Gestione dinamica del carico per più caricatori EV con KNX: Monitoraggio della domanda e distribuzione della corrente
Installare più caricatori EV in un edificio senza gestione dinamica del carico rischia di far scattare l'interruttore principale di alimentazione durante i picchi di ricarica simultanei. KNX con un contatore energetico ABB B24 Modbus monitora continuamente la domanda totale dell'edificio e distribuisce la corrente disponibile proporzionalmente tra i caricatori — prevenendo il sovraccarico e massimizzando la capacità di ricarica entro il limite contrattuale di connessione alla rete.
La sfida del sovraccarico di più caricabatterie
Un tipico edificio residenziale o piccolo commerciale con un'alimentazione principale trifase da 80A e un carico di base di 20 kW lascia circa 35 kW (50A trifase) per la ricarica dei veicoli elettrici. Tre caricabatterie da 22 kW funzionanti contemporaneamente alla corrente massima richiederebbero 66 kW — quasi il doppio della capacità disponibile. Senza una gestione dinamica del carico, la ricarica simultanea fa scattare l'interruttore principale, causando potenzialmente un'interruzione dell'alimentazione in tutto l'edificio.
| Scenario | Carico edificio | Disponibile per VE | Per caricabatterie (3 attivi) |
|---|---|---|---|
| Limite principale: 80A (55 kW) | Carico base 20 kW (29A) | 35 kW (50A trifase) | ~16A per caricabatterie |
| Limite principale: 80A (55 kW) | Carico base 30 kW (43A) | 25 kW (36A trifase) | ~12A per caricabatterie |
| Limite principale: 80A (55 kW) | Carico base 40 kW (58A) | 15 kW (22A trifase) | ~7A per caricabatterie |
| Limite principale: 80A (55 kW) | Carico base 50 kW (72 A) | 5 kW (7 A trifase) | Sotto 6 A minimo → scollega Caricatore 3 |
Contatore energia ABB B24 Modbus TCP come sensore di domanda
L'ABB B24 è un compatto contatore di energia trifase su guida DIN con Modbus TCP (tramite modulo di comunicazione Ethernet ABB B24) che fornisce in tempo reale corrente per fase, potenza totale e dati energetici. Si installa sull'alimentatore principale all'interno del quadro di distribuzione e fornisce a KNX il consumo totale di corrente dell'edificio su tutte e tre le fasi tramite registri Modbus interrogati dal gateway Intesis IN701KNX.
Mappa registri Modbus TCP ABB B24 per 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 di allocazione corrente 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 di allocazione della corrente (modulo logico 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)Schema di priorità a tre caricabatterie
In un'installazione a tre caricabatterie con utenti a priorità mista (residente, ospite, visitatore), la logica KNX assegna la corrente in base alla priorità prima della ripartizione proporzionale, garantendo che il caricabatterie con priorità più alta riceva sempre almeno la corrente minima prima che la capacità rimanente venga distribuita ai caricabatterie con priorità inferiore.
Distribuzione prioritaria della corrente per tre caricabatterie
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
Prevenzione sovraccarico: scollegare la corrente EV prima dell'HVAC
La ricarica EV è il primo carico da scollegare durante un picco di domanda perché la riduzione dell'HVAC degrada immediatamente il comfort, mentre una pausa della sessione di ricarica EV è trasparente per l'occupante del veicolo (la sessione riprende automaticamente quando la domanda diminuisce). La sequenza di scollegamento definisce l'ordine esatto e le soglie.
| Corrente dell'edificio | Azione | Isteresi |
|---|---|---|
| > 65A (81%) | Ridurre proporzionalmente tutti i caricabatterie EV verso il minimo | 30s |
| > 72A (90%) | Sospendi caricabatterie 3 (caricabatterie visitatore a priorità più bassa) | 60s |
| > 76A (95%) | Riduci Caricatore 2 a minimo 6A | 60s |
| > 79A (99%) | Sospendi Caricatore 2 — solo Caricatore 1 a minimo 6A | 30s |
| > 80A (100%) | Emergenza: setback HVAC −2°C + sospendi tutti i caricatori EV | Immediato |
Setback HVAC come ultima risorsa: Il setback HVAC al 100% di alimentazione è solo una misura di emergenza. In condizioni normali di DLM, la riduzione della ricarica EV dovrebbe impedire alla corrente dell'edificio di raggiungere 80A. Se la soglia di 80A viene costantemente superata nonostante il DLM, il limite contrattuale di fornitura dovrebbe essere rivisto con il DNO – un livello tariffario più alto è tipicamente più economico del degrado continuo del comfort HVAC.
Easee Equalizer: DLM hardware come complemento
L'Easee Equalizer è un modulo di rilevamento corrente su guida DIN che si aggancia ai cavi di alimentazione principali all'interno del quadro elettrico. Comunica direttamente con i caricatori Easee tramite la rete Easee (Wi-Fi o Zigbee) e limita automaticamente la corrente di ricarica combinata per prevenire il sovraccarico dell'alimentazione – senza richiedere integrazione KNX.
Vantaggi di Easee Equalizer
- DLM hardware autonomo – nessun KNX o server richiesto
- Misura tutte e 3 le fasi con TA interni (a clip, senza cablaggio)
- Response time: <1 second (faster than KNX logic polling)
- Rilevamento automatico e distribuzione della corrente dei caricabatterie Easee
- L'app Easee mostra l'allocazione di corrente in tempo reale per caricabatterie
Limitazioni dell'Easee Equalizer
- Funziona solo con caricabatterie Easee (non Wallbox, ABB)
- Nessuna rilevazione dell'eccedenza fotovoltaica – solo protezione di alimentazione
- Nessun indirizzo di gruppo KNX per il monitoraggio dello stato DLM
- Dipende dal cloud per la configurazione (solo funzionamento LAN locale)
- Impossibile implementare lo sgancio prioritario tra utenti
Implementazione combinata 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
Messa in servizio e test con sovraccarico simulato
La messa in servizio DLM richiede la verifica che la logica KNX riduca correttamente la corrente del caricatore quando la domanda dell'edificio aumenta, senza attendere un evento di picco reale. I test di sovraccarico simulato utilizzano grandi carichi resistivi (termosifoni elettrici) per portare la corrente dell'edificio verso il limite principale e verificare la risposta della logica KNX a ciascuna soglia.
Test di messa in servizio con sovraccarico simulato
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
Documentazione per la consegna: Registrare tutti i tempi di superamento della soglia, i valori di corrente dell'edificio e le risposte della corrente del caricatore durante il test di sovraccarico simulato. Questa registrazione del test funge da certificato di messa in servizio DLM ed è una prova richiesta per la conformità PAS 1899:2022 e il credito DLM attivo BREEAM Tra 03.
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