Ladesteuerung Elektroauto EV EasyCharge BASIC / Modbus-RTU / RS485 / DC-Fehlerstromschutz / Potentiometer / SMART-Eingang

EV EasyCharge BASIC ist eine kompakte, intelligente Ladesteuerung für die Elektromobilität bis 22 kW (32 A Phasenladestrom). Der Ladestrom kann über Modbus RTU (RS485) stufenlos in mA-Schritten eingestellt werden. Eine SMART-Schnittstelle, über welche sowohl per analoge Spannung als auch per PWM-Signal bis 1.5 KHz der Ladestrom gesteuert werden kann, ein Potentiometer-Eingang, ein LED-Ausgang und eine Status-RGB-Led (farbig) runden das Gesamtpaket ab. Unsere Differenzstromsensoren DS-62955 und DS-62752 schützen wahlweise gegen DC und AC-Fehlerströme und werden durch einfachen Anschluss automatisch erkannt. So kann anstatt des teuren Typ B ein günstiger Typ A Schutzschalter eingesetzt werden. Die Ladesteuerung verfügt über ein robustes Relais bis 5 A zum Schalten großer Schütze. Der Ladestatus wird über farbige LEDs ausgegeben. Über Modbus können umfangreiche Informationen ausgegeben, der Ladestrom eingestellt und Firmware-Updates durchgeführt werden. Alle Funktionen sind in unserer Windows-Anwendung bereits integriert. Über einen USB auf RS485-Adapter mit Chip vom Hersteller FTDI kann bequem auf alle Funktionen zugegriffen werden. Die Register werden dabei visualisiert. Firmware-Updates sind auf Knopfdruck möglich. Eine kontinuierliche Temperatur Erfassung und ein Temperaturschutz Software-Modul verhindern Übertemperatur und regeln den Ladestrom zeitweise ab.

• Made in Germany: Wir stellen ausschließlich in Deutschland bei professionellen Dienstleistern her
• Kompakte Abmessungen von ca. 89 x 36.5 mm – 2 TE (Teilungseinheiten) Breite
• 35 mm DIN-Schienen Montage mit nur einem Sockel und zwei Schrauben
• Modbus-RTU über RS485 ermöglicht volle Kontrolle: Ladestrom in mA Schritten einstellbar, umfangreiche Statusinformationen, Firmware-Update
• evcc.io kompatibel
• Optionaler Gleichstromfehlerschutz durch eigens entwickelten Differenzstromsensor DS-62955 oder DS-62752 (Mode-3: Festinstallation (Wallbox) oder Mode-2: Schuko oder CEE-Stecker Montage)
• Differenzstromsensor ist direkt nach Anschluss ohne Konfiguration verwendbar, keine händische Umstellung nötig
• Federklemmen auf Signal-Anschlussseite für schnelle, zuverlässige Montage
• Kastenschraubklemmen auf AC-Anschlussseite für kraftschlüssigen Anschluss
• SMART-Eingang: Ladestrom stufenlos per analoge Spannung (0 – 3 V) oder Duty-Cycle vom einem Rechtecksignal (PWM) mit 100 - 1500 Hz steuerbar
• Potentiometer-Eingang: Optionales 10 kOhm linear Potentiometer steuert Ladestrom stufenlos und ist kalibrierfähig mit einer Skala
• 5-Punkt-Kalibrierung des Potentiometers einmalig nach Inbetriebnahme für hohe Genauigkeit
• RGB-Status-LED gibt Ladestatus durch verschiedene Farben aus und zeigt Fehler durch Blinkmuster an
• Externer LED-Anschluss kann eine optionale LED ohne Vorwiderstand schalten und gibt ebenfalls den Ladestatus aus
• PP-Widerstands-Eingang für Stromanpassung durch Widerstandsauslesung der verwendete Ladeleitung (nur wenn Typ 2 Ladebuchse wallboxseitig verbaut wird)
• Umfangreiche Selbstüberwachung durch kontinuierliche Checksummenprüfung des Flash-Speichers
• CP-Signal von +12V bis -12V: Erkennt alle Fehlerzustände
• Register kompatibel zu EV EasyCharge Ladesteuerung
• Volle Unterstützung von eigens entwickelter Modbus-Master Windows-Software (siehe Abschnitt Wichtige Links): Konfiguration und Informationsauslesung mit PC-Sofware und USB-RS485-Adapter möglich

Wichtiger Hinweis: Alle Installationen unserer Produkte aus der Sparte Ladesysteme für die Elektromobilität müssen zwingend durch eine Elektrofachkraft durchgeführt werden! Netzspannung bedeutet Lebensgefahr!

Wichtiger Hinweis: Lesen Sie alle Dokumente ausführlich durch und beachten Sie alle Warnhinweise bevor Sie mit der Inbetriebnahme beginnen! Betriebsanleitung EV EasyCharge BASIC
Modbus Map - EV EasyCharge BASIC

Modbus-Master PC-Anwendung (Windows) v1.01
Betriebsanleitung - Modbus-Master PC-Anwendung Mit nur 89 x 36.5 mm passt die Ladesteuerung selbst an unzugängliche Orte und nimmt im Schaltschrank nur ca. 2 TE (Teilungseinheiten) ein. EV EasyCharge BASIC kann unkompliziert mit zwei Schrauben und einem Kunststoff-Sockel (optional erhältlich) auf eine handelsübliche 35 mm DIN-Schiene festmontiert werden. Die Steuerung EV EasyCharge BASIC basiert auf diversen Software-Modulen, welche Stromgrenzen vorgeben. Alle Ströme aus den einzelnen Modulen werden miteinander verglichen und der geringste Ladestrom wird anschließend dem Fahrzeug kommuniziert, welches nicht mehr Strom als vorgegeben beziehen darf. Folgende Module sind definiert:

• SMART-Steuereingang: PWM- oder analoge Stromsteuerung stufenlos
• Hardware-Grenze: 16 oder 32 A Ladestrom festlegbar über Modbus RTU (Standard: 32 A)
• Potentiometer-Eingang: Lineares Drehpotentiometer
• Modbus-RTU Ladestromregister: Steuert in mA Schritten den Ladestrom
• PP-Widerstand: Wird ein Widerstand erkannt, begrenzt dieser den Ladestrom
• Temperatur-Strombegrenzung: Wird es zu heiß, stellt sich der Ladestrom temporär herunter

Durch die Ergänzung eines unserer Differenzstromsensoren, welche mit nur einer Leitung direkt an die Steuerung angeschlossen werden können, wird die Steuerung um den Schutz vor DC- und AC-Fehlerströmen ergänzt. Dabei kann zwischen zwei Typen gewählt werden:

DS-62955: Wird eingesetzt, wenn das Ladesystem ortsfest an die Stromversorgung angeschlossen wird (Mode-3). Die Netzleitung führt dabei direkt in die Wallbox und kann nicht ohne Werkzeug abgeschlossen werden. Dieser Sensor löst bei DC-Fehlergleichströmen ab 6 mA aus. AC-Fehlerströme werden verzögert und im unteren Bereich gar nicht berücksichtigt (angelehnt an IEC-62955).

DS-62752: Wird für mobile Ladesysteme eingesetzt (Mode-2). Diese Systeme weisen Schuko- oder CEE-Stecker auf und können vom Netz durch einen Stecker getrennt werden. Die vorgegebenen Abschaltzeiten für diesen Anwendungsfall werden in der IEC-62752 geregelt. Der Unterschied dieses Sensors besteht darin, dass er allstromsensitiv ist, also auch bei AC-Fehlerströmen abschaltet.

Die Ladesteuerung kann ab Werk ohne Sensor benutzt werden. Wird ein Sensor allerdings das erste Mal angeschlossen, geht die Steuerung ab diesem Zeitpunkt auf Fehler, wenn er fehlt. Nur eine Rücksetzung auf Werkeinstellungen (siehe Anleitung) beseitigt diesen Zustand.

Unsere Sensoren sind Eigenentwicklungen und perfekt auf unsere Ladesysteme abgestimmt. Alive-Tracking ermöglicht es der Ladesteuerung zu erkennen, dass der Sensor - selbst bei langer Ladezeit - noch immer zuverlässig funktioniert. Beide Sensoren weisen dank mikrocontrollergestützter Umsetzung sehr schnelle Auslösezeiten auf.

Wichtiger Hinweis: Bei der Integration der Ladesteuerung in ein Ladesystem ist unbedingt darauf zu achten, dass das verwendete Schütz alle Anforderungen u.a. an die Kurzschlussfestigkeit erfüllt! Dafür ist der Anwender zuständig! Bei fehlender Sicherstellung oder Unsicherheiten empfehlen wir unser Ladesystem PulCharge mit integrierter Schaltunit , die ein spezielles Relais für genau diesen Zweck aufweist und von uns umfangreich getestet wurde. Um den Phasen-Ladestrom stufenlos einzustellen kann einer der nachfolgenden Schnittstellen genutzt werden:

SMART-Eingang: Kann sowohl mit einer analogen Steuerspannung von 0 bis 3 V oder einem Rechteck-Signal (PWM) mit variablen Abtastverhältnis (Duty-Cycle) mit 100 - 1500 Hz gesteuert werden. Der Eingang ist 12 V tolerant.

Potentiometer-Eingang: Mit einem 10 kOhm linear Potentiometer (optional erhältlich) kann der Ladestrom stufenlos im mA-Bereich eingestellt werden. Da Potentiometer oft nicht unerhebliche Toleranzen aufweisen, muss nach dem ersten Anschluss eine 5-Punkt-Kalibrierung durchgeführt werden. Dazu wird das Poti nacheinander auf verschiedene Sollwerte eingestellt. Die farbige LED nimmt dabei die Bedienschnittstelle ein. Die abgeschlossene Kalibrierung bleibt auch nach einem Stromausfall erhalten und wird erst nach einer Rücksetzung auf Werkeinstellungen erneut eingefordert.

Modbus-RTU (RS485): Register, die über Modbus-RTU angesprochen werden können, ermöglichen neben umfangreicher Statusausgabe auch die Vorgabe eines Ladestroms in mA-Schritten. Ein Backup-Ladestrom, welcher nach einem Stromausfall oder bei ausbleibender Modbus-RTU-Kommunikation (ähnlich Watchdog) geladen wird, kann ebenfalls gesetzt werden. Die Firmware-Integrität wird dauerhaft durch eine CRC32-Checksummen-Bildung überwacht. Liegt ein Fehler vor, schaltet die Ladesteuerung keinen Ladevorgang frei und bleibt in der Boot-Schleife.
EV EasyCharge BASIC verfügt über einen eigens entwickelten Bootloader, der die System-Integrität zusätzlich zu der kontinuierlichen Überwachung der Firmware vor jedem Start prüft. Verschlüsselte Firmware-Dateien können über diesen in den Flash-Speicher geschrieben werden (Modbus-RTU).
Ein Firmware-Update ist über die Modbus-Schnittstelle möglich. Die aktuelle Firmware finden Sie oben auf der Seite als Datei. Die Firmware-Update-Dateien sind verschlüsselt, sodass eine Manipulation ausgeschlossen wird. Im Anschluss jedes Firmware-Updates wird eine Checksumme gebildet und geprüft. Liegt hier ein Fehler vor, startet die Firmware nicht.
Wir bieten eine kostenlose PC-Software (Windows) an, die mit USB zu RS485 Adaptern, die auf einem FTDI-Chip aufbauen, kompatibel sind. Eine Verbindung zu einem Modbus TCP- auf RTU-Adapter per TCP-Verbindung ist ebenfalls mit der Anwendung möglich. Unsere Software kann ohne Installation gestartet werden und baut keinerlei ungewollte Verbindung ins Internet auf! Jede Ladesteuerung am BUS-Strang lässt sich durch unsere Software individuell konfigurieren. Alle Modbus-Parameter sind integriert und grafisch aufbereitet. Die Zustände und Einstellungen können sowohl gelesen als auch gesetzt (falls möglich) werden. Weiterhin können heruntergeladene Firmware-Dateien geflasht werden.
Alle RS485-Parameter lassen sich über Modbus konfigurieren und ändern. So ist eine Integration in einen bestehenden RS485-Bus kein Problem und jederzeit möglich. Wir setzen auf spezielle RS485-Transceiver-ICs, die eine besonders hohe Störfestigkeit aufweisen. Erreicht wird das durch eine höhere Spannungs-Marge auf dem Bus. Sie sind Fail-Safe, haben also keine undefinierten Zustände, wenn die BUS-Leitung offen oder kurzgeschlossen ist. Sie sind Hot-Plug fähig: Stören den Bus beim Ein- und Ausschalten nicht. Die Flankensteilheit der Bausteine ist flach gewählt, sodass mögliche Störabstrahlungen klein gehalten werden. Die maximale Übertragungsrate beträgt 115 KBits/s. Die maximalen theoretischen Teilnehmer an einem Bus belaufen sich auf ca. 512 (in der Praxis weniger, da ggf. unterschiedliche Treiber von Drittprodukte am Bus). Die Schnittstelle ist nicht galvanisch getrennt und hat die Erde (PE, Schutzleiter) als Bezugspotential. Eine Schirmung ist möglich. In der EN IEC 61851-1:2019 sind zwei Pilotkreise beschrieben (CP-Signal-Verarbeitung):

Normaler Pilotkreis: Diese Umsetzung findet sich erfahrungsgemäß in den serienmäßigen Fahrzeugen in Europa.

Vereinfachter Pilotkreis: Diese Umsetzung findet sich zunehmend in günstigen Elektrofahrzeugen vorwiegend aus dem asiatischen Raum. Der Ladestrom beträgt hierbei 10 A an einer Phase. Es ist nicht sicher, dass das Fahrzeug auf einen geringeren Ladestrom – kommuniziert von der Ladesteuerung – reagiert und diesen annimmt.

Der Vereinfachte Pilotkreis kann in den Einstellungen der Ladesteuerung erlaubt werden. Ist die Funktion aktiviert, ist eine Ladung an einem Fahrzeug, welches nur diesen Typ implementiert hat, möglich, aber erst ab 10 A (einphasig) Kapazität möglich. Fällt der mögliche Ladestrom seitens der Ladesteuerung (durch z.B. Profilumschaltung oder Modbus) unter diese Schwelle, beendet EV EasyCharge den Ladevorgang. Der Typ des Pilotkreises kann über Modbus ausgelesen werden, was hilfreich für Lastmanagement aufgaben ist. Federklemmen als Signal-Anschluss-Klemmen sorgen für einfache Montage aller Datenleitungen und bieten eine konstante Klemmkraft. Ab Werk ist unsere Steuerung auf 32 A limitiert. Wird eine Typ2-Ladebuchse verwendet, muss der Widerstand in dem Stecker der Ladeleitung beim Laden ausgelesen werden, um den Strom ggf. zu reduzieren und die Leitung nicht zu überlasten. Wird einmal ein PP-Widerstand erkannt, wird immer ein Widerstand benötigt. Ansonsten tritt ein Fehler vor Ladebeginn auf (siehe Anleitung). Eine Rücksetzung auf Werkeinstellung setzt diese Sperre zurück, sodass danach wieder ohne PP-Widerstand geladen werden kann. Folgende Werte werden erkannt:

1500 Ohm (13 A)
680 Ohm (20 A)
220 Ohm (32 A)
Eine farbige Status-LED gibt den Ladestatus durch verschiedene Farben an:

Weiß	Kein Ladestecker angeschlossen
Grün	Ladestecker verbunden
Blau	Lädt (Relais geschaltet)
Blau (alle 5 Sekunden kurz aus)	Lädt, Differenzstromsensor ist aktiv
Rot	Während einer Potentiometer-Kalibrierung: Nächster Kalibrierungspunkt kann eingestellt werden
Rot (schnelles Blinken)	Übertemperatur-Cooldown oder Potentiometer nicht kalibriert
Rot (Blinken in Anzahl)	Anzahl ist Fehlercode und kann in Anleitung nachgeschlagen werden

Eine optionale externe LED kann ohne Vorwiderstand an den Ausgang angeschlossen werden. Der Ausgang liefert als Stromquelle ca. 20 mA Strom. Die Zustände der externen LED lauten:

Aus	Keine Ladung aktiv
An	Lädt (Relais geschaltet)
Blinken in Anzahl	Fehlercodes
Schnelles Blinken	Aktiver Übertemperatur-Cooldown

Die Mikrocontroller-Temperatur ist mit dem Übertemperatur-Softwaremodul gekoppelt, welches ab einer Temperatur von ca. 45 °C den Ladestrom reduziert. Erhöht sich die Temperatur weiter, wird ab ca. 53 °C der Ladevorgang beendet. Nach einem Cooldown von einigen Minuten wird der Ladevorgang automatisch neu gestartet. Treten Temperaturen von über 55 °C auf, wird ein Fehlerzustand geschaltet, welcher sich über das Abstecken des Ladesteckers oder wahlweise per Modbus-RTU zurücksetzen lässt.

• Betriebsanleitung
• EV EasyCharge BASIC Ladesteuerung

• Potentiometer mit 300 mm Leitung und Dichtung (IP65: Staubdicht, strahlwasserfest)
• 1x 16 A Skala (selbstklebend, UV-Beständig)
• 1x 32 A Skala (selbstklebend, UV-Beständig)

• Sensor-Typ nach Wahl
• Verbindungsleitung ca. 160 mm

• Kunststoffsockel für 35 mm DIN-Schiene
• 2x Schraube für Montage