Miért nem romlik el a Nissan LEAF-ek töltője?

Varsányi Péter barátunk aktuális cikkében arról az eszközről lesz szó, amit mindenki gyári elektromos autó töltőnek hív, pedig ez az eszköz sok mindent csinál, de tölteni pont nem tölti az autó akkumulátorát. A töltő vagy EVSE témáról már nekünk is volt egy cikkünk, de lentebb Péter is linkeli egy idevágó korábbi anyagát. Ahogy az a cikkből is kiderül, a legnagyobb példányszámban eladott Nissan LEAF Panasonic által gyártott EVSE kábeléből eddig egy sem szorult a szakember segítségére, de azt már mi tennénk hozzá, hogy a szintén népszerű Citroen C-Zero / Peugeot iOn / Mitsubishi i-MiEV is (ez utóbbit csak sejtjük) is ugyanilyen EVSE-vel kerül forgalomba, ami nem csak jó jel, de magyarázat is arra, hogy eddig miért nem kerültek fel ilyenek a boncasztalra. Az pedig már csak hab a tortán, hogy a cikkben szintén nem említett BMW i3 „töltőkábelei” Péterhez közel a tatabányai Delphi gyárban készülnek. Előre elnézést kell kérjek a címben feltett költői kérdésért, mert sajnos arra az alábbi cikkből sem fog kiderülni a válasz. Ettől a cikket azért még érdemes elolvasni!

Töltőkábelek,

avagy a nagy EVSE cikk

Lassan két hónapja tervezem ezt a cikket megírni, de szerintem nem rajtam múlt a dolog… Vállalkozóként kínosan ügyelek arra, hogy a „fizetős” munkáimat határidőre befejezzem, így bár a töltőkábeleket eddig is csak ingyenes próba-javításra vettem át javítási határidő nélkül, álmomban sem gondoltam volna, hogy járok: a nagyméretű panelek tisztítására rendeltem egy – állítólag raktáron lévő – ultrahangos mosót másnapi szállításra; ehhez képest ígérgetések és be nem tartott szállítási idők után, 46 nap múltán (!) kaptam meg. Márpedig ahhoz, hogy ezen cikket fotókkal tudjam illusztrálni, szükséges volt, hogy a paneleket ki tudjam mosni a vastag koromréteg alól.

Cikkemben a négy legjellemzőbb hazai töltőkábelt szeretném kivesézni; ezek az alábbiak:

Balról jobbra sorban a Tesla töltője, az Opel Ampera / Chevrolet Volt / Fisker Karma gyári Voltec (Inertek) töltője, aztán a Fiat 500e töltője, végül a Mitsubishi PHEV gyári töltője jön. A Nissan LEAF már megint kilóg a sorból, mert egy hibás töltőt sem találtam belőle; kénytelen leszek megint egy özönvíz-károsultat keresni, hogy kedvemre szétszedjem azt is. Igazán illene pár hibásnak lenni abból is, ha már az a leggyakoribb autó itthon! Skandalum, hogy ezekben a Nissan LEAF-ekben soha, semmi nem akar tönkremenni!

És mivel is lehetne kezdésként jobban felütni egy ilyen cikket, ha nem pont azzal, hogy a töltőkábelek nem is töltenek?! Volt már egy korábbi EVSE cikkem, abban leírtam dolgokat, ami valószínűleg túl szakmaira sikeredett és kevés emberhez is jutott el, így most sok dolgot megismétlek. Mindenesetre aki szeretné ezt a szakmai verziót is elolvasni, itt megtalálhatja: http://varsanyipeter.hu/tesla_evse.pdf

Szóval igen, a fenti négyféle töltőkábel, továbbá a fotókon nem szereplő összes hordozható és fali (!) töltőkábel egyike sem tölt; nincsen bennük egyetlen olyan alkatrész se, amely képes lenne akkumulátort tölteni. Persze értem én, hogy „töltőkábel” a nevük, de pl. a vasmacska is hajók lehorgonyzására van, és nem fémes nyávogásra vagy ódon pinceajtók nyikorgásának utánzására; a békával is raklapokat tologatunk, de csak a földön, és nem ugrik fel vele rögtön a polcra; és még hosszasan sorolhatnám a téves elnevezések sorát… Ez az oka annak, hogy következetesen keverem a két szót: a „töltőkábel”-t és az EVSE-t. Talán már itt az ideje, hogy leírjam, mi a nyavaja az az EVSE: az angol Electric Vehicle Supply Equipment rövidítése, ami szó szerinti fordításban „elektromos jármű tápellátó felszerelés”-t jelent. Sajnos ez kb. olyan, mint a nyelvújítás korában a nyakkendőre kitalált „nyaktekerészeti mellfekvenc”; az életben nem lesz még egy őrült rajtam kívül, aki ezt így hívná.
De folytatnám a dolgot, hogy miért nem tölt a töltőkábel, hátha úgy hihetőbb a hihetetlen: a fedélzeti töltőben az energia átalakítását induktivitásokkal és transzformátorokkal, köznapi néven „tekercsekkel” oldják meg. Ezek méretét a fizika határozza meg: nincsenek csodák; le lehet őket kissé kicsinyíteni, de nem akármekkorára. Mivel a cikkeimből nem feltétlen derül ki, mi mekkora, most egymás mellé tettem egy átlagos „töltőkábel” panelt, egy Voltec töltő kábeldob alakú házát (amelynek csak a középső lyukjába fér bele bármi is, a többi csak a nagy perem), és jobb oldalt egy átlagos fedélzeti töltő átlagos méretű induktivitás-egységét:

Látható, hogy a töltőkábel nagy dobozába még a „tekercsek” sem férnének bele; nem hogy a többi alkatrész, hatalmas hengeres kondenzátorok, és a nagy teljesítményű félvezetők. Erről is érdemes pár szót szólni: egy fedélzeti töltő általában 3.3 kW-os, és a hatásfokuk kb. 90% körül van. Ez azt jelenti, hogy a maradék 10% hővé alakul; márpedig 330W hő nagyon sok egy zárt dobozban. Én pl. 40W-al már forrasztok, ha ez egy pákában van. 60W-al már szépen ég egy izzó, és nem tanácsolom senkinek se, hogy megfogja az izzó búráját, mert forró lesz! 330W veszteségi teljesítmény az 3 db 100W izzó melege, vagy egy 6-8 izzós mennyezeti csillár összes hőtermelése. Azt hiszem, ezek után már tényleg mindenki elhiszi, hogy a töltőkábel nem lehet töltő… De akkor mégis mit csinál?

Most jöhetne megint egy szakmai szövegem a SAE J1772 vezérlőjelekről és az IEC 62196 szabványról, és ezt a cikket se olvasná el senki, ahogy az előzőt sem… Szóval hogy érthetővé tegyem az érthetetlent: a töltőkábel elsősorban életvédelmi funkciókat lát el, hogy senkit se érhessen áramütés; ill. kipótolja az 1890-es évektől kifejlesztett elektromos rendszer hatalmas nagy hiányosságát, nevezetesen hogy az elektromos hálózat nem tud senkivel kommunikálni, hogy mikor, hol és mekkora áramerősség érhető el. Ezek az EVSÉ-k hatféle (!) teljesen eltérő funkcióra vannak (lásd Tesla EVSE cikkem) és bármelyik funkciójuk meghibásodása után gyakorlatilag tönkremennek. A tönkremenetelüknek háromféle fő oka van:

EZT OLVASTAD MÁR?  Tényleg minden lakótelepi parkolóba töltő kell?

Az első és legfontosabb ok a víz! Mondhatják erre sokan, hogy „Á, az ki van zárva, ezek a töltőkábelek jól le vannak tömítve; én is használtam már esőben és kutya baja sem lett!” – Sajnos tuti, hogy tévedtél, drága olvasóm! Én már csak tudom: járt itt nálam vagy két tucat a két hónap alatt… Elképesztő mennyiségű víz jut be ezekbe a teljesen zárt dobozokba! Ennek oka roppant egyszerű: a dobozok két végén nem hagyományos PVC kábelek vannak, hanem minőségi szilikon vagy – a szerintem sokkal jobb – gumi szigeteléssel. A PVC kábel ugyanis hidegben rideg és törik; így hordozható eszközökben nagy mínuszokban nem illik használni.
A szilikon kábelek azonban gyakorlatilag semmivel sem lépnek reakcióba, azaz lehetetlen őket letömíteni; nincs olyan kiöntő paszta, amely mondjuk összegyógyulna a szilikonnal; de még a sima gumit is max. vulkanizálni lehetne csak. Így bármennyire is teljesen hermetikusan le van ragasztva a töltőkábel elektronikájának a háza, a kábelek mellett bizony be tud menni a víz – és ehhez megint csak a fizika kell: amikor a töltőkábel működik, termel egy kis meleget, ami kitágul, és kinyomja a felesleges levegőt a csatlakozókábel mellett. Amikor jön egy nyári zápor, és hirtelen lehűti a töltőkábel dobozát, a benti levegő összehúzódik, a kábelen pedig végigfutva a víz, a résekben a kapilláris-hatás miatt szépen megül; és ezt szépen be is szívja a töltőkábel dobozába a vákuum. Aki azt hinné, hogy cseppekről beszélek, az nézze meg ennek a tönkrement töltőnek a házát belülről: a víz, reakcióba lépve a rézzel, fekete színű réz(II)-oxidot, ill. zöldes színű réz(II)-karbonátot alkot. A doboz két alsó sarkában szépen lehet látni a halvány zöld vonalat, hogy meddig ért benne a csaknem negyed deci (!) víz:

Persze nem csak ez az egy kapott vizet; kb. 10 javításra kapott töltőből 8-ban legalább egy sírásra elég vízcsepp-mennyiséget találtam; de leginkább árulkodó zöld nyomokat (a fekete réz(II)-oxid nehezebben vehető észre a zömében fekete háttéren) Fotózni ezeket sajnos nehéz, mert ahol víz jár, ott rögtön zárlat is van, így vastag fekete koromban látom a zöld nyomokat, a mobilom meg ettől sikítófrászt kap, mert nem tud mire fókuszálni. Szóval most látom csak, hogy sikerült csinálnom vagy 20 homályos, értékelhetetlen fotót, meg kettőt, amin látszik is:

A baj az, hogy ez a víz a napsütés és a meleg hatására a dobozban elpárolog, és minden kis sarokba eljut. Ilyenkor van az, hogy a töltő egyik nap szépen dolgozik, de a másik nap meg 10 perc üzem után piros LED-el leáll, majd fél órát megint jó, újabb hiba, és 5 percet megint jó…

A töltőkábelek másik nagy halála a túlfeszültség. Egy átlagos háztartásban a villany ezer és egy vezetéken, csatlakozón, konnektoron halad keresztül; ha jön egy túlfeszültség, az eloszlik rengeteg fele. Úgy is mondhatnám, elveszik a kábel-rengetegben. Max. lever egy 6A-es vagy 10A-es kismegszakítót, esetleg a kínai konyhai rádió kinyiffan csendben, mi meg lazán ki is dobjuk, mert ez „kínai” – javítani sem érdemes. A töltőkábelek viszont hatalmas nagy étvágyú eszközök, a legtöbb eCar garázsba külön van egy vastag vezeték kiépítve a konnektorig, ami egyenesen a villanyóra-szekrényből ágazik el. Ha bejön a túlfeszültség, aminek nem kell egy villámnak lenni; elég csak egy 1,5x-es feszültség-hullám, amit a szomszédos utcában kerítést hegesztő jóember készüléke gerjeszt. Ez bizony bemegy a töltőkábelbe, és szépen elpusztít mindent. Az eddig rekorder az az EVSE volt, amelynek a fenéklapja egy-az-egyben kirobbant a garázs másik sarkába úgy, hogy csak másnap találták meg egy szekrény mögött a hiányzó darabját. Feltételezem, nem csak a zárlat miatt történt, hanem némi kis vízgőz, vagy akár egy kis durranógáz (vízbontásból származó hidrogén-oxigén elegy) segíthetett ekkorát robbanni:

Mondanám, hogy ez az igazi szakmai kihívás; de sajnos ez már túl van ezen: a fellépő zárlati áram szabályosan szétégette a panel utolsó 3 cm-ét, és a réz fóliák helyén már csak a fehér beton látszik át a panel kiégett foltjain:

Aki szereti az elektronikai horrort, annak gyors elmesélem, hogy a kép tetején lévő kormos korong nem más, mint egy túlfeszültség-védő varisztor, amiből 3 db „volt” a készülékben: a kép közepén látunk egyet vízszintesen, élből; egyet a kép bal felső részén, függőlegesen; a kép jobb felső részén pedig már csak az egyik égre meredő, elégett lába mered a semmibe. A panel pedig – ahogy a csavarok alatt látszik is – zöld színű volt eredetileg. Hát ezért kellett az ultrahangos mosó, hogy lássam, mi van a paneleken a vastag réteg korom és réz-oxid alatt…

Végezetül a harmadik nagy halál a tervezési – vagy más néven széria- ­– hiba. Bizony, az Opel Ampera / Chevrolet Volt töltőkábeleiben egy olyan durva bakit vétettek, ami még egy kínai földművesből tervezővé átképzett szakembör sem követne el: a tápegysége lágyindító részébe beraktak egy 47 Ω-os, max. 1 W-os ellenállást. Miközben ha pont rossz pillanatban dugjuk be a konnektorba a töltőt, 2.250 W (!) pillanatnyi teljesítmény-pofon éri szerencsétlen ellenállást. Szóval akinek ilyen kábeldob alakú Voltec feliratú töltője van, az oldalán Inertek 4000982 feliratú cetlivel, annak vagy már javították a töltőjét, vagy ezután fogják – más eset nem lehetséges! Itthon van, aki húszasával szerzi be a hibás töltőket, és javítja vagy kidobja őket – annak függvényében, hogy csak ez a baja, vagy kapott közben vizet / túlfeszültséget is.

EZT OLVASTAD MÁR?  Újabb elektromos autó töltők az Alleeban

Megint már öt oldalnál tartok, de még nem mondtam szinte semmit… Szerettem volna a főbb típusokat belülről is bemutatni, melyik mit tud, miben jobb vagy rosszabb, mint a többi, de szerintem maradnak csak a fotók. Az első a LEAR EVSE, az alsó van a fenti, széria-hibás kábeldobban, a felső meg a FIAT töltőjében; ezeknek a cetlijén kívül az Inertek szerepel, mint gyártó.

Igazán nem kell elektronikai szakembernek lenni, hogy rájöjjünk, hogy e kettő csak át van tervezve; szóval egy ovis is össze tudná vonallal kötni a két panelen az azonos alkatrészeket, pláne, ha elárulom, hogy még a szín sem számít; ugyanazt az alkatrészt gyártják feketében és fehérben is.  A panelek érdekessége egy fekete, két vastag fémlábú alkatrész, ami úgy néz ki, mint egy metál-rák: ezzel méri vissza a „töltőkábel”, hogy most ő mennyi árammal is tölt, merthogy annyira nem töltő a töltőkábel, hogy azt sem tudja, hány volton működik, és hány amper megy át rajta. Ez teszi lehetővé, hogy pl. a FIAT-okhoz eredetileg 120V és 60Hz-re gyártott, idióta hálózati csatlakozós EVSÉ-ket a hálózati csatlakozó levágása és cseréje után teljesen tökéletesen használhassunk az itthoni 230V / 50 Hz-es hálózatunkon is. Semmi sem fog tönkremenni, se az EVSE, se az eCar; az EVSÉ-kbe épített univerzális tápegység ugyanis 80-240V között bármilyen feszültségről képes működtetni az EVSE elektronikáját.

Hogy mennyire nagy divat nálunk töltőkábelt barkácsolni, mi sem jelzi jobban, mint hogy az EVSÉ-k felét már sikertelenül „megjavítva” kaptam meg, pucéran. Így pl. az alábbi EVSE azt sem tudom, hogy néz ki ruhában; ez persze nem akadályozott meg benne, hogy sikeresen megjavítva visszaküldjem:

A bal felső relét én hámoztam meg, mert kontakthibás volt; természetesen visszaadása előtt cserélve lett, csak látni akartam belülről is, mi és hogy romlik el benne. Ebben pl. a víz egy helyen zárlatot csinált, és mire hozzám ért, négy helyen is megette a vékony réz drótokat; de ez sem fog ki rajtam, ahhoz azért egy tengervízben ázó inverter kell minimum. Áramkörileg az előzőhöz nagyon hasonlít, ugyanúgy 3+2 relés megoldással teszteli le a hálózatot, mint a LEAR megoldása.

Ez itt a személyes kedvencem, a kirobbanó hátlapos Mitsubishi EVSE; különlegessége a képen nem szereplő, külön szerelt, brutális méretű relé, ill. az, hogy az érzékeny elektronikát (azaz a processzort) okos módon a nyomógomb-panelre szerelték, így elvileg könnyebben lehetne javítani ill. a hibát behatárolni. Ennél pl. már csak egy darab két-áramkörös relé van a korábbi panelek 3+2 reléje helyett. Ezt meg sem próbáltam megjavítani; talán elnézitek… 

A Tesla EVSÉ-nek egy külön cikket is szenteltem korábban, nem ismétlem az ott leírtakat.

Mondanám, hogy szívesen csinálom ezeket a javításokat, de sajnos ez már nem igaz! Volt egy kedves (?) úriember (?), aki elvette tőle a kedvem, mert valami félreértés miatt felhívott, és ellentmondás nélkül közölte velem, hogy 48 órát ad, hogy ingyen megjavítsam a cuccát…
Szóval mivel is zárhatnám mással az írásomat, mint hogy megköszönjem egy híján minden kedves érdeklődőnek az elküldött hibás EVSÉ-ket; rengeteget tanultam belőlük, és szinte mindegyik jól javítható; pláne, hogy megvan a működő módszer is a védőlakk teljes, gyors és hatékony eltávolítására. De ezúton kérek mindenkit, hogy ne keressenek ilyen javításokkal, mert nem vállalok többet! Esetleg szervizeknek, cégeknek szerződéses alapon, rendszeres jelleggel igen, persze határidő-mentesen; hiszen némelyikben csak egy ellenállást kell cserélni ~5 perces munkával, míg hárommal meg már lassan egy hónapja küzdök, mert ritka egy makacs bajuk van – én meg idióta módon nem szoktam feladni sohasem.

De hogy vérig sértsenek, abból egy is sok volt…

Verzió: 1.00, 2018-05-08, Tata

A szerző, Varsányi Péter elektronikai szakember, aki két évtizedes gyakorlattal rendelkezik szabályozó és vezérlőeszközök, hálózati elemek és egyéb elektronikai eszközök fejlesztésében, ilyen eszközök működésének visszafejtésében és javításában. A szerző elérhető a +36-20-942-7232 telefonszámon, az info@varsanyipeter.hu címen, eddigi munkái pedig megtekinthetők a http://varsanyipeter.hu/ weboldalon.

 

Elektromos autót használsz?