Gestion dynamique de la charge pour plusieurs chargeurs EV avec KNX : Surveillance de la demande et répartition du courant
L'installation de plusieurs chargeurs EV dans un bâtiment sans gestion dynamique de la charge risque de déclencher le disjoncteur principal d'alimentation lors des pics de charge simultanés. KNX avec un compteur d'énergie ABB B24 Modbus surveille en continu la demande totale du bâtiment et répartit le courant disponible proportionnellement entre les chargeurs — empêchant la surcharge tout en maximisant le débit de charge dans la limite contractuelle de raccordement au réseau.
Le défi de la surcharge de plusieurs chargeurs
Un bâtiment résidentiel ou petit commercial typique avec une alimentation principale triphasée de 80A et une charge de base de 20 kW laisse environ 35 kW (50A triphasé) pour la recharge des véhicules électriques. Trois chargeurs de 22 kW fonctionnant simultanément à courant maximal demanderaient 66 kW — près du double de la capacité disponible. Sans gestion dynamique de la charge, la recharge simultanée déclenche le disjoncteur principal, pouvant provoquer une interruption d'alimentation à l'échelle du bâtiment.
| Scénario | Charge du bâtiment | Disponible pour VE | Par chargeur (3 actifs) |
|---|---|---|---|
| Limite principale : 80A (55 kW) | Charge de base 20 kW (29A) | 35 kW (50A triphasé) | ~16A par chargeur |
| Limite principale : 80A (55 kW) | Charge de base 30 kW (43A) | 25 kW (36A triphasé) | ~12A par chargeur |
| Limite principale : 80A (55 kW) | Charge de base 40 kW (58A) | 15 kW (22A triphasé) | ~7A par chargeur |
| Limite principale : 80A (55 kW) | Charge de base 50 kW (72 A) | 5 kW (7 A triphasé) | En dessous de 6 A minimum → délestage du chargeur 3 |
Compteur d'énergie ABB B24 Modbus TCP comme capteur de demande
L'ABB B24 est un compteur d'énergie triphasé compact sur rail DIN avec Modbus TCP (via le module de communication Ethernet ABB B24) fournissant en temps réel le courant par phase, la puissance totale et les données énergétiques. Il s'installe sur l'arrivée principale d'alimentation dans le tableau de distribution et donne à KNX la consommation totale de courant du bâtiment sur les trois phases via des registres Modbus interrogés par la passerelle Intesis IN701KNX.
Table des registres Modbus TCP ABB B24 pour 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
Algorithme d'allocation de courant 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.
Algorithme d'allocation de courant (module logique KNX ou 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)Schéma de priorité à trois chargeurs
Dans une installation à trois chargeurs avec des utilisateurs à priorité mixte (résident, invité, visiteur), la logique KNX attribue le courant par priorité avant le partage proportionnel, garantissant que le chargeur de plus haute priorité reçoit toujours au moins le courant minimum avant que la capacité restante ne soit distribuée aux chargeurs de priorité inférieure.
Distribution de courant prioritaire à trois chargeurs
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
Prévention des surcharges : délestage du courant EV avant le CVC
La charge EV est la première charge à délester lors d'un pic de demande car la réduction du CVC dégrade immédiatement le confort, tandis qu'une pause de la session de charge EV est transparente pour l'occupant du véhicule (la session reprend automatiquement lorsque la demande baisse). La séquence de délestage définit l'ordre exact et les seuils.
| Courant du bâtiment | Action | Hystérésis |
|---|---|---|
| > 65A (81%) | Réduire proportionnellement tous les chargeurs EV vers le minimum | 30s |
| > 72A (90%) | Suspendre le chargeur 3 (chargeur visiteur de priorité la plus basse) | 60s |
| > 76A (95%) | Réduire le chargeur 2 à 6A minimum | 60s |
| > 79A (99%) | Suspendre le chargeur 2 — seulement le chargeur 1 à 6A minimum | 30s |
| > 80A (100%) | Urgence : setback HVAC −2°C + suspendre tous les chargeurs VE | Immédiat |
Setback HVAC en dernier recours : Le repli HVAC à 100% d'alimentation est une mesure d'urgence uniquement. En fonctionnement DLM normal, la réduction de la charge des VE devrait empêcher le courant du bâtiment d'atteindre 80A. Si le seuil de 80A est régulièrement atteint malgré le DLM, la limite contractuelle d'alimentation doit être revue avec le gestionnaire de réseau – un niveau tarifaire supérieur est généralement plus économique qu'une dégradation continue du confort HVAC.
Easee Equalizer : DLM matériel en complément
L'Easee Equalizer est un module de mesure de courant sur rail DIN qui se fixe sur les câbles d'alimentation principaux dans le tableau de distribution. Il communique directement avec les chargeurs Easee via le réseau Easee (Wi-Fi ou Zigbee) et limite automatiquement le courant de charge combiné pour éviter une surcharge de l'alimentation – sans nécessiter d'intégration KNX.
Avantages de l'Easee Equalizer
- DLM matériel autonome – aucun KNX ni serveur requis
- Mesure les 3 phases avec des transformateurs de courant internes (clip-on, sans câblage)
- Response time: <1 second (faster than KNX logic polling)
- Découverte automatique et répartition du courant des chargeurs Easee
- L'application Easee affiche l'allocation de courant en direct par chargeur
Limitations de l'Easee Equalizer
- Fonctionne uniquement avec les chargeurs Easee (pas Wallbox, ABB)
- Pas de détection du surplus PV – protection d'alimentation uniquement
- Pas d'adresse de groupe KNX pour la surveillance de l'état DLM
- Dépendant du cloud pour la configuration (fonctionnement LAN local uniquement)
- Impossible de mettre en œuvre un délestage prioritaire entre utilisateurs
Déploiement combiné 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
Mise en service et test avec surcharge simulée
La mise en service DLM nécessite de vérifier que la logique KNX réduit correctement le courant du chargeur lorsque la demande du bâtiment augmente, sans attendre un événement de pointe réel. Les tests de surcharge simulée utilisent de grandes charges résistives (radiateurs électriques) pour amener le courant du bâtiment vers la limite principale et vérifier la réponse de la logique KNX à chaque seuil.
Test de mise en service avec surcharge simulée
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
Documentation pour la remise : Enregistrez tous les temps de franchissement de seuil, les valeurs de courant du bâtiment et les réponses du courant du chargeur pendant le test de surcharge simulée. Cet enregistrement de test sert de certificat de mise en service DLM et est une preuve requise pour la conformité PAS 1899:2022 et le crédit DLM actif BREEAM Tra 03.
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