Creasol DomBusEVSE è un modulo DIN rail completamente testato e certificato CE, progettato per i sistemi di automazione domestica Domoticz, Home Assistant, OpenHAB, Node-RED, ioBroker, ..., per caricare veicoli elettrici utilizzando lo standard SAE 1772 e IEC 62196 -2 Mode3 (carica CA, fino a 22 kW di potenza).

Funziona in modalità stand-alone (con o senza alcun controller domotico: in questo caso la corrente di carica è controllata dal modulo EVSE) o in modalità gestita (la corrente di carica è controllata da un controller domotico/automazione, quindi l'EVSE viene messo in modalità stupida).

Supporta due protocolli diversi:

• DomBus , un protocollo ottimizzato per il controller Domoticz (utilizzando un plugin Python) o con altri sistemi di automazione domestica ( Home Assistant , OpenHAB , Node-RED, ioBroker, ... ) che supporta MQTT AutoDiscovery , utilizzando il servizio DomBusGateway (un programma Python in esecuzione in background che converte i dati DomBus in MQTT e viceversa).
• Modbus RTU , un protocollo standard che può essere utilizzato con quasi tutti i sistemi di automazione domestica

Il protocollo DomBus è migliore, ma necessita di una connessione al modulo tramite un adattatore USB/RS485, tramite un modulo WiFi/LAN/RS485 che supporti una porta seriale virtuale o tramite un microcomputer aggiuntivo che utilizzi il software DomBusGateway , un ponte tra DomBus e MQTT.

Il protocollo Modbus è utile in caso di utilizzo di sistemi domotici non standard, che non supportano MQTT, oppure quando ci si connette tramite un modulo WiFi/LAN/RS485 che supporta solo il protocollo ModbusTCP.

Per ottenere la versione più aggiornata, consultare la versione inglese di questa pagina.

Come realizzare una stazione di ricarica/wallbox per veicoli elettrici fatta in casa

Per realizzare una wallbox/stazione di ricarica per veicoli elettrici fai da te, sono necessari i seguenti elementi:

• RCCB: protezione da corrente residua, con rilevatore di corrente continua da 6 mA
• facoltativamente, un misuratore di potenza per monitorare e contabilizzare l'energia di ricarica, la potenza, la tensione e il fattore di potenza del veicolo elettrico.
• un contattore per abilitare/disabilitare l'alimentazione di rete
• un modulo EVSE che invia un segnale PWM al caricabatterie di bordo (all'interno del veicolo) la potenza massima disponibile (corrente) per ottenere il bilanciamento del carico evitando sovraccarichi e consentendo di impostare la potenza massima che può essere prelevata dalla rete elettrica (0 per utilizzare solo energia da fotovoltaico/rinnovabile, oppure 25-50-75-100% della potenza di rete disponibile)
• Una connessione tra il modulo EVSE e un contatore di potenza/energia che misura la potenza scambiata con la rete elettrica. Se nel tuo sistema domotico è già presente un contatore di potenza che misura la potenza di rete, non è necessario aggiungerne un altro: basta utilizzare una semplice automazione per inviare la potenza effettiva (ogni 6 secondi o meno) al dispositivo virtuale Grid Power di EVSE.

Costruire una wallbox è piuttosto semplice: la rete elettrica è collegata all'interruttore differenziale (protezione) + contatore di energia opzionale (ma consigliato) + contattore + cavo del veicolo elettrico . Bisogna fare attenzione a evitare il surriscaldamento di cablaggi e connessioni, che devono essere controllati periodicamente!!
Il modulo EVSE è collegato al filo di controllo-pilota del cavo del veicolo elettrico, monitora la presenza di tensione (sull'uscita del contattore) e attiva/disattiva il contattore (relè). Può inoltre comunicare con il contatore di energia della rete principale o, in alternativa, con il controller domotico per ottenere la potenza di rete attuale dal contatore di energia esistente .

In realtà DomBusEVSE è in grado di leggere i contatori di energia DDS238-2 ZN/S (monofase) e DTS238-4 ZN/S (trifase) per ottenere la potenza di rete attuale; se esiste già un contatore di energia monofase o trifase ed è collegato a un controller domotico (come Domoticz, Home Assistant, ...), è possibile creare una semplice automazione per inviare a DomBusEVSE, ogni 6 secondi o meno, la potenza di rete attuale (positiva se importata, negativa se esportata), in modo che l'EVSE possa effettuare correttamente il bilanciamento del carico .

Il valore di potenza proveniente dalla rete elettrica è necessario a DomBusEVSE per regolare la corrente di carica, prevenendo sovraccarichi/disconnessioni e anche per mantenere la potenza di carica massima impostata dall'utente: maggiori informazioni di seguito.

È anche possibile utilizzare DomBusEVSE per realizzare una stazione di ricarica molto economica, senza alcun contatore di energia , impostando il parametro EVMETERTYPE su 2 (per monofase) o 3 (trifase): in questo caso EVSE non gestirà il bilanciamento del carico, ma caricherà semplicemente il veicolo utilizzando il 25, 50, 75 o 100% della potenza impostata da EVMAXPOWER.

Caratteristiche

• Ricarica in modalità 3, AC 230V (monofase, fino a 7,36kW) o AC 400V (trifase, fino a 22kW) o entrambe (può gestire 2 contattori 2P, per attivare la ricarica monofase quando la potenza disponibile è bassa e passare alla ricarica trifase quando la potenza disponibile aumenta: questa funzionalità può essere utile in modalità solare)
  
• Gestisce fino a 4 contatori di energia Modbus DDS238-2 ZN/S (monofase, classe 1, ad alta precisione) o DTS238-4 ZN/S (trifase), uno per misurare la potenza/energia di ricarica, uno per misurare la potenza/energia scambiata con la rete elettrica. Può anche essere collegato ad altri 2 contatori di energia per monitorare altri carichi/circuiti, se necessario (pompa di calore, cucina, ...). Grazie all'elevata precisione dei contatori di energia, è possibile ottenere statistiche e grafici accurati sull'energia utilizzata per caricare il veicolo elettrico e sull'energia scambiata con la rete.
• Controlla un contattore esterno 2P o 4P per abilitare o escludere l'alimentazione di rete all'auto elettrica e verificare completamente che il contattore funzioni come previsto (allarme in caso di contatti saldati o interruzione di corrente).
• 5 modalità di funzionamento , configurabili tramite il controller domotico (Domoticz, Home Assistant, Node-RED, OpenHAB, ... o tramite Modbus), e anche tramite i pulsanti SU/GIÙ (sul modulo, ma è possibile collegare un pulsante SU/GIÙ anche esternamente):
  • OFF : ricarica EV disabilitata (stato LED: rosso)
  • SOLARE : utilizza solo energia proveniente dall'impianto solare, assicurandosi che la potenza della rete sia inferiore a 0 Watt ( potenza della rete < 0; stato del led: verde).
  • 25% : utilizza sia l'energia solare che quella della rete, massimo il 25% della disponibilità di potenza (ad esempio, con un contratto da 6 kW, utilizza massimo 1500 W dalla rete, + potenza disponibile dall'energia solare) ( potenza della rete < 0,25* EVMAXPOWER ; stato del LED: giallo)
  • 50% : utilizza sia l'energia solare che quella della rete, massimo il 50% della disponibilità di potenza (ad esempio, con un contratto da 6 kW, utilizza massimo 3 kW dalla rete) ( potenza della rete < 0,5* EVMAXPOWER ; stato del LED: giallo)
  • 75% : utilizza sia l'energia solare che quella della rete, massimo il 75% della disponibilità di potenza (ad esempio, con un contratto da 6 kW, utilizza massimo 4500 W dalla rete) ( potenza della rete < 0,75* EVMAXPOWER ; stato del LED: giallo)
  • 100% : utilizza sia l'energia solare che quella di rete, massima potenza (ad esempio, con un contratto da 6 kW, utilizza max 6 kW) ( Potenza Rete < EVMAXPOWER ; stato led: giallo). In questa modalità è anche possibile impostare un profilo di consumo che prevede due soglie di potenza massima che si alternano per la durata di due tempi configurati, per utilizzare la potenza realmente massima dalla rete. Ad esempio, in Italia con un contratto da 6 kW è possibile utilizzare max 7,6 kW per 90 minuti, poi 6,6 kW per 90 minuti.
  • GESTITO : corrente di carica impostata dal controller domotico (ad esempio tramite uno script) (stato del led: blu).
• Dalla modalità SOLARE al 100% , l'EVSE imposta la corrente di carica in base alla potenza corrente prelevata dalla rete (se il contatore di rete è collegato direttamente all'EVSE). Nel caso in cui nell'edificio sia già installato un contatore di rete, o in caso di installazione di un inverter ibrido con inverter fotovoltaico + accumulatore , è possibile evitare di installare un altro contatore e impostare una semplice automazione che passa il valore di GridPower all'EVSE, oppure passa EVGridPower = GridPower - BatteryPower all'EVSE: in quest'ultimo caso, l'EVSE in modalità Solare utilizzerà solo energia fotovoltaica, senza scaricare la batteria statica.
  Esempio (diminuzione della potenza solare): EVSE in modalità solare, GridPower = 500W (500W dalla rete), BatteryPower = -200W (200W dalla batteria all'inverter) => EVGridPower = 500 - (-200) = 700: quando l'EVSE riceve EVGridPower = 700 in modalità solare, riduce la potenza del EV di 700W.
  Un altro esempio (aumento della potenza solare): GridPower=-200 (200W alla rete), BatteryPower=1000 (1000W dall'inverter alla batteria) => EVGridPower = -200 - 1000 = -1200 => EVSE aumenterà la potenza di ricarica di 1200W
  Un altro esempio (ricarica a piena velocità: EVMode=100%): EVMaxPower=8000, GridPower=7000, BatteryPower=1000 (l'inverter invia 1000 W alla batteria) => inviando EVGridPower=7000 - 1000 = 6000 all'EVSE, aumenta la potenza di carica di 2000 W per saturare la potenza della rete, avendo 8000 W dalla rete che vanno all'EV.
  Per un grado di personalizzazione ancora maggiore, è possibile impostare l'EVSE in modalità Gestita : in questo modo il modulo EVSE diventa fittizio (non gestisce autonomamente la corrente di carica, ma necessita di un'automazione esterna che imposti la corrente di carica) , consentendo qualsiasi tipo di metodo di ricarica (ad esempio il caso di più wallbox ottimizzate collegate tra loro).
• EVMinVoltage : è possibile configurare questo parametro per mantenere la tensione di carica a un valore fisso: ad esempio, in monofase, impostando EVMinVoltage=248V, l'EVSE caricherà il veicolo alla corrente minima necessaria per mantenere la tensione a quel valore. Questo è molto utile quando la batteria del veicolo è quasi carica e vogliamo evitare la protezione da sovratensione dell'inverter (derating di potenza o inverter OFF) causata da V>=253V (produzione eccessiva, durante le giornate di sole del fine settimana). Guarda il video!
• INTERROMPI la ricarica premendo il pulsante GIÙ per 1 secondo
• Funzione AUTOSTART : se impostata su 1, quando il veicolo viene nuovamente collegato, la modalità di ricarica viene automaticamente ripristinata alla modalità di ricarica precedente. Ad esempio, se nell'ultima sessione di ricarica la modalità EVSE era SOLARE , ogni volta che il veicolo viene nuovamente collegato la modalità EVSE verrà automaticamente impostata sulla modalità SOLARE .
  Quando AUTOSTART=2, la modalità EV è impostata su Off quando il veicolo è scollegato e rimane OFF quando è collegato: la sessione di ricarica può essere avviata impostando la modalità EV = SOLAR÷100% tramite il pulsante SU o l'interfaccia WEB, una funzione utile quando la wallbox è posizionata in un'area comune e si desidera che solo le persone autorizzate possano caricare.
  Se AUTOSTART=0, la modalità EV non cambia quando il veicolo viene scollegato o collegato.
• Possibilità di limitare la potenza di carica impostando il dispositivo EVMAXCURRENT su un valore inferiore al limite del cavo (32A o 16A).
• il controller domotico (Domoticz, Home Assistant, OpenHAB, ...) può ricevere dal modulo DomBusEVSE le seguenti telemetrie per la visualizzazione in tempo reale e per mostrare grafici di qualità :
  - potenza/energia di carica , che si differenzia nelle due tabelle seguenti
  - ricarica di energia/potenza da fonte solare (fotovoltaica o altra fonte rinnovabile)
  - ricarica di energia/potenza dalla rete elettrica
  - tensione di carica e fattore di potenza (quest'ultimo è utile per rilevare la potenza minima per ottenere un'elevata efficienza dal caricabatterie di bordo)
  - potenza/energia totale dalla rete
  - tensione di rete, fattore di potenza e frequenza
• LED RGB che visualizza lo stato attuale del veicolo elettrico:
  EV scollegato/scollegato: 1 lampeggio verde (tensione CP = 12 V)
  EV collegato/collegato: 2 lampeggi verdi (tensione CP = 9 V)
  EV collegato/connesso e EVSE desidera iniziare la ricarica: 3 lampeggi verdi (tensione CP = PWM +/- 9 V)
  Ricarica EV: il LED blu lampeggia 1 o più volte, indicando la potenza attuale (1 lampeggio blu => meno di 1 kW, 2 lampeggi blu => meno di 2 kW, ...) (tensione CP = PWM +/- 6 V)
  Errore EV: 1 lampeggio rosso => il caricabatterie di bordo richiede una ventilazione esterna, 2 lampeggi rossi => nessuna alimentazione di rete rilevata dal modulo EVSE (l'ingresso di alimentazione EV deve essere collegato all'uscita a 230 V del contattore), 3 lampeggi rossi => alimentazione di rete rilevata quando il contattore è SPENTO: contatto saldato?
  Quando viene selezionata una nuova modalità EV (dallo smartphone o tramite il pulsante SU/GIÙ), il LED RGB mostra la modalità corrente per 1 secondo.
• Basso consumo energetico : 100 mW in stand-by, 400 mW durante la ricarica
• Morsettiere per collegare, se necessario, un doppio pulsante esterno Su/Giù che svolge la stessa funzione del pulsante interno Su/Giù (impostazione modalità EV).
• Dimensioni: guida DIN, larghezza 3 moduli, 53x89x65mm
• Collegamento: RS485 (protocolli DomBus o Modbus), utilizzando un comune cavo di allarme (4x0,22mm² o 2x0,22mm²+2x0,5mm²); lunghezza massima del collegamento: 200m

Nota: i pulsanti E/S non vengono utilizzati.

Come funziona un EVSE (wallbox)?

Sebbene questo sia un prodotto completamente testato e certificato CE, può essere utilizzato da tecnici solo a scopo di sviluppo o dimostrazione. Creasol declina ogni responsabilità per danni a cose o persone.

Il cavo EV ha 2 o 4 fili per l'alimentazione di rete (230 V monofase, 400 V trifase) che saranno collegati a un contattore 2P o 4P (relè) per garantire che non venga applicata alimentazione quando la sessione di ricarica è SPENTO, e il filo del pilota di controllo + filo PE (giallo/verde) che sono collegati al modulo EVSE: il pilota di controllo è protetto da un dispositivo di soppressione della tensione transitoria.
Si prega di notare che il filo PE deve essere collegato sia alla terra dell'edificio (potenziale zero) sia al morsetto di terra del DomBusEVSE.
Un modulo EVSE intelligente:

1. monitora l'alimentazione di rete tramite un contatore di energia/potenza
2. monitora l'alimentazione di carica , tramite un altro contatore di energia/potenza
3. monitora il pilota di controllo per verificare lo stato del veicolo (scollegato, connesso, richiesta di ricarica, richiesta di ventilazione, allarme)
4. invia all'auto un segnale PWM da 1 KHz per specificare la corrente massima disponibile per la ricarica
5. attiva l'alimentazione di rete tramite un contattore
6. registra tutte le misure per fornire grafici di buona qualità che consentono di ottenere statistiche sul consumo di auto elettriche

Con Domoticz, Home Assistant e altri controller open source è anche possibile collegare il cloud del veicolo (per i veicoli connessi) per ottenere altre informazioni sullo stato di carica della batteria, sul contachilometri, sulla posizione, sulla velocità, ...

La sessione di ricarica inizia quando

• il veicolo è collegato,
• EVMode è Solare, 25%, 50%, 75% o 100% (la modalità Gestita non è considerata, ora), e
• GridPower + EVSTARTPOWER < potenza impostata da EVMode: ad esempio, impostando la modalità Solare e EVSTARTPOWER=1200W, la sessione di ricarica inizia solo se GridPower < -1200W (più di 1200W disponibili da fotovoltaico, eolico, ...).

La sessione di ricarica termina se

• EVMode è impostato su Off,
• GridPower > potenza impostata da EVMode per più di EVSTOPTIME secondi (e EVCurrent=6A che è il valore minimo per la corrente di carica), oppure
• Il veicolo smette di caricarsi (forse perché il SoC ha raggiunto il livello massimo).

Durante la ricarica, il valore EVCurrent viene aggiornato regolarmente per mantenere GridPower al valore impostato da EVMode . Se il contatore di energia di rete è collegato al bus A2/B2 del DomBusEVSE, la potenza di rete viene letta ogni 3 secondi. In caso di utilizzo di un contatore di energia esistente collegato ai sistemi di domotica, si consiglia di aggiornare il valore di potenza di rete ogni 5 secondi o meno. Si noti che quando l'energia viene esportata in rete (il fotovoltaico produce più energia del consumo domestico), il valore GridPower immesso nel modulo EVSE dovrebbe essere negativo. È consigliabile che l'energia venga misurata e immessa nel modulo EVSE ogni 5-6 secondi: se l'intervallo è maggiore, impostare EVWAITTIME sul valore dell'intervallo + 1.
Il caricabatterie di bordo dell'auto ha 6 secondi di tempo per ridurre il consumo di corrente (Ampere) al valore impostato dal modulo EVSE.

DomBusEVSE funziona anche senza contatore di corrente elettrica!

La maggior parte degli utenti dispone già di un contatore di energia che misura lo scambio di energia con la rete. Altri hanno un inverter solare ibrido collegato sia al fotovoltaico che all'accumulatore , che fornisce l'energia scambiata con la rete e con la batteria. In questi casi non è necessario aggiungere un altro contatore di energia di rete , ma è sufficiente creare una semplice automazione per informare l'EVSE di quanta energia sta consumando. Ora chiamiamo:
Grid_Power_Meter = potenza (in Watt) dalla rete elettrica (negativa in caso di potenza esportata verso la rete)
Battery_Power_Meter = potenza (in Watt) dall'accumulatore (negativa quando la batteria è in carica)
Potenza di rete = dispositivo virtuale EVSE che dovrebbe essere aggiornato dall'automazione per conoscere la potenza di utilizzo

L'automazione deve inviare al modulo EVSE, ogni 6 secondi o meno (meglio ogni 3-4 secondi) la somma Grid_Power_Meter + Battery_Power_Meter

Esempio 1: produzione fotovoltaica con batteria, EVSE in modalità solare (utilizza solo energia solare)

EVSE in modalità solare, stato spento (non in carica), l'inverter carica la batteria per 3000 W ( Battery_Power_Meter =-3000) e invia 1500 W alla rete ( Grid_Power_Meter =-1500). L'automazione deve inviare il numero -4500 al dispositivo EVSE Grid Power : se (-4500+EVSTARTPOWER < 0) e (SoC della batteria EV non è pieno), il processo di ricarica inizia a consumare tutti i 4500 W disponibili (EVSE lavora per mantenere Grid Power = 0, in modalità solare).
Dopo 6 secondi dall'avvio, controlla il dispositivo Grid Power (scritto dall'automazione): se Grid Power > 0 riduce la corrente di carica per ottenere Grid Power <= 0, mentre se Grid Power < 0 ed è disponibile abbastanza potenza per mantenere Grid Power <0, aumenta la corrente (Ampere) e attende altri 6s prima di aggiornare nuovamente la corrente.
Il tempo di 6s (standard SAE1772) corrisponde al tempo massimo che l'OBC può impiegare per modificare la potenza consumata in base a quanto stabilito dal modulo EVSE e può essere modificato tramite il parametro EVWAITTIME.

Esempio 2: produzione fotovoltaica, nessuna batteria, EVSE in modalità 100% (utilizza tutta l'energia disponibile da solare e rete per caricare alla massima velocità)

In questo caso è sufficiente avere un'automazione che, al variare del Grid_Power_meter , imposti il dispositivo virtuale Grid Power con quel valore. Supponiamo che EVMAXPOWER sia 11000 (potenza contrattuale = 11kW), EVMAXCURRENT sia 32A (max 22kW in trifase).

Se Grid_Power_Meter =-3500 (3500 W di energia solare esportata nella rete), questo valore deve essere inviato a Grid Power in modo che, quando EVMode passa da Off al 100% (o quando EVMode =100% e il veicolo è collegato), la sessione di ricarica inizia con il valore di potenza
( EVMAXPOWER *100%) - Grid_Power_Meter = 11000 - (-3500) = 14500W
Naturalmente, l'EVSE verifica sempre di non superare EVMAXCURRENT e lo stesso fa il caricabatterie di bordo (una resistenza all'interno del cavo EV imposta la corrente massima consentita).

Esempio 3: ricarica utilizzando la potenza massima assoluta della rete

In Italia è possibile scaricare sempre il 10% in più della potenza contrattuale, e il 27% in più con duty cycle max 50% e tempo massimo di 90 minuti.

Se la potenza contrattuale è di 4500 W, ad esempio, è possibile impostare EVMAXPOWER =4500*1,10=4950, EVMAXPOWER2 =4500*1,27=5715, EVMAXTIME =900, EVMAXTIME2 =900. In questo caso, l'EVSE, quando EVMode =100%, imposterà la corrente di carica in modo da scaricare dalla rete 5715 W per 15 minuti (900 s) e 4950 W per 15 minuti, poi 5715 W per altri 15 minuti e così via.

Wallbox intelligente monofase fatta in casa 230V 7,3kW max (32A)

• Modulo EVSE Creasol DomBusEVSE
  
• Interruttore differenziale di tipo B 2P 40A in grado di rilevare correnti differenziali proteggendo il circuito anche se le correnti sono in corrente continua.
• Un contatore di energia DDS238-2 ZN/S (versione Modbus) per tenere traccia dell'energia immessa nel veicolo , della potenza di ricarica, ... Si tratta di un contatore di energia di classe 1 molto preciso. Questo contatore di energia non è obbligatorio : è possibile ometterlo risparmiando spazio e costi, ma si perderebbero le statistiche e i grafici sulla potenza e l'energia utilizzate per la ricarica del veicolo.
• Un contattore 2P 40A per abilitare/rimuovere l'alimentazione di rete al veicolo, scollegando il veicolo se il processo di ricarica è SPENTO.
• Un contatore di energia DDS238-2 ZN/S collegato alla rete elettrica , per rilevare la potenza in importazione/esportazione e tenere traccia di energia, tensione, fattore di potenza e frequenza. È utile anche per misurare la potenza e l'energia consumate dall'edificio e per visualizzare grafici che mostrano questi parametri nel corso degli anni.
  Nel caso di un sistema domotico con un contatore di potenza di rete già esistente , che fornisce il valore di potenza con un intervallo massimo di 10 secondi, è possibile utilizzarlo inviando il valore di potenza a DomBusEVSE tramite una semplice automazione che imposta un dispositivo virtuale Grid Power su DomBusEVSE quando cambia la potenza; il valore di potenza deve essere negativo nel caso in cui la potenza venga esportata nella rete.
• Cavo di tipo 2 o di tipo 1 per collegare il veicolo e, naturalmente, alcuni fili per collegare tutti i componenti. Il cavo EV per la ricarica monofase ha 4 fili: linea, neutro, terra di protezione e pilota di controllo.
• Se manca l'alimentatore da 13,6 Vcc, è necessario un alimentatore da 13,6 V 15 W.
• Il morsetto GND del DomBusEVSE deve essere collegato al PE (filo giallo/verde)

Il modulo DomBusEVSE funziona sia in modalità stand-alone (senza controller domotico) sia con un controller domotico come Home Assistant, Node-RED, Domoticz, ... In quest'ultimo caso è necessario un adattatore USB/RS485 per interfacciare il controller domotico con il modulo DomBuseEVSE. Si noti che il bus RS485 necessita di due resistenze di terminazione (100 - 150 Ohm, collegate tra i morsetti A e B) alle estremità del bus: se necessario, è possibile aprire il modulo EVSE (svitando le 4 viti) e cortocircuitare, con un saldatore, le 2 piazzole del PCB denominate Rb . La versione Modbus di DomBusEVSE ha la resistenza di terminazione già abilitata.

Configurazione

Eseguire tutti i cablaggi come indicato nello schema sopra (cliccare per ottenere lo schema PDF con una risoluzione più alta ), ma collegare al veicolo elettrico solo il contatore di energia che misura l'energia del veicolo elettrico.

Suggeriamo di posizionare i moduli Wallbox in una scatola di derivazione interna , possibilmente vicino al punto in cui si parcheggia il veicolo, ma anche vicino alla scatola di derivazione principale o all'inverter solare, se presente, per ridurre al minimo la lunghezza del cavo: utilizzare cavi da 6 mm² (o 10 mm²) per l'alimentazione di rete. Quindi posizionare una piccola scatola di 10x10 cm nel punto in cui è parcheggiata l'auto elettrica , all'interno o all'esterno, collegata con 3 cavi da 6 mm² (o 10 mm²) (L, N, PE) più un cavo schermato da 2 x 0,22 mm² (cavo standard per sistemi di allarme): un cavo è collegato alla morsettiera CP (pilota di controllo) e l'altro cavo + schermo sono collegati a PE/GND. Il cavo di tipo 2 o di tipo 1 (con solo connettore a spina per il veicolo) sarà collegato alla piccola scatola.

Nel caso in cui il dispositivo venga utilizzato in modalità stand-alone, non collegato a un controller domotico, i contatori di energia devono essere già configurati con indirizzo Modbus=2 (verso EV) e indirizzo=3 (verso Grid): possono essere acquistati presso Creasol Store chiedendo di ottenere l'indirizzo già programmato.

Infine, DomBusEVSE offre ulteriore supporto per:
* Uscita relè SPST RL2, con capacità 250V 5A, che può essere utilizzata per qualsiasi scopo

* fino a 4 contatori di energia, quindi è possibile collegare altri 2 contatori di energia (con indirizzo=4 e 5) per ottenere statistiche di potenza per la pompa di calore, la cucina, ....

Tutti i pezzi dovrebbero essere disponibili nel Creasol Store

Configurazione con Domoticz

Le istruzioni seguenti sono relative al controller Domoticz , un controller domotico open source gratuito che consente il controllo completo della wallbox ed è altamente consigliato : funziona con hardware economici come Rock PI-S o Raspberry PI4 , così come con computer Linux, Windows e Mac.

Si consiglia di installare Domoticz Beta, che è aggiornato, Python Plugin Manager (non disponibile su Windows), quindi è possibile installare il plugin Creasol DomBus da Python Plugin Manager: in questo modo è possibile ricevere notifiche sui futuri aggiornamenti del plugin DomBus e l'aggiornamento automatico.

DomBusEVSE può essere collegato al controller domotico/PC tramite un adattatore USB/RS485: un dispositivo verrà automaticamente aggiunto al pannello Domoticz -> Interruttori, con indirizzo predefinito ffe3.1: fare clic sul pulsante Modifica e aggiungere alla Descrizione , HWADDR=0x0001 o un altro indirizzo univoco, quindi fare clic sul pulsante Salva: fare clic su Dashboard e quindi di nuovo su Interruttori per visualizzare, in basso, i dispositivi EVSE: EVSE On, RL2, Alimentazione EVSE, Modalità EVSE, Stato EVSE, Corrente EVSE. Fare clic su Modalità EVSE e modificare i parametri EVMAXPOWER ed EVMAXCURRENT, quindi salvare.

Crea una nuova stanza per raggruppare tutti i dispositivi EVSE: Impostazioni -> Altre opzioni -> Piani -> Planimetrie della stanza, aggiungi una nuova Wallbox o altro nella stanza e aggiungi tutti i dispositivi con indirizzo corrispondente all'HWADDR impostato in precedenza. Quindi, fai clic su Dashboard e seleziona la stanza Wallbox .

Poiché i contatori di energia sono programmati in fabbrica con indirizzo Modbus 1, collegare prima il contatore di energia tra l'interruttore differenziale di tipo B e il contattore e assegnare l'indirizzo = 2 in questo modo: selezionare Domotica -> Utilità -> Dispositivo M1 Addr, fare clic sul pulsante Modifica e scrivere nel campo Descrizione , ADDR=2 , quindi salvare. Quindi collegare il contatore di energia principale (che misura la potenza scambiata con la rete) e assegnare l'indirizzo = 3: selezionare Domotica -> Utilità -> Dispositivo M1 Addr, fare clic sul pulsante Modifica e scrivere nel campo Descrizione , ADDR=3 , quindi salvare.

Se è già disponibile un contatore di energia collegato alla rete elettrica, è sufficiente installare un semplice script che, al variare della potenza proveniente dalla rete, aggiorni il valore del "dispositivo virtuale" Grid Power che viene creato automaticamente.

Configurazione del modulo DomBusEVSE per far funzionare una wallbox con Home Assistant

Si prega di consultare la pagina Home Assistant .

Configurazione del modulo DomBusEVSE per far funzionare una wallbox con Node-RED

Si prega di controllare la pagina Node-RED

Configurazione del modulo DomBusEVSE per far funzionare una wallbox con OpenHAB

FARE

Configurazione del modulo DomBusEVSE per far funzionare una wallbox con Loxone

FARE

Wallbox intelligente trifase fatta in casa 400V 11kW o 22kW max (32A)

• Modulo EVSE Creasol DomBusEVSE
  
• Interruttore differenziale di tipo B 4P 25 o 40A in grado di rilevare correnti differenziali proteggendo il circuito anche se le correnti sono in corrente continua.
• Un contatore di energia trifase DTS238-4 ZN/S (versione Modbus) per tenere traccia dell'energia del veicolo elettrico immessa nel veicolo , della potenza di ricarica, ecc. Si tratta di un contatore di energia di classe 1 molto preciso. Questo contatore di energia non è obbligatorio : è possibile ometterlo risparmiando spazio e costi, ma si perderebbero le statistiche e i grafici sulla potenza e l'energia utilizzate per la ricarica del veicolo.
• Un contattore 4P 25A o 40A per abilitare/rimuovere l'alimentazione di rete a 400V al veicolo, scollegando il veicolo se il processo di ricarica è SPENTO.
• Un contatore di energia trifase DTS238-4 ZN/S collegato alla rete elettrica , per rilevare la potenza in importazione/esportazione e tenere traccia di energia, tensione, fattore di potenza e frequenza. È utile anche per misurare la potenza e l'energia consumate dall'edificio e per avere grafici che mostrano questi parametri nel corso degli anni. Questo contatore di energia non è necessario nel caso in cui si utilizzi il modulo EVSE in un sistema domotico con un contatore di energia di rete già esistente , che fornisce il valore di potenza con un intervallo massimo di 10 secondi: è possibile aggiungere una semplice automazione che imposta il dispositivo virtuale Grid Power su DomBusEVSE quando la potenza cambia; il valore di potenza dovrebbe essere negativo in caso di esportazione di potenza in rete.
• Cavo di tipo 2 o di tipo 1 per collegare il veicolo e, naturalmente, alcuni fili per collegare tutti i componenti. Il cavo EV per la ricarica monofase ha 4 fili: linea, neutro, terra di protezione e pilota di controllo.
• Se manca l'alimentatore da 13,6 Vcc, è necessario un alimentatore da 13,6 V 15 W.
• Il morsetto GND del DomBusEVSE deve essere collegato al PE (filo giallo/verde).

Il modulo DomBusEVSE funziona sia in modalità stand-alone (senza controller domotico) sia con un controller domotico come Home Assistant, Node-RED, Domoticz, ... In questo caso è necessario un adattatore USB/RS485 per interfacciare il controller domotico con il modulo DomBuseEVSE.

Configurazione di DomBusEVSE per funzionare con alimentazione elettrica trifase

È obbligatorio impostare il parametro EVMETERTYPE=1 anche se nessun contatore di energia è collegato direttamente al modulo EVSE: questo è necessario per far sapere al modulo EVSE che viene utilizzata una fonte di alimentazione trifase, regolando di conseguenza la corrente di carica.

Alcuni parametri possono essere configurati, come:
EVMETERTYPE=1 (utilizza una fonte di alimentazione trifase)
EVMAXPOWER=9000 (potenza massima che può essere prelevata dalla rete)
EVSTARTPOWER=4200 (potenza minima disponibile per avviare la sessione di ricarica)

Per sapere come gestire il modulo DomBusEVSE con Domoticz, Home Assistant, NodeRED, Loxone, ..., leggere le sezioni precedenti.

Wallbox intelligente fatta in casa che può passare dalla ricarica monofase a quella trifase

I caricabatterie di bordo per veicoli elettrici richiedono una corrente minima di 6 A per avviarsi , corrispondente a circa 1000 W in monofase e 3600 W in trifase.
Chi ha un impianto fotovoltaico sul tetto e una casa trifase normalmente vuole caricare il veicolo utilizzando solo l'energia solare (funzionamento in monofase per caricare l'auto fino a 1000-1200W ) e talvolta, quando è necessaria una sessione di ricarica rapida, caricare a piena potenza utilizzando l'energia della rete elettrica (trifase).
DomBusEVSE , dalla Rev. 02i7, è in grado di pilotare due contattori 2P:

• un contattore 2P (40A), pilotato dall'uscita RL1, per collegare L1 e N al cavo EV (monofase)
• un altro contattore 2P (25A o 40A), per collegare anche L2 e L3 (trifase) al cavo EV

In questo caso è necessario configurare il dispositivo RL2 come EV3PSELECT (EVSE con firmware DomBus: aggiungendo EV3PSELECT alla descrizione del dispositivo RL2; EVSE con firmware Modbus: impostando il registro 513 con il valore 254).

Quando RL2 è configurato come EV3PSELECT, è possibile
1. interrompere la carica (EVMode=Off) e attendere che EVState=Connected (non in carica)
2. abilitare il dispositivo RL2
3. Avviare la ricarica (EVMode=Solare o 25% o più): il modulo EVSE attiverà entrambi i contattori contemporaneamente, consentendo la ricarica trifase (ricarica rapida, fino a 22000 W).

1. interrompere la carica (EVMode=Off) e attendere che EVState=Connected (non in carica)
2. disabilitare il dispositivo RL2
3. Avviare la ricarica (EVMode=Solare o 25% o più): il modulo EVSE attiverà solo il contattore azionato da EV On, consentendo la ricarica monofase (ricarica lenta, fino a 1000 W).

Applicazione:

1. al mattino presto, quando l'energia solare fotovoltaica è bassa, iniziare a caricare il veicolo in monofase.
2. Successivamente, quando la potenza del pannello solare fotovoltaico supera i 4 kW, interrompere la sessione di ricarica monofase, impostare RL2, quindi riavviare la sessione utilizzando la ricarica trifase. I relè RL1 e RL2 all'interno del modulo EVSE verranno attivati simultaneamente per attivare entrambi i contattori.

Questa operazione può essere eseguita manualmente o tramite un sistema automatico che interrompe la sessione di ricarica e la riavvia in modalità trifase o monofase, a seconda delle necessità. L'EVSE non commuta automaticamente da monofase a trifase e viceversa.

Guarda il video qui sotto!

Schema di collegamento dei connettori 2x 2P

Utilizzo di DomBusEVSE per lunghe sessioni di ricarica solo per mantenere la tensione al di sotto di 253 V / 440 V

Soprattutto durante il fine settimana, quando il fotovoltaico produce molto con un basso consumo energetico, può accadere che la tensione salga oltre i 253 V / 440 V, causando il derating o lo spegnimento dell'inverter (protezione da sovratensione).
Per prevenire questo problema è possibile caricare il veicolo elettrico: nel caso in cui la batteria del veicolo elettrico sia quasi carica, invece di caricare a piena potenza è possibile configurare il parametro EVMINVOLTAGE a 248 V o 430 V (o valori simili a seconda del sistema elettrico) e abilitare la sessione di ricarica in modalità solare : in questo modo l' EVSE alimenta il veicolo con la corrente minima necessaria per mantenere la tensione intorno a 248/432 V, evitando lo spegnimento o il derating dell'inverter . Guarda il video!

Domoticz e DomBusEVSE

L'immagine seguente mostra l'integrazione in Domoticz del veicolo elettrico (auto Kia Niro, utilizzando il plugin disponibile con Python Plugin Manager) e del modulo DomBusEVSE; mostra un viaggio al Lago di Garda, nel nord Italia, con una breve sessione di ricarica presso una stazione da 11 kW e poi una lunga sessione di ricarica utilizzando la wallbox DomBusEVSE in modalità SOLARE (solo energia da fotovoltaico).

Durante la sessione di ricarica domestica, in modalità SOLARE, sono stati accesi sia la lavatrice che il forno: in questo caso il modulo EVSE ha ridotto la corrente di carica al minimo e dopo 90 secondi ha terminato la sessione fino a quando la potenza disponibile non è tornata al di sopra del parametro EVSTARTPOWER. Come mostrato nei grafici sottostanti, il modulo garantisce che non provenga energia dalla rete, in modalità SOLARE.

Dashboard Domoticz + Grafana

Funzionalità Modbus RTU di DomBusEVSE (per la versione Modbus)

All'accensione, il modulo mostra sul LED rosso l'indirizzo slave Modbus corrente (indirizzo registro=8192) in formato decimale, sul LED verde la velocità in baud seriale (reg. 8193) e infine sul LED rosso la parità seriale (reg. 8194).
Se il valore è zero, viene emesso un lungo lampo.

Ad esempio, se reg(8192)=227, reg(8193)=0, reg(8194)=0, all'accensione verranno visualizzati i seguenti lampeggi del LED:
2 lampeggi rossi, pausa, 2 lampeggi rossi, 7 lampeggi rossi (indirizzo slave = 0xe3 = 227 in decimale), pausa, 1 lampeggio verde lungo (reg(8193)=0 => baudrate=115200bps), pausa, 1 lampeggio rosso lungo (reg(8194)=0 => parità=Nessuna).

Il dispositivo sarà operativo solo quando saranno mostrati i parametri indirizzo/baudrate/parità: il modulo accetterà quindi i comandi tramite Modbus RTU e mostrerà periodicamente lo stato di uscita per tutte le porte, dalla porta 1 alla porta massima: il lampeggio verde indica che lo stato della porta è spento, il lampeggio rosso indica che la porta è accesa.

Indirizzo slave predefinito: 227 (0xe3)

È possibile attivare una o più uscite per un certo periodo di tempo (uscita monostabile/timer) come indicato nella tabella. Il parametro corrispondente al tempo necessario può essere calcolato utilizzando le seguenti regole:

Da 0 a 60 s => risoluzione 31,25 ms 2=62,5 ms, 3=93,75 ms, ... 1920=60 s => valore=tempo_in_millisecondi/31,5
Da 1m a 1h con risoluzione 1s 1921=61s, 3540+1920=5460=1h => valore=(tempo_in_secondi-60)+1920
Da 1h a 1d con risoluzione 1m 5461=1h+1m, 1380+5460=6840=24h => valore=(tempo_in_minuti-60)+5460
Da 1g a 1500 giorni con risoluzione di 1h 6841=25h, 6842=26h e così via => valore=(tempo_in_ore-24)+6840

Le tabelle seguenti mostrano alcuni esempi di comandi Modbus.

Il protocollo Modbus può essere testato facilmente utilizzando un programma Modbus, come mbpoll per Linux:

mbpoll -v -m rtu -0 -1 -a 1 -b 115200 -P nessuno -r 0 /dev/ttyUSB0 32 0 64 128 0 0 0 65280

per attivare RL1 per 1 s, R3 per 2 s, RL4 per 4 s e RL8 per sempre.

mbpoll -v -m rtu -0 -1 -a 1 -b 115200 -P nessuno -r 255 -c 1 /dev/ttyUSB0

per leggere tutti gli stati dei porti.

Esempio di configurazione iniziale e sessione di ricarica

• Impostare EVMaxCurrent = 16 o 32, a seconda del cavo utilizzato (16A o 32A)
• Imposta EVMaxPower sulla potenza disponibile del tuo fornitore di energia elettrica (ad esempio 6000, 11000, ...)
• Impostare EVMeterType=1 in caso di sistema trifase
• Imposta EVMode=1 (Solare) o 5 (100% di potenza dalla rete)
• Nel caso in cui il contatore di rete non sia collegato direttamente al DomBusEVSE, impostare periodicamente GridPower con il valore attuale della potenza importata dalla rete, in formato int16 (spiegato di seguito): ad esempio se la potenza importata è 2500W, impostare il registro 11 sul valore 2500. Se la potenza esportata è 1000W (la potenza immessa dal tuo impianto solare nella rete è 1000W), impostare il registro 11 su 65536-1000 = 64535
• Nel caso in cui si desideri testare la modalità Gestita, GridPower viene ignorato ed EVCurrent deve essere impostato dall'automazione :
  • imposta EVMode=6 (gestito)
  • imposta EVCurrent=8 per avviare la ricarica
  • controlla EVState: se EVState è in carica, imposta EVCurrent sul valore desiderato, nell'intervallo 6÷32
  • per interrompere la ricarica, impostare EVMode=Off o EVCurrent=0

Software DomBusEVSE e DomBusGateway, per funzionare con HomeAssistant, OpenHAB e altri sistemi che supportano MQTT-AutoDiscovery

Per Home Assistant, OpenHAB e altri sistemi che supportano MQTT AutoDiscovery, è possibile utilizzare DomBusEVSE dotato di firmware DomBus, con il software Python DomBusGateway che funge da gateway DomBus2MQTT-AD . Consulta la pagina GitHub di DomBusGateway .
In alternativa, è possibile utilizzare il firmware Modbus con integrazione Modbus nativa. Maggiori informazioni nella pagina specifica per Home Assistant .

Wallbox DomBusEVSE in modalità gestita

Quando il modulo DomBusEVSE è configurato in modalità gestita , il controller domotico è responsabile dell'impostazione della corrente di carica come desiderato. Ovviamente, tutte le protezioni relative alla corrente massima, alla corrente minima e agli eventuali allarmi provenienti dall'auto sono correttamente gestite dal modulo EVSE. Questa modalità operativa è utile solo in alcuni casi, in cui si utilizzano numerose wallbox e la corrente di carica deve essere completamente controllata dal sistema di automazione dell'edificio. Normalmente dovrebbero essere utilizzate altre modalità operative (Solare, 25%÷100%)!

Clicca per vedere un video di DomBusEVSE in funzione in modalità gestita, controller tramite uno script Domoticz

Per avviare una sessione di ricarica in modalità "Gestita", il parametro EVMode deve essere impostato su MANAGED (6) e EVCorrent deve essere impostato su 6 (Ampere) o più: se il veicolo elettrico è collegato, il LED lampeggerà in verde 3 volte (segnale PWM inviato al veicolo) e quando il veicolo accetta la ricarica, il contattore verrà attivato e il LED inizierà a lampeggiare in blu N volte (N indica la potenza di ricarica in kW-1, ad esempio N=1 significa che la potenza di ricarica è inferiore a 1 kW, N=2 se la potenza di ricarica è compresa tra 1 e 2 kW, ...). Se la batteria del veicolo è già carica, l'EVSE continua a lampeggiare in verde 3 volte per 16 secondi (inviando il segnale PWM all'auto per avviare la ricarica), quindi interrompe l'invio del segnale PWM per 16 secondi (il LED lampeggia in verde 2 volte), quindi riavvia nuovamente inviando il segnale PWM per altri 16 secondi e così via. Quando la batteria è carica, il veicolo non richiederà la ricarica, quindi lo stato del veicolo elettrico rimane nello stato "Connesso".

Ricarica dell'auto elettrica quando è disponibile una batteria stazionaria

Nel caso in cui nell'edificio sia installato un accumulatore fisso, si possono verificare due casi:
1. il contatore di energia di rete DomBusEVSE è installato prima del sensore accumulatore/inverter stazionario (alimentazione di rete -> contatore di energia DomBusEVSE -> sensore batteria)

2. Il contatore di energia di rete DomBusEVSE viene installato dopo il sensore dell'accumulatore/inverter stazionario (alimentazione di rete -> sensore della batteria -> contatore di energia DomBusEVSE)

Per spiegare questi due casi, supponiamo che il fotovoltaico produca 3 kW, la casa consumi 1 kW, la potenza massima dalla batteria sia 5 kW, la potenza massima dalla rete sia 6 kW

Ovviamente, un parametro imposta la corrente massima supportata dal cavo, che solitamente è 32A, quindi la potenza di carica è limitata a 7-8kW in monofase.

Istruzioni

Prima attivazione e avvisi

1. Assicuratevi che l'hardware sia assemblato correttamente, che le dimensioni dei cavi siano scelte correttamente e che i collegamenti siano ben eseguiti : tenete presente che la dissipazione di potenza dipende da I² e 32 A rappresentano una corrente enorme per una sessione di ricarica di lunga durata (diverse ore)!
2. Impostare il parametro EVMAXCURRENT su 16 o 32 Ampere, a seconda del cavo utilizzato per collegare il veicolo
3. Impostare il parametro EVMAXPOWER sulla potenza massima disponibile dalla rete elettrica (3000, 6000, 6600, ...)
4. impostare EVMETERTYPE = 1 in caso di trifase
5. Se necessario, è possibile impostare altri parametri in un secondo momento.
6. Per avviare una sessione di ricarica, seguire le istruzioni riportate di seguito: la prima volta che si avvia una sessione di ricarica utilizzando la massima potenza disponibile, terminare la sessione dopo 5-10 minuti per controllare la temperatura di tutti i collegamenti e dei cavi !

Avvia e arresta le sessioni di ricarica

1. Collegare il connettore di tipo 2 al veicolo: il LED DomBusEVSE inizia a lampeggiare in verde per due volte (veicolo collegato) o tre volte (veicolo collegato, inviando il valore di corrente disponibile per avviare la sessione di ricarica)
2. Utilizzando il pulsante Su/Giù o il controller domotico, impostare EVMode su Solare, 25%, 50%, 75% o 100%: se il livello della batteria del veicolo elettrico è basso, la ricarica inizia e il LED blu su DomBusEVSE lampeggerà N volte indicando la potenza di carica attuale in kW; ad esempio, se il LED blu lampeggia 5 volte, la corrente di carica è ora compresa tra 4 e 5 kW.
3. Per interrompere la carica, premere il pulsante Giù per 1 secondo.
4. Se il parametro EVAUTOSTART = 1 , la prossima volta che il veicolo viene collegato, la sessione di ricarica inizierà automaticamente utilizzando lo stesso EVMode utilizzato nell'ultima sessione di ricarica. Se EVAUTOSTART = 2 , ogni volta che il veicolo viene scollegato, EVMode passa a Off e quando il veicolo viene collegato rimane allo stesso valore (utile quando la wallbox è posizionata in un'area comune e la ricarica deve essere avviata tramite un comando sullo smartphone, WebUI o utilizzando il pulsante SU).

Inverter solare, V>=253V in estate e limitazione/disconnessione della potenza

Quando l'inverter solare immette un'elevata potenza (corrente) nella rete elettrica, la tensione aumenta fino a raggiungere un valore elevato. Gli inverter solari sono solitamente programmati per disconnettere o limitare la potenza in uscita per evitare tensioni di uscita superiori a 253 V (230 V + 10%) o 440 V (400 V + 10%).

Per evitare questo problema, quando un veicolo è a casa, basta caricarlo; se il SoC dell'auto è quasi pieno, per avere una sessione di ricarica più lunga, impostare DomBusEVSE in modalità solare (utilizzare solo l'energia dell'inverter solare) e impostare EVMAXCURRENT su un valore basso (nell'intervallo 6-32A, ad esempio 12A) per mantenere la tensione di rete al di sotto di 253V/440V.

In alternativa, impostare EVMINVOLTAGE su 248 V o 432 V e abilitare la ricarica solare : in questo caso il modulo DomBusEVSE fornirà una bassa corrente al veicolo solo per mantenere la tensione al valore selezionato .
Il risultato è una sessione di ricarica più lunga, che copre le ore centrali della giornata, utile quando il livello della batteria del veicolo elettrico è già alto, evitando il derating o lo spegnimento dell'inverter (spreco di energia). Guarda il video!

Wallbox fai da te molto economica, autonoma, senza contatori energetici, senza sistema di domotica

A partire dalla versione 02j9, è possibile configurare il modulo DomBusEVSE per funzionare in modalità "stupida", senza contatori e senza collegamento domotico. In questo modo è possibile realizzare una stazione di ricarica autonoma ed economica che ricarica il veicolo a una potenza fissa, selezionabile dall'utente (sono disponibili 4 livelli) . Questo sistema può essere utilizzato dove è disponibile molta potenza e il sovraccarico/la disconnessione non rappresentano un problema reale.