Laadpunt

Project Laadpunt
Een laadpunt voor elektrische auto's @Revspace
Status	In progress
Contact	merethan
Last Update	2018-02-06

Er komen meer en meer elektrische auto's op de Nederlandse wegen. Een groot nadeel van deze voertuigen is dat accu's in vergelijking met een brandstoftank nog altijd wat beperkt zijn in hoeveel energie ze kunnen vasthouden. Om lekker rond te kunnen karren heb je dus wat vaker toegang nodig tot een stopcontact dan dat je een brandstof auto moet tanken. Niet alleen vaker, maar ook langer, want het laden duurt even.

Omdat het laden even duurt is het daarom handig een stopcontact te hebben op de plek waar je heen gaat. Terwijl je ergens bent kan je auto dan opladen. Revspace is zo'n plek waar ik regelmatig ben, maar tot nu toe geen "echt" laadpunt was.

Sinds september 2016 heb ik een Renault Twizy. Daar heb je eigenlijk geen "echt" laadpunt voor nodig, want hij laad slechts met 230VAC 10A (enkele fase). Er zit dan ook een doodnormale Schuko stekker aan, en niet de voor auto's bekende Mennekes Type 2. Wanneer ik wat laag aan de acculading zat deed ik mijn Twizy dan ook via een normaal (geschikt) verlengsnoer opladen bij Revspace. Vanaf het begin waren er al geluiden dat dit problemen kon gaan geven omdat het niet echt als "fair use" te verkopen valt aan de partij waarvan Revspace het pand van huurt. Maar gezien de Twizy niet een "echte" auto was en ik het niet heel vaak deed, werd een oogje toe geknepen.

Sinds ergens begin 2018 heeft mux echter ook een elektrische kar, namelijk een 1st gen. Nissan Leaf (binnenkort met extra 18650's uitgerust). Toen die ook kwam laden was de pand eigenaar "not amused". Nu er meer en ook serieuze elektrische auto's Revspace aandoen, hebben we dus een "echt" laadpunt nodig, die stroom per "klant" afrekent; gezien het significante stroomverbruik tijdens het laden van voertuigen kan dit niet meer onder de elektra fair use policy van de rest van de space geschaard worden.

Het laadpunt

Momenteel zijn er twee laadpunten in bouw. Mux heeft er voor gekozen allerhande spulletjes uit China over te laten komen, en uit componenten zelf iets te fabriceren. Ik (merethan) heb er voor gekozen naar een tweede hands of kapotte op zoek te gaan, en die net zo lang te hacken tot het doet wat ik wil. Ik heb wat rond gezocht en gemaild, waarna ik reactie van laadpunt.nl heb gekregen. Die hadden nog een ingeruilde liggen, die ik voor een relatief zacht prijsje mocht overnemen, mits ik er ook echt wat boeiends mee ging doen. Dank aan laadpunt.nl daarvoor.

Keba P20

De Keba P20 gekocht door merethan

Het apparaat betreft een Keba KeContact P20. Hij heeft reeds ruim 2 jaar dienst gedaan bij de vorige eigenaar. De vorige eigenaar heeft 'em ingeruild voor een nieuwer en geavanceerder model, naar verluid omdat hij/zij meer management opties wilde.

Keba AG

Keba AG. is een Oostenrijks bedrijf wat actief is in meerdere markten. Voor ze laadpalen zijn gaan maken deden ze al allerhande andere automatisering, waaronder machines voor plastic gieten, metaalbewerking, kluisjessystemen en bankautomaten (flappentappen & contant deposit).

Specs & features

De Keba P20 geopend

Het volledige modelnummer is: KC-P20-ES240010-00R. De installatiehandleiding bevat een handig tabelletje om dat te decoderen. Het komt neer op het volgende: KeContact, model P20, Europese uitvoering, met een Socket (ipv vaste kabel), 2 = Mennekes Type-2, 4 = 32A versie, 00 = 0 meter kabel (duh), 1 = b-series model, 0 = "Contactor" electrics, 00R = met RFID uitgevoerd.

Het betreft dus, gezien het 3-fase 230V op 32A is, een 22kW laadpunt.

Naast features die specifiek zijn voor dit model, zijn er ook nog wat algemene features:

• PLC (Power Line Communication) met de auto dmv GreenPhy protocol
• Enable-input (terminal X1)
• Vrij/bezet status output (terminal X2)
• Ethernet poort (terminal X3)

RFID

Mifare/ISO14443/ISO15693. RFID functionaliteit wordt verzorgd door een ddm Hopt+Schuler 881 module (datasheet)

Installatie

Het apparaat moet upstream afgezekerd worden met een automaat die bij de specs van de bekabeling past en een eigen aardlekschakelaar. Ook moet het maximale laadvermogen dmv DIP-switches ingesteld worden, zodat de paal dit kan communiceren aan de auto.

Bediening

Er zijn meerdere manieren om het apparaat te laten functioneren. De methode bij de door mij gekochte uitvoering is door RFID-tags in te programmeren en die te gebruiken als sleutel. Bij Revspace willen we echter alles met de blitse Secure_iButton doen, er moet dus op een manier een iButton lezer in. Dit extra circuit moet het laadpunt kunnen vertellen wanneer een deelnemer zich geauthenticeerd heeft en het laden mag beginnen. Ook moet het extra circuit op een manier de laadpaal kunnen bevragen hoeveel energie er verbruikt is.

Enable-input

De enable-input (X1) is niet bruikbaar. Deze input schakelt het laadcircuit wel aan of uit, maar voorkomt aankoppelen niet. Dus als de enable-input onderbroken (uit) is, en iemand koppelt een kabel aan, dan wordt die wel gelocked en begint initialisatie, maar laden begint pas als je X1 kortsluit. (Dat zou je kunnen gebruiken icm een zonnepanelen systeem, zodat je enkel overcapaciteit in je auto laad.) De enable-input is dus geen access control systeem.

Ethernet

UDP input

Keba laadpunten ondersteunen volgens de manual ook een setje commando's die je via ethernet kunt sturen. Dit zijn simpele tekst-gebaseerde commando's over UDP, op poort 7090. De IP instellingen zijn te regelen met de DIP-switches. Momenteel gebruikt het apparaat 192.168.25.11 als adres. Open een shell met 'netcat -l -p 7090 -u -b 192.168.25.11 7090' om te luisteren en ga in een andere shell commando's sturen met 'echo -n "[command]" | netcat -q 0 -u 192.168.25.11 7090', en je bent in business.

Het jammere is alleen dat de door mij gekochte versie het instapmodel is, en daarom vrijwel geen commando's ondersteund. Dit is waarschijnlijk slechts een upselling scheme wat enkel in de software verankerd is, maar voor nu even waar we het mee moeten doen. De enige commando's waar mijn model zover op gereageerd heeft is i, waarop hij antwoord met "Firmware":"KEBA P20 v 2.5a3 (160613-061001)", en report 1, waarop je iets meer info terug krijgt. En dat was het.

UDP output

De ethernetpoort is niet geheel waardeloos, want hij doet wel nuttige UDP broadcasts. Bij elke status verandering doet hij een bijpassende broadcast met de veranderde waarden. Denk aan de toestand van het apparaat (wachten/aankoppelen/laden etc.), het koppelen/ontkoppelen van de kabel en/of auto, wanneer er authorisatie is (RFID/sleutel/UDP/enable) en een verandering in hoeveelheid geleverde energie. (Zie de UDP programmers guide voor een overzicht & uitleg.)

OCPP

Het apparaat lijkt iets van "communication hub mode" ofzo met een KeContact C10 communication hub te kunnen via OCPP? Geen idee wat het verder is, maar wellicht verder te onderzoeken.

RFID

Er zit voor access control waarschijnlijk niets anders op dan de RFID module er uit te halen en de antwoorden van die module te emuleren. Hij zit via RS232 TTL aan de rest vast en heeft een manual, dus met wat logic analyzer magic, RTFM en proberen moet dat wel te gebruiken zijn als aansluit interface voor eigen access control (iButtons).

Reverse-engineering

Initieel ligt de focus op het realiseren van een laadpunt. Later gaan we de hardware en software nog reverse-engineeren. Voor shits & giggles, en wie weet wat er allemaal nog mogelijk blijkt.

Paar losse flarden info:

• lwIP (lightweight IP) TCP/IP stack
• Contiki als OS?