozího stavu

Stávající akumulátory (2ks) byly umístěny pod sedačkami, pod každou byl gel akumulátor Varta Dual Purpose 95Ah. Pod sedadlem spolujezdce byl k společnému zápornému pólu umístěn měřící můstek Victron BMV 712. Zbytek elektroinstalace, tedy elektroblok , dobíječka, rozvodná skříňka 230V a měnič Victron 375VA, byl umístěn v podlaze před zadní řadou sedaček.

Srovnání stavu před a po v článku popisovaných změnách, včetně plánku:

Sedačky ven

Aby bylo možné rozvést snadno nové kabely, musel jsem vymontovat obě sedačky včetně rámů. Není to zase až tak složitá práce. Demontáž sedadel je na internetu docela podrobně popsána včetně obrázků, doporučuji například článek Ducato Vordersitz im Wohnmobil in 7 Schritten ausbauen s Google Translátorem, popřípadě tato videa:

Po odstranění sedaček zůstane na podlaze jen spodní rám, který lze ovšem také snadno odmontovat. Je nutné jen uvolnit a vyšroubovat šrouby rám sedadla, jedná se vždy o dva šrouby v přední části rámu. Zadní část rámu drží pomocí kovových pacek zasunutých do čepu, po odstranění předních šroubů tedy stačí uvolněný rám jen vysunout mírně dopředu.

Doporučuji si ale předtím lihovým fixem (běžně neodstranitelný) vyznačit obrysy sedačky – to dovolí proříznout gumovou podlahu a vyvést vodiče těsně u rámů sedaček.

Natažení nových kabelů

Kabely byly vzhledem k očekávaným poměrně nízkým proudům voleny jen o průřezu 16mm2, vždy zásadně rozváděny v chráničkách. Na přechodu podlahová desky jsem si navíc na 3D tiskárně ještě zhotovil dodatečnou ochranu, aby kabely nebyly nijak mechanicky namáhány. Díky tomu, že byly zcela odstraněny sedačky, šlo se snadno dostat pod gumovou podlahu a ze spodní strany do vrstvy izolace vyříznout drážky pro kabely – celá podlaha tak doléhá na spodní konstrukci jako předtím a kabely v chráničkách nejsou nijak zvlášť namáhány. Vodiče nejsou vedeny volně, ale jsou uchyceny ke konstrukci vozidla pomocí příchytek vytištěných na 3D tiskárně.

Některé příchytky byly uchyceny pomocí vrutů, nicméně na některá místa byl tak obtížný přístup, že jsem použil trochu jinou konstrukci, kdy příchytka byla přilepena k povrchu pomocí 3M lepící pásky. Osvědčila se obě řešení, jen je nutné použít pravou 3M pásku, ostatní moc nedrží.

Poté, co jsou všechny kabely nataženy a upevněny, lze vrátit zpět jak uvolněnou gumovou podlahu, tak i rámy sedadel. Na kovovou konstrukci spodních rámů sedaček se následně upevní měnič 12V- 230V a booster dobíjení. A samozřejmě i úchyty vlastních LiFePO4 baterií.

Upevnění posilovače nabíjení a měniče 12V-230 V

Posilovač nabíjení i měnič jsem se rozhodl přichytit k zadní části rámu sedadla. Je zde poměrně dost nevyužitého místa, které je kryto plastovým krytem s otvory, větrání tedy není problém. Pro uchycení jsem si vytiskl na 3D tiskárně úchyty. Ty jsou zachyceny na následujících obrázcích, případně si lze stáhnout i STL souboru (soubor pro tisk nebo inspiraci si lze stáhnout na konci článku). Pro každý přístroj jsou potřeba dva, otvory by měly být univerzální pro měnič Victron Phoenix 12V 375VA a 500VA a dále pro posilovače nabíjení Schaudt 121545 a 121525 (dnes prodávány jako Lippert)

Konstrukce využívá matiček (nízkých) M4 a šroubů. Přístroje jsou přes tyto držáky pevně uchyceny k trubkám spodního rámu sedaček a přečkají i nějaké ty rázy, ke kterým na cestách dojde. Navíc jsou dostatečně daleko od zadních krytů spodního rámu, tedy chlazení je zajištěno, stejně jako pohodlný přístup pro případný servis nebo kontrolu.

Uchycení baterií LiFePO4

Baterii jsou stejně jako původní umístěny pod sedačku. Původní uchycení jsem musel dát pryč, nahradil jsem jej vlastní kovou konstrukcí v přední části a baterie je navíc uchycena stahovacím popruhem. Podobně jako vytištěné plastové konzole pro uchycení měniče a boosteru, ani toto upevnění neukazuje po určité době používání nějaké nedostatky a baterie drží „jako přibité“. Výhodou řešení je , že je lze poměrně snadno zpod sedadla kdykoliv vytáhnout, stačí jen odstranit boční kryt spodní části, odpojit vodiče, povolit upevňovací popruh a odšroubovat kovovou přední zarážku a baterii vysunout zpod sedadla.

Lze si všimnout, že mimo kovových součástí jsou použity další plastové díly vytištěné na 3D tiskárně. Vzadu jsou na rám sedačky upevněné jakési malé nárazníčky, které zabraňují natlačení baterie na držáky měniče a boosteru a působí plošně, aby zadní část baterie nebyla zbytečně namáhána. Něco podobného je i v přední části,, zde jsou jakési zobáčky vzniklé sklepením dvou dílů, které jsou naklapnuty na přidaný kovový jekl (25 x 15 mm, seříznutý, obarven na černo, přes šrouby uchycen do původních děr původního uchycení baterii). Plastové díly, které se dotýkají baterií, mají navíc nalepenou tenkou vrstvu gumy (respektive EVA, ze samolepícího bločku prodávaného v Bauhausu).

Popruh, který baterii drží, je veden také přes plastový díl, ani ten tedy netlačí přímo na původní konstrukci baterii. I tento plastový díl vznikl na 3D tiskárně.

Poznámka: měl jsme dva oranžové popruhy, tedy jsem je použil. Vhodnější může být použití černých popruhů, nejsou tolik vidět.

230V úpravy: přepínání měnič – venkovní zásuvka

Upozorněni: jsem si vědom, že zvolené řešení naráží na nějaká pravidla daná normou. Nicméně vzhledem k používaným spotřebičům a vlastně i způsobu použití v tom nespatřuji pro sebe zásadní problém. Zvolen byl přepínač US-12N zakoupený už kdysi v akci v zásilkovém obchodě Conrad. Musel jsem ale celou část umístit do jiné elektroinstalační krabičky, aby se tam vše vešlo.

Mimo přepínač jsem přidal i samostatný jistič pro nabíječku 230V a proudový chránič pro měnič, přibylo i dále popisované relé. Rozdělení vodičů bylo nahrazeno WAGO svorkami. Jištění pro vnitřní okruh bylo změněno na 10A, aby se vyhovělo maximálnímu proudu zvoleného přepínače (12A).

Co. se týče rozvodné skříňky, původní nelze použít. Jako vhodná volba se pak jeví rozvodnice Fibox PC M 95 G ze sortimentu společnosti Conrad (1.139 Kč) o rozměrech 230 x 140 x 95 mm. Na obrázcích je ale rozvodnice z GME prodávaná pod označením C.2070 či C.2073 za cca 300 Kč, rozměry 240 x 140 x 96mm – vnitřní rozměry a možnosti uchycení jsou podobné, jen Fibox je vyroben z lepšího materiálu.

Přepínač není pro funkci měniče nezbytně nutný, lze si pod sedadlo umístit zásuvku, která je připojen a přímo na měnič a mít tak vlastně dva zcela oddělené zásuvkové okruhy, respektive stávající okruh a tuto zásuvku. Toto řešení je pak zcela v souladu s předpisy.

Náhrada nabíječky 230 V

Důvodem pro jinou nabíječku byla možnost zhruba dvojnásobného dobíjecího proudu. Pokud by někdy bylo nutné dobít třeba 2/3 kapacity, tedy cca 320Ah, trvalo by to klasickou přes 20h, ta nová to zvládne za 10h, tedy za noc. A taky se mi líbilo, že je k tomu aplikace do mobilu a lze na dálku nastavovat a sledovat.

Stávající nabíječku jsem tedy nahradil přístrojem od Victronu, model Blue Smart IP 22. Zde jsem se ale dopustil chybky, koupil jsem nabíječku jen s jedním výstupem. Příště bych kupoval provedení se třemi. A proč? Je nutné ještě signalizovat elektrobloku, že se nabíjí z externího zdroje elektřiny. Tedy, nutné to není, ale pokud chcete mít funkční signalizaci na ovládacím panelu, je to vhodné. Pro tyto účely by se dal použít další z nabíjecích vývodů, ostatně podobně je to i u původní nabíječky. Já na svoji chybu přišel až dodatečně a musel jsem si pomoci spínacím relé, které sepne při přivedení externího napětí. Ovšem ani to není bez chyby, nabíječku mám ještě zvlášť jištěnou jističem, takže se může stát, že sice CBE ovládací panel signalizuje přítomnost externího napájení, ale nabíječka samotná je vypnutá. Není to až tak velký problém, stav nabíjení si lze zkontrolovat přes aplikace (jak Victron, tak přes aplikaci k baterkám) a vlastně se mi to stalo jen jednou, když jsem při zavírání krytu celé elektroinstalace omylem zavadil o jistič a vypnul jej.

Pro porovnání, nabíječka baterií BlueSmart 12V/30A s jedním výstupem stojí 5.050 Kč, se třemi 5.675 Kč. relé je sice o něco levnější, ale zase ne tak komfortní na zapojení.

Úpravy v elektrobloku CBE DS300

Ve stávajícím elektrobloku CBE DS300 bylo zapotřebí provést dvě hlavní úpravy: deaktivovat relé, které připojuje nadstavbovou baterii k alternátoru (baterii je nyní dobíjena boosterem) a získat D+ signál pro booster, aby tento zahájil nabíjení nadstavbové baterie po nastartování, tedy při chodu motoru.

Deaktivace dobíjení přes relé

Při instalaci zařízení, kde musí být trvale deaktivováno relé pro paralelní připojení baterie, je nutné odstranit rezistor – stačí přerušit drátek na jedná straně součástky. To lze provést pomocí nůžek nebo štípacích kleští, ale je důležité zajistit, aby nedošlo k poškození vodicích drah pod nimi.

Získání signálu D+

Z elektrobloku lze získat i signál D+ pro aktivaci boosteru. Slouží pro to jeden z těchto konektorů zachycených na obrázku.

Další úpravy

Do prostoru elektrobloku dále přibyla dobíječka motorové baterii, přesunul se sem i měřící bočník Victron BMV 712. K němu byla připojena i motorová baterie, takže tento modul monitoruje i jeho napětí (ale ne proud, respektive zbývající kapacitu). Je zde také umístěn pojistkový blok nově přidaných rozvodů a vlastní svorkovnice pro záporný pól. Tu jsem si zhotovil sám, stačil kousek CU pásoviny a nějaký ten plastový kousek vlastnoručně navržený a vytištěný na 3D tiskárně.

Další externí pojistky jsem pak přesunul do vlastních pojistkových bloků a popsal – původně byla část pojistek v pojistkových pouzdrech přímo na kabelech a zejména pojistka pro jemné dovírání dveří měla tendenci se uvolňovat (chyba z výroby). Nyní je tedy vše uspořádáno a popsáno.

Kde jsem co nakupoval

Co se týče nákupů, vodiče jsem kupoval zde v Brně, ve velkoobchodě Elkov, převážně typ  CYA H07V-K. Lisovací očka, ochranné plastové trubky a další drobný instalační materiál pak v prodejně Konektory Brno. Pouzdro na MID pojistky je z CAMPERVANS.CZ, stejně jako dobíječka baterie. Rozvodnice a přepínač pochází ze zásilkového obchodu Conrad. Matičky, kovový materiál apod. z místního Bauhausu. Další komponenty byly objednány od dalších prodejců spíše podle ceny a přepravních podmínek.

A malý tip: zakoupíte-li alespoň část vybavení u společnosti CAMPERVANS.CZ, lze se pak na ně obracet s technickými dotazy. A moje zkušenost je, že poradí dobře a k věci, což zase není až tak obvyklé.

Závěr aneb co bych dělal jinak

Od montáže uběhlo již několik měsíců, vozidlo najelo odhadem přes 5.0000 km, často ne po zcela dobrých cestách .Vše funguje a je funkční. Jen zapnutí boosteru hned po startu motoru vede někdy k opakovanému vypadnutí D+ signálu a opětovnému vypnutí a sepnutí boosteru. To jsem vyřešil ručním spínáním D+ signálu, protože jakmile je motor chvíli vchodu, tak k tomu nikdy nedochází. Příčinu se nepodařilo zjistit, jen vím , že v tom nejsem sám. Může to být kombinací stavu alternátoru, D+ simulace, motorové baterie….

Nejsem si také jist, zda byls nutný nabíječka motorové baterie, neboť elektroblok je podle popisu něco schopen do ní přepustit. Ale blíže jsem to nezkoumal.

Co se týče vlastní instalace, příště bych ji ještě více zjednodušil, provedl propojení LFP baterií i zapojení můstku přímo u sedadel a do elektrobloku již vedl méně vodičů, navíc by tak některé spoje byly kratší. Elektroinstalaci lze tedy provést elegantněji, nicméně získané znalosti a zkušenosti s provedením elektroinstalace, zejména u značky Clever, jsem již zúročil při úpravě pro kolegu karavanistu.

Ke stažení:

Zde si lze stáhnout STL soubor držáku přístrojů, tisk doporučuji z PET-G materiálu.

  1. Pěkné čtení, čistá práce, kabely učesaný, je vidět, že víte .
    Chtěl jsem se zeptat, když jste zavrhnul solár, neřešil jste nabíjení palubní baterie z nabíječek elektromobilů ?

    To se mi líbí

    1. Dobrý den, ne, neřešil, není to potřeba, energie je dost :-). Ale u německých kolegů jsem nějaké „zlodějky“ viděl – jen těžko říci jak moc se to vyplatí, když se postupně přistupuje i k časovému zpoplatnění (platíte i za dobu blokování sloupku).

      To se mi líbí

Napsat komentář