Dahua D-VOLT зсередини: інженерний погляд на зарядні станції для електромобілів

Електромобіль поступово перестає бути іграшкою для ентузіастів і дедалі частіше займає місце у звичайному приватному гаражі, на паркінгу житлового комплексу чи на території підприємства. Разом із ним до інсталятора приходять нові запитання. Вони вже не про те, яку станцію купити, а про те, як вписати її в обмежену потужність вводу, як правильно захистити лінію і як зробити, щоб заряджання не сперечалося за кіловати з рештою будинку чи бізнесу.

Відповіддю Dahua Technology на ці запитання стала лінійка D-VOLT, у якій зібрано рішення для заряджання змінним струмом потужністю від 3,5 до 22 кВт і постійним — від 60 до 240 кВт. На одному її полюсі — портативний пристрій, що вмикається у звичайну розетку, на іншому — швидкісні DC-станції.

Утім, за цифрами потужності стоїть значно більше: принцип заряджання, багаторівневий захист, балансування навантаження, протоколи інтеграції та вимоги до монтажу. Саме їх ми розберемо далі на прикладі моделей серій Mini, Lite і Compact — з погляду інженера, якому цю станцію доведеться проєктувати, підключати й обслуговувати.

Архітектура D-VOLT: змінний і постійний струм

Принцип заряджання залежить від того, де саме перетворюється енергія.

Змінний струм (AC)Станція не перетворює енергію, а працює як керований комутатор між мережею та автомобілем. Стандарт IEC 61851 описує цей режим як Mode 3, і саме за ним працює серія Compact. Станція:

• перевіряє підключення кабелю та заземлення;
• подає напругу через силове реле;
• сигналом Control Pilot (CP) повідомляє автомобілю допустимий струм.

Змінний струм на постійний перетворює бортовий зарядний пристрій автомобіля (On-Board Charger, OBC). Тому реальна потужність AC-заряджання дорівнює найменшому з трьох значень: потужності станції, потужності OBC і струму, який дозволяє лінія живлення. Станція на 22 кВт не прискорить автомобіль, OBC якого розрахований на 11 кВт.

Постійний струм (DC)Перетворювач розміщено в самій станції. Силові модулі подають постійний струм безпосередньо на батарею в обхід OBC, а система керування батареєю автомобіля (BMS) задає потрібні струм і напругу. Тому DC-сегмент D-VOLT починається з 60 кВт і потребує значно потужнішого вводу, ніж побутові AC-моделі.

Модельний ряд і позиціонування серій

Лінійка D-VOLT складається з восьми серій, які відрізняються типом заряджання, потужністю та сценарієм використання. Характеристики однієї серії не переносяться на інші: навіть однакова потужність не означає однакового набору інтерфейсів чи протоколів.

• Mini — портативний зарядний пристрій на 3,5 кВт із кабелем 5 м, який підключається до стандартної розетки. Розрахований на заряджання в дорозі або там, де стаціонарну станцію поки не встановлено.
• Lite — однофазна настінна станція на 7 кВт для приватного використання з керуванням через застосунок і заряджанням за розкладом.
• Compact — компактні настінні станції на 7, 11 і 22 кВт із підтримкою OCPP 1.6J, динамічного балансування навантаження та заряджання від сонячної генерації. Випускаються в кабельному та розетковому виконанні.
• Air — домашня серія на 7, 11 і 22 кВт. Підтримує OCPP 1.6J і ModBus TCP.
• Pro — комерційна AC-серія на 7, 11 і 22 кВт із сертифікованим лічильником MID для точного обліку енергії.
• Nova, Ultra, Gemini — інші серії лінійки. Ultra виробник анонсував як швидкісну DC-станцію.

Вихідна потужність, фазність і зарядний струм

Потужність AC-станції визначається напругою, струмом і кількістю фаз:

• однофазне підключення: P = 230 В × I. Струм 32 А дає близько 7,4 кВт — це номінал 7 кВт у Compact DHI-ICS-A070E-H1J та Lite DHI-ICS-A070G-H6A, а 16 А дають 3,5 кВт у портативного Mini;
• трифазне підключення: P = √3 × 400 В × I. Струм 16 А на фазу дає близько 11 кВт (DHI-ICS-A110E-H1J), 32 А — 22 кВт (DHI-ICS-A220E-H1J).

Mini розрахований на стандартну побутову розетку, але заряджання — тривале навантаження, тому розетку й лінію до неї варто перевірити заздалегідь.

У Compact і Lite струм регулюється від 6 до 32 А. Нижню межу задає стандарт IEC 61851, а регулювання дозволяє вписати станцію в можливості вводу без заміни обладнання.

Останнє обмеження — сам автомобіль. Якщо його бортовий зарядний пристрій однофазний, від трифазної станції на 22 кВт він використає лише одну фазу й зарядиться з потужністю близько 7,4 кВт.

Зарядні інтерфейси та сумісність

Серія Compact використовує європейський роз'єм Type 2 (IEC 62196) у двох виконаннях:

• кабельне — закріплений кабель 5 м із конектором, станція завжди готова до роботи; модель на 22 кВт важить 5,4 кг;
• розеткове — гніздо Type 2 зі шторкою, яка закриває контакти від випадкового дотику, а власник користується своїм кабелем Mode 3; та сама модель важить 2,8 кг.

Lite має інший роз'єм — GB/T 20234.2, тобто китайський стандарт AC-заряджання. Він підходить автомобілям, виготовленим для внутрішнього ринку Китаю, але фізично не сумісний з Type 2. Перед вибором Lite перевірте зарядний порт автомобіля.

Електричний захист

Compact DHI-ICS-A220E-H1J має такий набір захисних функцій:

• захист від пере- та недонапруги, перевантаження за струмом і короткого замикання;
• захист від грозових та імпульсних перенапруг;
• контроль заземлення, обриву PEN-провідника та неправильного підключення фази й нуля;
• виявлення залипання контактів реле та обриву лінії CP;
• захист від несанкціонованого розкриття корпусу.

Витоки струму контролює вбудований модуль Type A 30 мА + DC 6 мА. Він реагує на змінні й пульсуючі струми витоку та окремо виявляє постійну складову від 6 мА, яку може генерувати електроніка автомобіля. Модель сертифікована за IEC 62955 — стандартом для таких пристроїв.

Вбудований захист не скасовує зовнішнього. На лінії до станції потрібні:

• автоматичний вимикач, підібраний під переріз кабелю й номінальний струм;
• ПЗВ — завдяки вбудованому DC-контролю 6 мА зазвичай достатньо типу A замість дорожчого типу B, але остаточне рішення ухвалює проєктувальник за чинними нормами;
• пристрій захисту від імпульсних перенапруг у щиті.

Compact розрахований на системи заземлення TN-S і TT.

Термоконтроль і тривала робота

Заряджання годинами навантажує лінію номінальним струмом, тому тепловий режим станції критичний. У Compact силова частина охолоджується алюмінієвим радіатором, а захист від перегріву входить до переліку захисних функцій. Робочі діапазони температур:

• Compact — від −30 до +50 °C на висоті до 2000 м;
• Lite — від −30 до +60 °C;
• Mini — від −30 до +55 °C.

На тепловий режим помітно впливає місце монтажу: пряме сонце на південній стіні чи закрита ніша без вентиляції гірші за відкрите затінене місце.

DC-станції виділяють значно більше тепла, тому в них зазвичай застосовують примусове охолодження.

Динамічне балансування навантаження (DLB)

Виділена потужність приватного будинку рідко дозволяє одночасно працювати станції на 7–22 кВт, електроплиті, бойлеру й насосу. Без балансування лишається два варіанти: обмежити станцію вручну або ризикувати спрацюванням вступного автомата. Функція динамічного балансування навантаження (Dynamic Load Balancing, DLB) розв'язує це автоматично, розподіляючи доступну потужність між станцією та іншими споживачами.

Як це працює:

1. Струмовий трансформатор (CT-датчик) на вводі вимірює сумарний струм об'єкта.
2. Дані надходять на станцію по RS485. У Compact для цього передбачено окремий порт RS485 (CT) під кабель 2 × 0,2–1,5 мм².
3. Станція віднімає поточне споживання будинку від ліміту вводу.
4. Сигналом CP вона задає автомобілю новий допустимий струм у межах 6–32 А.

Коли вмикається бойлер, заряджання сповільнюється, а коли навантаження спадає, струм знову зростає.

DLB підтримують серії Compact і Air.

OCPP 1.6J та інтеграція з платформами керування

OCPP (Open Charge Point Protocol) — відкритий протокол обміну даними між зарядною станцією та системою керування (CSMS). Версія 1.6J передає повідомлення у форматі JSON через WebSocket і на сьогодні найпоширеніша на ринку. Завдяки OCPP станцію можна підключити не лише до платформи виробника, а й до сторонньої: оператора комерційної мережі, білінгової платформи чи системи керування автопарком.

Через OCPP система керування:

• отримує стан станції та дані зарядних сесій;
• дистанційно запускає й зупиняє заряджання;
• керує авторизацією користувачів;
• оновлює прошивку станції; у Compact її також можна оновити локально через USB.

Серія Air додатково підтримує протокол ModBus TCP.

Мережеві інтерфейси

Compact DHI-ICS-A220E-H1J має чотири канали зв'язку:

• Wi-Fi 6 у діапазонах 2,4 і 5 ГГц;
• Ethernet RJ-45 на 100 Мбіт/с — найстабільніше підключення;
• Bluetooth Low Energy 5.0 — для первинного налаштування інсталятором зі смартфона;
• 4G LTE Cat-1 під nano-SIM — опційно.

У підземних паркінгах і за бетонними стінами Wi-Fi часто нестабільний, тож там краще закладати Ethernet або 4G, особливо якщо станція працює з OCPP-платформою і втрата зв'язку означає втрату даних про сесії в реальному часі.

За нестабільного зв'язку корисні два режими. Plug & Play запускає заряджання одразу після підключення кабелю без авторизації. Крім того, Compact підтримує автоматичне відновлення заряджання (Auto-Resume).

Програмне керування: D-Volt App і D-Volt Desktop

Власні платформи керування D-VOLT — це мобільний застосунок D-Volt App і робоче місце D-Volt Desktop. Вони дозволяють:

• бачити в реальному часі стан станції, споживання енергії та вартість заряджання;
• планувати заряджання на години пільгового тарифу;
• шукати станції на карті;
• встановлювати ціни й керувати доступом через групи користувачів;
• аналізувати дані на кількох панелях моніторингу.

Окремо виробник заявляє можливість кастомізації під приватну хмару.

Для Lite через застосунок доступні запуск і зупинка заряджання, заряджання за розкладом та обмеження кількості енергії на сесію. Останнє дозволяє заряджати батарею лише до потрібного рівня й не тримати її довго на повному заряді.

Авторизація користувачів

Compact підтримує три способи запуску сесії:

• застосунок — керування зі смартфона;
• RFID-картка — вбудований зчитувач за стандартом ISO/IEC 14443 A на частоті 13,56 МГц;
• Plug & Play — заряджання без авторизації одразу після підключення кабелю.

Plug & Play зручний у приватному гаражі, де станцією користується одна родина. На парковці, доступній стороннім, він означає, що зарядитися може будь-хто, тому там варто вмикати авторизацію.

Для корпоративних і житлових парковок основний інструмент — RFID-картки в поєднанні з групами користувачів. Кожен працівник чи мешканець отримує власну картку, а групи визначають, до яких станцій він має доступ і за якою ціною. Так одна інфраструктура може, наприклад, безкоштовно обслуговувати службовий автопарк і платно — гостей.

Централізоване керування інфраструктурою

Для бізнес-центрів, готелів і автопарків станціями треба керувати як єдиною системою. Тут є два шляхи:

• платформа виробника — D-Volt Desktop із панелями моніторингу, тарифами та групами користувачів. Для централізованого керування системами D-VOLT Dahua також представила IoT-платформу Intelligent Connection Center (ICC);
• стороння OCPP-платформа — коли станції Dahua мають працювати поруч з обладнанням інших виробників або в наявній білінговій системі оператора.

Для обліку енергії в Compact використано вимірювальну мікросхему з точністю ±1 %. Цього достатньо для внутрішнього обліку та розподілу витрат між підрозділами. Для комерційного продажу електроенергії стороннім користувачам зазвичай потрібен сертифікований лічильник, і в лінійці D-VOLT такий лічильник (MID) передбачено в серії Pro.

Конструкція та зовнішній захист

Конструктивні параметри трьох серій суттєво різняться.

Compact:

• корпус зі сплаву PC/ABS із класом негорючості UL94-V0, алюмінієвий радіатор;
• ступінь захисту IP55 для вуличного монтажу та клас ударостійкості IK10 — найвищий у шкалі IK, доречний для паркінгів;
• габарити 227 × 227 мм, глибина 129 мм у кабельному та 133,5 мм у розетковому виконанні;
• монтаж на стіну або стійку, введення кабелю зверху, знизу чи ззаду.

LiteСтупінь захисту IP66, робоча температура від −30 до +60 °C, габарити 448,9 × 208,5 × 284,3 мм.

MiniIP66 для блока керування та IP55 у з'єднаному стані, ударостійкість IK08, габарити 97 × 200 × 56 мм.

Монтаж і введення в експлуатацію

Проєкт починається не зі станції, а з вводу. Перш ніж обирати модель, з'ясуйте:

• виділену потужність об'єкта;
• кількість фаз;
• реальне навантаження в пікові години.

Якщо вільного запасу немає, станцію доведеться обмежити за струмом або доповнити DLB.

Вимоги до підключення Compact:

• вхідний кабель перерізом 6–10 мм²: три жили для однофазної моделі на 7 кВт, п'ять — для трифазної на 22 кВт;
• лінія RS485 до CT-датчика — кабель 2 × 0,2–1,5 мм².

Конкретний переріз у межах діапазону визначають довжина траси та допустиме падіння напруги, тому для довгих ліній до паркінгу його варто розрахувати, а не брати мінімальний. Номінал автоматичного вимикача, тип ПЗВ і заземлення визначає проєкт з урахуванням системи заземлення об'єкта.

Для первинного налаштування інсталятором у Compact передбачено підключення через Bluetooth зі смартфона.

Типові сценарії:

• Приватний будинок. Однофазний ввід — Compact на 7 кВт або Lite (для автомобіля з портом GB/T). Трифазний ввід — Compact на 11 кВт із CT-датчиком на вводі, щоб заряджання не конфліктувало з побутовим навантаженням.
• Паркінг житлового комплексу. Compact із RFID-авторизацією та підключенням через Ethernet або 4G, облік енергії по картках мешканців, балансування в межах виділеної на паркінг потужності.
• Підприємство чи автопарк. Станції 11–22 кВт, підключені до OCPP-платформи, групи користувачів для службового транспорту та гостей, а за потреби комерційного обліку — серія Pro з MID-лічильником.

Порівняння моделей

Нижче зведено ключові параметри моделей, розглянутих у статті.

• Mini DHI-ICS-A035E-H1E — портативний пристрій на 3,5 кВт із номінальним струмом 16 А та кабелем 5 м. Захист IP66 для блока керування й IP55 у з'єднаному стані, IK08, робоча температура від −30 до +55 °C.
• Lite DHI-ICS-A070G-H6A — однофазна настінна станція на 7 кВт і 32 А з роз'ємом GB/T 20234.2. Струм регулюється від 6 до 32 А, запуск через застосунок, за розкладом або в режимі Plug & Play. IP66, від −30 до +60 °C.
• Compact DHI-ICS-A070E-H1J / -Z — однофазна станція на 7 кВт із роз'ємом Type 2 у кабельному або розетковому виконанні. Струм від 6 до 32 А, порт RS485 для CT-датчика та підтримка DLB.
• Compact DHI-ICS-A110E-H1J / -Z — трифазна станція на 11 кВт із роз'ємом Type 2.
• Compact DHI-ICS-A220E-H1J / -Z — трифазна станція на 22 кВт (400 В, до 32 А на фазу) з роз'ємом Type 2. Запуск через застосунок, RFID або Plug & Play, зв'язок через Wi-Fi 6, Ethernet і Bluetooth, 4G — опційно. Підтримує OCPP 1.6J, DLB і PV Green Power, захист IP55 та IK10, робоча температура від −30 до +50 °C.

Замовлення та комплектація в B2B-кабінеті

Додавайте зарядні станції Dahua D-VOLT до проєктних специфікацій і формуйте кошторис в особистому B2B-кабінеті VIATEC:

• актуальна наявність на складі в картках товарів;
• колонка з персональною партнерською ціною для розрахунку кошторису;
• доповнення специфікації кабелем, модульною автоматикою, мережевим обладнанням та джерелами живлення;
• резервування позицій під проєкт в один клік.

Щодо сумісності станцій з автомобілями, конфігурації DLB і підключення до OCPP-платформ звертайтеся до вашого персонального менеджера.