Borne de charge didactisée pour véhicule électrique. BAC STI 2D EE BTS électrotechnique BAC PRO ELEEC

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1 Borne de charge didactisée pour véhicule électrique BAC STI 2D EE BTS électrotechnique BAC PRO ELEEC

2 Préambule L automobile, au niveau mondial, représente aujourd hui un véritable paradoxe : le parc ne cesse d augmenter, en particulier dans les pays émergents, entraînant toujours plus d émissions de C02. Emissions de C02 que, dans le même temps, les Etats s efforcent de réduire drastiquement pour limiter l effet de serre. Dans ce contexte, le véhicule électrique représente une alternative crédible. 2

3 Le véhicule électrique Batteries et autonomie Le groupe de batteries fournit l énergie provenant : soit de la recharge par câble depuis une source extérieure, soit de la décélération du véhicule, le moteur fonctionnant alors en générateur. La capacité des batteries est de l ordre de 5 à 40 kw/h, leur tension totale de 300 à 500 V. L autonomie du véhicule dépendra directement de la capacité de la batterie, du type de trajet (plat, varié, urbain, ), du mode de conduite et des accessoires utilisés (phares, chauffage, climatisation, essuies glace, autres accessoires ). Les constructeurs annoncent une autonomie moyenne de 150 km. 3

4 Les bornes de charge La gamme Schneider : Borne de 3 kw mono (13A) WALLBOX pour les particuliers. Borne de 3 kw mono à 22 KW tri (32A) murale ou sur pied, pour les collectivités (avec ou sans badge RFID). Borne de 3 kw mono à 22 kw tri (32A) en voirie (système RFID pour badge avec pré-payement). Borne de charge rapide de 43 KW AC (63A) et 50 kw CC (125A) pour station service. 4

5 Les modes de charge Mode 1 : Prise domestique 2P+T avec câble basique 8 A maxi (vélo électrique, scooter électrique, TWIZY) Mode 2 : Prise domestique 2P+T avec câble et boitier de contrôle 10 A maxi (SMART électrique, ion/czéro, Leaf) Mode 3 : Borne de charge prise T3 avec câble et prises communicantes de 13 à 32A (ZOE) Mode 4: Borne station service câble fixe contrôle et protection intégré, charge en CC (ion/czéro, Leaf) 5

6 Les types de prises Femelle (VE) Mâle (câble) Coté véhicule Type 1 : monophasé 32A maxi 250V maxi 5 broches (uniquement coté véhicule) Type 2 : mono ou tri 32/63A maxi 500V maxi 7 broches (aussi coté réseau, mais absence d obturateur) Type YAZAKI / CHAdeMO* en CC 125A maxi 500V maxi 10 broches (câble attaché à la borne) * Charge to move Coté réseau Domestique : monophasé 16A théorique (8A permanant) 250V 3 broches Type 3 : mono ou tri 32A maxi 500V maxi 5 ou 7 broches 6

7 Les types de charges 7

8 La borne de charge didactisée pour véhicule électrique Descriptif : Borne de charge d une puissance de 3 Kw de type parking, équipée d une prise de type T3 + lecteur de badge RFID. Borne instrumentée avec capteurs de tension et de courant pour remontées d informations sur LabVIEW au travers un module d acquisition National Instrument. Coffret de protection avec interrupteur-sectionneur, disjoncteur différentiel SI pour protection de la prise. Plus centrale de mesure. Coffret de simulation de présence du véhicule. Il est équipé d un voyant et commutateurs (Simulation de Mise à la terre du véhicule simulation du signal véhicule prêt) Possibilité de connecter un véhicule électrique sur la prise T3 ou un vélo, Scooter, TWIZY, des charges simulées sur les prises 16A+T du le coffret de simulation. 8

9 La borne de charge didactisée pour véhicule électrique Fourniture : Une borne de charge VE type collectivité didactisée monté sur un châssis à roulette en profilé ALU. Le câble de raccordement est fournis avec une prise domestique 16A et en plus une prise industrielle 16A 2P+T. Un lot de 10 badges RFID Un câble de charge véhicule T2 borne T3. Un auto exécutable LabVIEW. Les TP sont fournis au format papier et format numérique (auto exécutable MEDIATOR). Une documentation technique au format papier et CD. Le logiciel POWER LOGIC pour la centrale de mesure. Commande biométrique avec séquence pédagogique en option. Valise d étude de l éco-conception de la prise T3 (spécialité ITEC) en option. 9

10 La solution pédagogique Vues LabVIEW Vue d accueil Signaux PWM pour le contrôle de la charge Mesures réelles et mode Simulation du transfert d énergie lors de la charge 10

11 La solution pédagogique Vues Médiator 11

12 La solution pédagogique Option valise prise T3 12

13 Pour commander : Borne de charge didactisée : Avec cordon, doc techniques et supports pédagogiques Référence : MDGVE100 Option biométrique pour projet STI 2D : Un BP biométrique + notice et séquence pédagogique Référence : MDGVE100BM Valise Prise T3 : Une prise T3 en éclatée avec plan 3D et étude de l Eco Conception Référence : MDGVE100T3 * * Disponibilité mi

14 La borne de charge didactisée pour véhicule électrique Les formations concernées : Bac STI2D : Séquence pédagogique STI2D Transversal Séquence d apprentissage en spécialité EE (1 ère et terminale) Séquence d apprentissage en spécialité SIN (RFID, signal PWM ) Séquence de projet en spécialité SIN (lecteur biométrique, implantation mécanique, raccordement, programme ) Séquence de projet en ITEC ( Analyse de la prise en 3D, fichiers CAO, Eco conception ) BAC ELEEC : Gestion des protections Dimensionnement Mise en œuvre Adaptation de la Communication BTS Electrotechnique : Dimensionnement Gestion de chantier Chiffrage 14

15 Séquences pédagogiques proposées Ces séquences sont fournies sous 3 formes : - En version.pdf - En version.doc - En version multimédia auto-exécutable. STI2D Enseignement Transversal : STI2D Spécialité EE : Séquence Première STI2D : problématique générale.. Séquence Première STI2D : choix types de bornes pour une ville. Séquence Première STI2D : étude Sysml. Séquence Première STI2D : prise en main de la borne. Séquence fin de Première/début Terminale : les puissances véhiculées les énergies et le coût lors de la recharge d un véhicule. Séquence Terminale : Supervision d un parc de bornes de recharge. 15

16 Séquences pédagogiques proposées STI2D Spécialité EE (suite): Projet Terminale : projet ajout d un compteur d énergie + utilisation logiciel Powerlogic. Fourni avec écriture du projet + éléments de solutions Projet Terminale commun à EE, SIN et ITEC : projet ajout d un IHM pour informations client (énergie rechargé, coût, ). Fourni avec écriture du projet + éléments de solutions 16

17 Séquences pédagogiques proposées STI2D Spécialité SIN : STI2D Spécialité ITEC : Etude Sysml. Séquence fin de Première ou début de Terminale : Analyse du mode de communication entre le chargeur et le véhicule. Projet Terminale : projet ajout d un détecteur biométrique pour paramétrage du lecteur de carte. Fourni avec écriture du projet + éléments de solutions. Projet Terminale commun à EE, SIN et ITEC : projet ajout d un IHM pour informations client (énergie rechargé, coût, ) Fourni avec écriture du projet + éléments de solutions. Projet Terminale commun à EE, SIN et ITEC : projet ajout d un IHM pour informations client (énergie rechargé, coût, ) Fourni avec écriture du projet + éléments de solutions. 17

18 Séquences pédagogiques proposées BAC ELEEC : Choix des équipements et réalisation d un coffret amont Choix des protections et câbles TGBT-borne en fonction des distances d implantation de la borne Mise en service de la borne Réalisation d un logigramme du principe de fonctionnement Choix et modification de l adresse IP Mise en place d une supervision à base de Vijéo Désigner 18

19 Séquences pédagogiques proposées BTS Electrotechnique : Séquence Première année : la distribution électrique et ses contraintes. Séquence Deuxième année : la qualité de l énergie. Programmes LabVIEW : Ces programmes sont fournis sous 2 formes : - En version auto-executable (établissements ne possédant pas LabVIEW). - En version lisibles et modifiables sous LabVIEW. 7 pages sont proposées : 1) Page d accueil 2) Simulation transfert d énergie 3) Mesures transfert d énergie 4) Simulation signal PWM pour communication de la borne au véhicule 5) Mesures signal PWM pour communication de la borne au véhicule 6) Simulation qualité de l énergie 7) Mesures qualité de l énergie 19

20 Détails de l équipement 20

21 Détails de l équipement Alimentation capteurs Capteur de courant Capteur de tension Sorties pour Labview et port Ethernet Module NI 6800 Pré-perçage pour l option biométrique 21

22 Détails de l équipement Boitier de simulation présence véhicule Mesure de courant Mesure de tension Coffret de distribution Vue coté coffret de simulation Centrale de mesure Prise de raccordement coté véhicule 22