Creasol DomBusEVSEé um módulo de trilho DIN totalmente testado, projetado para sistema de automação residencial Domoticz, paracarregar veículos elétricos usando o padrãoIEC 62196-2Modo3(Carga AC, até 22kW de potência).

Funciona comoestar sozinho(sem controlador domótico) ou emmodo gerenciado(corrente de carga controlada por Domoticz).

No modo autônomo, funciona apenas como carregador monofásico, porque é capaz de ler apenas o medidor de energia DDS238-2 ZN/S (monofásico);através da domótica Domoticz, consegue gerir o carregamento trifásicoobtendo o valor atual da potência da rede do Domoticz (por exemplo, SDM630 ou outro medidor de energia já instalado no Domoticz). O valor da potência da rede elétrica é necessário para o DomBusEVSE regular a corrente de carga evitando sobrecargas/desconexões, e também para manter a potência máxima definida pelo usuário: mais informações abaixo.

Características

• Gerencia até 4classe-1 (muito preciso)Medidores de energia ModbusDDS238-2 ZN/S (monofásico), um para medir a potência/energia de carga, outro para medir a potência/energia trocada com a rede elétrica. Também pode ser conectado a outros 2 medidores de energia para monitorar outras cargas/circuitos, se necessário (bomba de calor, cozinha, ...). Como os medidores de energia são realmente precisos, é possível obterestatísticas e gráficos precisossobre a energia utilizada para carregar o veículo elétrico e a energia trocada com a rede.
• Controla um contator 2P externo para habilitar ou excluir a fonte de alimentação do carro elétrico e verificar totalmente se o contator funciona conforme o esperado.
• 5 modos de trabalho, que pode ser configurado pelo Domoticz UI ou por 2 botões PARA CIMA/PARA BAIXO:
  DESLIGADO: Carregamento EV desativado (status do led: vermelho)
  SOLAR: usar apenas energia do sistema solar, garantindo que a energia da rede seja 0 (estado do led: verde)
  25%: use energia solar e da rede, máximo 25% da disponibilidade de energia (por exemplo, com contrato de 6kW, use no máximo 1500W da rede, + energia disponível da energia solar) (estado do led: amarelo)
  50%: use energia solar e da rede, no máximo 50% da disponibilidade de energia (por exemplo, com contrato de 6kW, use no máximo 3kW da rede) (status do led: amarelo)
  75%: use energia solar e da rede, máximo 75% da disponibilidade de energia (por exemplo, com contrato de 6kW, use no máximo 4500W da rede) (estado do led: amarelo)
  100%: use energia solar e da rede, potência total máxima (por exemplo, com contrato de 6kW, use no máximo 6kW) (status do led: amarelo)
  GERENCIOU: corrente de carregamento definida pelo controlador domótico (por um script, por exemplo) (estado do led: azul)
• COMEÇO AUTOMÁTICOfunção: pressione e segure o botão DOWN (1 segundo) para parar o carregamento, ou a desconexão do veículo defina o modo para OFF. Quando o veículo é conectado novamente, o modo de carregamento é restaurado automaticamente para o modo de carregamento anterior. Por exemplo, se o modo de carregamento foiSOLAR, sempre que o veículo é conectado, o modo de carregamento é definido paraSOLARautomaticamente.
  O AUTOSTART pode ser desativado para que, quando o veículo estiver conectado, o processo de carregamento não seja iniciado automaticamente, mas será iniciado manualmente (botão UP para alterar o modo ou pela interface do usuário da Web) ou será iniciado com base no tempo (uma regra simples no controlador domótico para iniciar e parar de carregar à noite, por exemplo).
• Ele exibebelos gráficoscom
  -carregamento de energia/energia, ou seja, diferencie nos dois gráficos a seguir
  - carregamento de energia/potênciade solar(fotovoltaica ou outra fonte renovável)
  - carregandopotência/energia da rede elétrica
  - Tensão de carga e fator de potência
  - potência/energia total da rede
  - tensão da rede, fator de potência e frequência
• O LED RGB exibe o estado atual do EV:
  EV desconectado: 1 flash verde
  EV conectado: 2 piscadas em verde
  Carregamento EV: led azul pisca 1 ou mais vezes, indicando a potência atual (1 piscada => menor que 1kW, 2 piscadas => menor que 2kW, ...)
  Erro EV: 1 ou mais flashes vermelhos
  Quando um novo modo EV é selecionado (a partir do smartphone ou usando o botão UP/DOWN), o led RGB mostra o modo atual por 1 segundo.

Como funciona um EVSE?

Embora este seja um produto totalmente testado, ele pode ser usado por engenheiros técnicos apenas para desenvolvimento ou demonstração. A Creasol declina qualquer responsabilidade por danos a coisas ou pessoas.
A fonte de alimentação principal (230 V monofásica, 400 V trifásica) é conectada ao veículo por meio de um contator 2P ou 4P (relés) para garantir que nenhuma energia seja aplicada quando a sessão de carregamento estiver DESLIGADA.
Apenas o fio piloto de controle + terra/terra estão conectados ao módulo EVSE: o piloto de controle é protegido por um dispositivo de supressão de tensão transiente.
Um módulo EVSE inteligente:

1. monitora a fonte de alimentação através de um medidor de energia/potência
2. monitoresa fonte de alimentação de carregamento, através de outro medidor de energia/potência
3. monitora o piloto de controle para verificar o estado do veículo (desconectado, conectado, carregamento solicitado, ventilação solicitada, alarme)
4. envie ao carro um sinal PWM de 1KHz para especificar a corrente máxima disponível para carregar
5. ativa a alimentação da rede elétrica através de um contator
6. registra todas as medidas para fornecer gráficos agradáveis que permitem ter uma estatística sobre o consumo de carros elétricos

Com o Domoticz, também é possível conectar a nuvem do veículo para obter outras informações sobre estado de carga da bateria, hodômetro, localização, velocidade, ...

Como fazer um DIY Smart Wallbox (estação de carregamento EV) usando Creasol DomBusEVSE?

O diagrama a seguir mostra a conexão do módulo EVSE ao medidor de energia, contator, RCD para obter uma caixa de parede inteligente completa, monofásica 230V, detectando a energia da rede para obter a melhor velocidade de carregamento, evitando sobrecargas e desconexões.O diagrama de blocos também está disponível em formato PDF.

É possível fazer um carregador trifásico substituindo o contator por uma versão 4P e usando um medidor de energia trifásico conectado ao Domoticz para que a corrente drenada da rede elétrica seja alimentada pelo Domoticz ao módulo DomBusEVSE.

Este dispositivo foi projetado apenas para engenheiros técnicos, para fins de desenvolvimento. Creasoldeclina qualquer responsabilidade por danos a coisas ou pessoas.

Lista de materiais

• Módulo EVSECreasolDomBusEVSE
  
• RCCB tipo Bque é capaz de detectar correntes diferenciais protegendo o circuito mesmo se as correntes estiverem em DC.
• Ummedidor de energiaDDS238-2 ZN/S(versão Modbus)para manter em conta a energia fornecida ao veículo, potência de carregamento, ... Este é um medidor de energia de classe 1 muito preciso.Este medidor de energia não é essencial: é possível omiti-lo economizando espaço e custo, mas perderia as estatísticas e gráficos de potência e energia usados para recarregar o veículo.
• UmContator 2P 40A(contator 4Pno caso de carregador trifásico) para ativar/desativar a alimentação elétrica do veículo, desconectando o veículo se o processo de carregamento estiver DESLIGADO.
• Ummedidor de energiaDDS238-2 ZN/Sconectado à rede elétrica, para detectar a potência de importação/exportação e manter em conta a energia, tensão, fator de potência e frequência. Isso também é bom para medir a potência e a energia consumida pela edificação, e ter belos gráficos mostrando esses parâmetros ao longo dos anos.
  Caso já exista um medidor de energia, fornecendo valor de potência com intervalo máximo de 10s,é possível usá-lo sem conectar o medidor ao DomBusEVSE, mas adicionando um script simples que configura um dispositivo virtualRede elétricano DomBusEVSEquando a energia muda; o valor da potência deve ser negativo caso a potência seja exportada para a rede.
• Cabo tipo 2 ou tipo 1para conectar o veículo e, claro, alguns fios para conectar todas as partes. O cabo EV para recarga monofásica possui 4 fios: Linha, Neutro, PE e Piloto de Controle.
• Se a fonte de alimentação de 13,6 Vdc estiver ausente, umfonte de alimentação 13,6V 15Wé preciso
• Se uma rede DomBus não foi instalada, umO adaptador USB/RS485 é necessário para fazer interface com o controlador domótico
• Caso não tenha instalado nenhum controlador domótico, um computador de placa única como Rock PI-S (para um controlador domótico básico com poucos automatismos), Raspberry PI4 ou similar (mais potente, útil para ter um sistema de domótica completo com vários automatismos e centenas de dispositivos) é necessário, assim como um conversor de 12V para 5V DC/DC para alimentar o computador de placa única.

Configuração

Faça todas as ligações conforme indicado no diagrama acima (clique para obter o esquema PDF com maior resolução ), mas conecte apenas o medidor de energia que mede a energia ao veículo elétrico.

Sugerimos colocar os módulos wallbox em uma caixa de distribuição interna , possivelmente próximo ao local onde você estacionará seu carro, mas também próximo à caixa de distribuição principal ou inversor solar, se houver, para minimizar o comprimento do cabo: use fios de 6 mm² (ou 10 mm²) para a fonte de alimentação principal. Em seguida, coloque uma pequena caixa de 10x10cm onde o carro elétrico fica estacionado , interno ou externo, conectado por 3 fios de 6mm² (ou 10mm²) (L,N,PE) mais um blindado 2x0.Cabo de 22 mm² (cabo padrão para sistemas de alarme): um fio é conectado ao bloco de terminais CP (piloto de controle) e outro fio + blindagem são conectados a PE/GND. O cabo Tipo-2 ou Tipo-1 (com apenas conector para o veículo) será conectado à pequena caixa.

Caso esse dispositivo seja usado como autônomo, sem controlador domótico conectado, os medidores de energia já devem estar configurados com endereço Modbus = 2 (para EV) e endereço = 3 (para Grid): eles podem ser adquiridos na Creasol Store pedindo para obter endereço já programado. Também é possível solicitar que o módulo EVSE seja pré-programado com o valor correto de MAXPOWER (potência máxima da rede), MAXCURRENT (corrente máxima suportada pelo cabo EV).

As próximas instruções são relativas ao controlador Domoticz , um controlador de automação residencial gratuito e de código aberto que permite o controle total da wallbox e é altamente recomendado : funciona em hardware barato como Rock PI-S ou Raspberry PI4 , como em computadores Linux, Windows e Mac.

Recomenda-se instalar Domoticz Beta, que está atualizado, Python Plugin Manager (não disponível no Windows), então é possível instalar o plugin Creasol DomBus do Python Plugin Manager: desta forma é possível receber notificações sobre futuras atualizações do DomBusplug-in e atualização automática.

DomBusEVSE pode ser conectado ao controlador domótico / PC por um adaptador USB/RS485: um dispositivo será adicionado automaticamente ao painel Domoticz -> Switches, com endereço padrão de fábrica ffe3.1: clique no botão Editar e adicione à Descrição ,HWADDR =0x0001 ou outro endereço exclusivo, depois clique no botão Salvar: clique em Dashboard e depois em Switches novamente para ver, na parte inferior, os dispositivos EVSE: EVSE On, RL2, EVSE Supply, EVSE Mode, EVSE State, EVSE Current. Clique em EVSE Mode, edite os parâmetros MAXPOWER e MAXCURRENT e salve.

Crie uma nova sala para agrupar todos os dispositivos EVSE: Setup -> More Options -> Plans -> Room Plan, adicione uma nova sala Wallbox ou qualquer outra coisa e adicione todos os dispositivos com endereço correspondente ao HWADDR definido anteriormente. Em seguida, clique em Dashboard e selecione a sala Wallbox .

Como os medidores de energia são programados de fábrica com o endereço Modbus 1, primeiro conecte o medidor de energia entre o tipo B RCCB e o contator e atribua o endereço = 2 desta maneira: selecione Domoticz -> Utility -> M1 Addr device, clique no botão Edit e escreva no campo Descrição , ADDR=2 e salve. Em seguida, conecte o medidor de energia principal (que mede a energia trocada com a rede) e atribua o endereço = 2: selecione Domoticz -> Utility -> M1 Addr device, clique no botão Edit e escreva no campo Description ,ADDR=3 e salve.

Se um medidor de energia conectado à eletricidade grid já está disponível, basta instalar um script simples que, quando a energia da rede mudar, atualize o valor do "dispositivo virtual"Rede elétricaque é criado automaticamente

Finalmente, o DomBusEVSE tem suporte adicional para:
* Saída de relé SPST RL2, com capacidade de 250V 5A, que pode ser usada para qualquer finalidade

* até 4 medidores de energia, portanto, 2 medidores de energia adicionais (com endereço = 4 e 5) podem ser conectados para obter estatísticas de energia para a bomba de calor, cozinha, ....

Todas as peças devem estar disponíveis noLoja Creasol, mas não o cabo Tipo-2 ou Tipo-1.

Domoticz e DomBusEVSE

A figura a seguir mostra a integração em Domoticz do EV (carro Kia Niro, usando o plugin disponível com o Python Plugin Manager) e o módulo DomBusEVSE; isto mostrauma viagemao Lago de Garda, norte da Itália, com umcurta sessão de carregamento em uma estação de 11kW, eem seguida, uma longa sessão de carregamento usando a Wallbox DomBusEVSE no modo SOLAR(somente energia de fotovoltica).

Durante a sessão de carregamento em casa, no modo SOLAR, tanto a máquina de lavar quanto o forno foram ligados: nestes casos, o módulo EVSE reduziu a corrente de carregamento ao mínimo e após 90 segundos encerrou a sessão até que a energia disponível voltasse acima do parâmetro STARTPOWER . Conforme mostrado nos gráficos abaixo, o módulo garante que nenhuma energia venha da rede, no modo SOLAR.

Caixa de embutir DomBusEVSE no modo gerenciado

Quando o módulo DomBusEVSE é configurado emmodo gerenciado, Domoticzé responsável por definir a corrente de carga conforme a preferência. Obviamente, todas as proteções relativas à corrente máxima, corrente mínima e quaisquer alarmes do carro são gerenciadas corretamente pelo módulo EVSE.
No modo gerenciado, é fácil:
1. defina facilmente onível mínimo e máximo da bateria
2. defina facilmente ocorrente máxima de carga
3.quando o nível da bateria estiver abaixo do mínimo, carregue na potência máximapermitido pelo medidor de eletricidade (na Itália, alterna 90 minutos na potência máxima + 27% e 90 minutos na potência máxima + 10%,não é possível carregar mais rápido!O sistema elétrico deve ser verificado cuidadosamente ao usar a potência máxima, para evitar superaquecimento e incêndios!!)
4.quando o nível da bateria estiver entre o mínimo e o máximo, carregue usando apenas energia renovável de energia fotovoltaica

Além disso, a potência máxima da rede pode ser ajustada para obter o máximo da rede.O gráfico abaixo mostra o caso da Itália, onde a potência máxima disponível é P+10% para sempre e P+27% para no máximo 90 minutos a cada 180 minutos: a potência de carregamento será a mais alta possível,regulando a potência de carregamento para obter a máxima potência disponível evitando desconexões. A energia de carregamento é atualizada a cada 6 segundos para cuidar de outros edifícios.aparelhos.

{youtube}fyDtGO6S1UI{/youtube}

Carregar carro elétrico quando uma bateria estacionária está disponível

Caso seja instalado um acumulador estacionário no edifício, são possíveis dois casos:
1. o medidor de energia da rede DomBusEVSE é instalado antes do sensor do acumulador/inversor estacionário (fonte de alimentação -> medidor de energia DomBusEVSE -> sensor de bateria)

2. o medidor de energia da rede DomBusEVSE é instalado após o sensor estacionário do acumulador/inversor (fonte de alimentação -> sensor de bateria -> medidor de energia DomBusEVSE)

Para explicar esses dois casos, suponhamos que a energia fotovoltaica esteja produzindo 3kW, a casa esteja consumindo 1kW, a potência máxima da bateria seja 5kW, a potência máxima da rede seja 6kW

Obviamente, um parâmetro define a corrente máxima suportada pelo cabo, que geralmente é 32A, então a potência de carregamento é limitada a 7-8kW em monofásica.