Gestión dinámica de carga para múltiples cargadores EV con KNX: Monitoreo de demanda y distribución de corriente
Instalar múltiples cargadores EV en un edificio sin gestión dinámica de carga corre el riesgo de disparar el interruptor principal de alimentación durante picos de carga simultáneos. KNX con un medidor de energía ABB B24 Modbus monitorea continuamente la demanda total del edificio y distribuye la corriente disponible proporcionalmente entre los cargadores — evitando sobrecargas mientras maximiza el rendimiento de carga dentro del límite contractual de conexión a la red.
El desafío de la sobrecarga de múltiples cargadores
Un edificio residencial o pequeño comercial típico con un suministro principal trifásico de 80A y una carga base de 20 kW deja aproximadamente 35 kW (50A trifásico) para la carga de vehículos eléctricos. Tres cargadores de 22 kW funcionando simultáneamente a máxima corriente demandarían 66 kW — casi el doble de la capacidad disponible. Sin una gestión dinámica de la carga, la carga simultánea dispara el interruptor principal, pudiendo causar una interrupción del suministro en todo el edificio.
| Escenario | Carga del edificio | Disponible para VE | Por cargador (3 activos) |
|---|---|---|---|
| Límite principal: 80A (55 kW) | Carga base 20 kW (29A) | 35 kW (50A trifásico) | ~16A por cargador |
| Límite principal: 80A (55 kW) | Carga base 30 kW (43A) | 25 kW (36A trifásico) | ~12A por cargador |
| Límite principal: 80A (55 kW) | Carga base 40 kW (58A) | 15 kW (22A trifásico) | ~7A por cargador |
| Límite principal: 80A (55 kW) | Carga base 50 kW (72 A) | 5 kW (7 A trifásico) | Por debajo de 6 A mínimo → desconectar Cargador 3 |
Contador de energía ABB B24 Modbus TCP como sensor de demanda
El ABB B24 es un contador de energía trifásico compacto para carril DIN con Modbus TCP (a través del módulo de comunicación Ethernet ABB B24) que proporciona datos en tiempo real de corriente por fase, potencia total y energía. Se instala en la acometida principal dentro del cuadro de distribución y le da a KNX el consumo total de corriente del edificio en las tres fases a través de registros Modbus consultados por la pasarela Intesis IN701KNX.
Mapa de registros Modbus TCP ABB B24 para DLM
ABB B24 Modbus TCP (port 502, unit ID 1): Register 0x0009 → Total active power (int32, 0.01W resolution) Register 0x000B → L1 current (uint16, 0.01A resolution) Register 0x000C → L2 current (uint16, 0.01A resolution) Register 0x000D → L3 current (uint16, 0.01A resolution) Register 0x0003 → L1 voltage (uint16, 0.1V) Register 0x0005 → L2 voltage (uint16, 0.1V) Register 0x0007 → L3 voltage (uint16, 0.1V) Key DLM registers: Total power → GA 11/0/0 DPT 13.010 (W, signed) L1 current → GA 11/0/1 DPT 9.024 (A, 2-byte float) L2 current → GA 11/0/2 DPT 9.024 L3 current → GA 11/0/3 DPT 9.024 Intesis IN701KNX MAPS setup: Protocol: Modbus TCP Master Remote IP: <ABB B24 Ethernet module static IP> Remote port: 502 Poll interval: 5 seconds (faster poll for DLM responsiveness) Byte order: Big-endian
Algoritmo de asignación de corriente KNX
The current allocation algorithm calculates available amperes for EV charging by subtracting total building current from the contractual grid limit, then divides the remainder across the number of actively charging vehicles. The result is written to each charger's OCPP current setpoint via the KNX-to-OCPP bridge.
Algoritmo de asignación de corriente (módulo lógico KNX o script HA)
Variables:
main_limit_A = 80 # Contractual grid limit (3-phase A)
building_current_A = GA 11/0/0 (total power) ÷ (3 × 230V)
num_charging_vehicles = count of GA 10/x/2 (plug connected = 1)
safety_margin_A = 5 # Buffer below hard limit
Algorithm (runs every 10 seconds):
available_A = main_limit_A − building_current_A − safety_margin_A
IF available_A > 0 AND num_charging_vehicles > 0:
per_charger_A = available_A ÷ num_charging_vehicles
per_charger_A = max(6, min(32, round(per_charger_A))
→ Write per_charger_A to each active charger GA (10/0/0, 10/2/0, 10/3/0)
IF available_A ≤ 0:
→ All charger current → 6A (minimum: keep session alive)
IF building_current_A > (main_limit_A − safety_margin_A − 6A × num_vehicles):
→ Priority shedding (see priority table below)Esquema de prioridad de tres cargadores
En una instalación de tres cargadores con usuarios de prioridad mixta (residente, invitado, visitante), la lógica KNX asigna la corriente por prioridad antes de la distribución proporcional, asegurando que el cargador de mayor prioridad siempre reciba al menos la corriente mínima antes de que la capacidad restante se distribuya a los cargadores de menor prioridad.
Distribución de corriente prioritaria para tres cargadores
Charger priority assignment: Charger 1 (GA 10/0/0): Resident 1 — Priority HIGH (always gets min 6A) Charger 2 (GA 10/2/0): Resident 2 — Priority MEDIUM Charger 3 (GA 10/3/0): Visitor — Priority LOW (shed first) Available capacity: 50A total (main 80A − 30A building base) Scenario A — All 3 charging, 50A available: Charger 1: 50A ÷ 3 = 16A (capped to Easee Home max 16A) Charger 2: 16A Charger 3: 50A − 16A − 16A = 18A (capped to charger max) Scenario B — 30A available (building load increased to 50A): Charger 1: 30A ÷ 3 = 10A Charger 2: 10A Charger 3: 10A Scenario C — 15A available (high building load): Charger 1: 6A (guaranteed minimum for priority HIGH) Charger 2: 6A (minimum for priority MEDIUM) Charger 3: 15A − 12A = 3A → below minimum → suspend Charger 3 Charger 3 GA 10/3/1 (charger enable) → write 0 (suspend) Scenario D — 10A available (overload approaching): Charger 1: 6A (guaranteed minimum) Charger 2: 4A → below minimum → suspend Charger 2 Charger 3: already suspended Alert: KNX GA 11/0/10 (overload warning) → write 1 → alarm
Prevención de sobrecarga: desconectar corriente EV antes que HVAC
La carga EV es la primera carga en desconectarse durante un pico de demanda porque la reducción de HVAC degrada inmediatamente la comodidad, mientras que una pausa en la sesión de carga EV es transparente para el ocupante del vehículo (la sesión se reanuda automáticamente cuando la demanda disminuye). La secuencia de desconexión define el orden exacto y los umbrales.
| Corriente del edificio | Acción | Histéresis |
|---|---|---|
| > 65A (81%) | Reducir todos los cargadores EV proporcionalmente al mínimo | 30s |
| > 72A (90%) | Suspender cargador 3 (cargador visitante de prioridad más baja) | 60s |
| > 76A (95%) | Reducir Cargador 2 a 6A mínimo | 60s |
| > 79A (99%) | Suspender Cargador 2 — solo Cargador 1 a 6A mínimo | 30s |
| > 80A (100%) | Emergencia: retroceso HVAC −2°C + suspender todos los cargadores VE | Inmediato |
Retroceso HVAC como último recurso: El retroceso HVAC al 100% de suministro es solo una medida de emergencia. En operación DLM normal, la reducción de la carga de EV debería evitar que la corriente del edificio alcance los 80A. Si el umbral de 80A se supera constantemente a pesar del DLM, el límite contractual de suministro debe revisarse con la distribuidora – un nivel tarifario más alto suele ser más económico que la degradación continua del confort HVAC.
Easee Equalizer: DLM hardware como complemento
El Easee Equalizer es un módulo de detección de corriente para carril DIN que se fija a los cables de suministro principal dentro del cuadro de distribución. Se comunica directamente con los cargadores Easee a través de la red Easee (Wi-Fi o Zigbee) y limita automáticamente la corriente de carga combinada para evitar la sobrecarga del suministro – sin requerir integración KNX.
Ventajas del Easee Equalizer
- DLM hardware autónomo – no requiere KNX ni servidor
- Mide las 3 fases con transformadores de corriente internos (clip-on, sin cableado)
- Response time: <1 second (faster than KNX logic polling)
- Descubrimiento automático y distribución de corriente de cargadores Easee
- La app Easee muestra la asignación de corriente en vivo por cargador
Limitaciones del Easee Equalizer
- Solo funciona con cargadores Easee (no Wallbox, ABB)
- Sin detección de excedente fotovoltaico – solo protección de suministro
- Sin dirección de grupo KNX para monitoreo de estado DLM
- Dependiente de la nube para configuración (solo operación LAN local)
- No se puede implementar desconexión prioritaria entre usuarios
Despliegue combinado KNX DLM + Easee Equalizer
Recommended architecture for Easee-only installations: Layer 1 — Easee Equalizer (hardware, <1s response): Prevents hard overload at main breaker in real-time Automatic current sharing between all Easee chargers No configuration required beyond Easee app setup Layer 2 — KNX DLM via ABB B24 + EVCC (software, 10s poll): Reads ABB B24 total building power GA 11/0/0 Prioritises PV surplus allocation to EV chargers Implements user priority scheme (resident vs visitor) Provides KNX monitoring GAs for building management Interaction: Equalizer handles fast hardware overload protection KNX DLM handles slower strategic current optimisation If KNX server goes offline, Equalizer continues protecting supply If Equalizer cable falls off, KNX DLM still limits via OCPP
Puesta en marcha y prueba con sobrecarga simulada
La puesta en marcha de DLM requiere verificar que la lógica KNX reduce correctamente la corriente del cargador cuando la demanda del edificio aumenta, sin esperar un evento de demanda pico real. Las pruebas de sobrecarga simulada utilizan grandes cargas resistivas (calefactores eléctricos) para llevar la corriente del edificio hacia el límite principal y verificar la respuesta de la lógica KNX en cada umbral.
Prueba de puesta en marcha con sobrecarga simulada
Prerequisites: All 3 EV chargers connected with test EVs or resistive load plugs All chargers at maximum current (16A or 32A per charger) ETS6 Group Monitor open, monitoring GA 11/0/0–11/0/3 Test sequence: Step 1 — Baseline recording: Record GA 11/0/0 (total power) with only EV chargers active Confirm per-charger GA values match expected current allocation Step 2 — Simulate 65A total current: Switch on portable electric heaters (3kW each) across all phases until GA 11/0/0 indicates ~65A total building current Expected: KNX DLM reduces all charger GAs proportionally Record new charger current values from KNX GAs Step 3 — Simulate 72A total current: Add additional heaters until 72A reached Expected: Charger 3 (visitor, lowest priority) suspended GA 10/3/1 (charger 3 enable) → KNX writes 0 Verify Charger 3 app shows "Suspended by DLM" Step 4 — Simulate 76A total current: Add more load until 76A reached Expected: Charger 2 reduced to 6A minimum GA 10/2/0 (charger 2 current) → KNX writes 6A Step 5 — Recover test: Remove heaters one by one Verify: as building current drops below each threshold, suspended chargers resume and current increases back to proportional allocation within 30–60s (hysteresis) Step 6 — Easee Equalizer parallel verification: With KNX DLM active, add load until 80A threshold Verify Equalizer also responds (Easee app shows equalizer active) Confirm both layers protect independently
Documentación para la entrega: Registre todos los tiempos de cruce de umbral, valores de corriente del edificio y respuestas de corriente del cargador durante la prueba de sobrecarga simulada. Este registro de prueba sirve como certificado de puesta en marcha de DLM y es la evidencia requerida para el cumplimiento de PAS 1899:2022 y el crédito DLM activo BREEAM Tra 03.
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