Borne de charge didactisée pour véhicule électrique BAC STI 2D EE BTS électrotechnique BAC PRO ELEEC 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. Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 2 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. Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 3 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. Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 4 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) Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 5 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 Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 6 Les types de charges Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 7 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. Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 8 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. Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 9 La solution pédagogique Vues LabVIEW Signaux PWM pour le contrôle de la charge Vue d’accueil Mesures réelles et mode Simulation du transfert d’énergie lors de la charge Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 10 La solution pédagogique Vues Médiator Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 11 La solution pédagogique Option valise prise T3 Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 12 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 2013 Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 13 La borne de charge didactisée pour véhicule électrique Les formations concernées : Bac STI2D : •Séquence pédagogique STI2D Transversal • Séquence d’apprentissage en spécialité EE (1ère 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 Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 BTS Electrotechnique : • Dimensionnement • Gestion de chantier • Chiffrage 14 Séquences pédagogiques proposées Ces séquences sont fournies sous 3 formes : - En version .pdf - En version .doc - En version multimédia auto-exécutable. STI2D Enseignement Transversal : •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. STI2D Spécialité EE : •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. Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 15 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 Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 16 Séquences pédagogiques proposées STI2D Spécialité SIN : •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. STI2D Spécialité ITEC : •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. Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 17 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 Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 18 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) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Page d’accueil Simulation transfert d’énergie Mesures transfert d’énergie Simulation signal PWM pour communication de la borne au véhicule Mesures signal PWM pour communication de la borne au véhicule Simulation qualité de l’énergie Mesures qualité de l’énergie Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 19 Détails de l’équipement Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 20 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 Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 21 Détails de l’équipement Mesure de courant Boitier de simulation présence véhicule Mesure de tension Coffret de distribution Centrale de mesure Vue coté coffret de simulation Prise de raccordement coté véhicule Schneider Electric - Bornes didactisées pour VE Version V0 – Descamps Benoît 7 juin 2012 22