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電動汽車快充高精度功率的測量方案
閱讀：97 發(fā)布時(shí)間：2024-12-24隨著電動汽車的迅猛普及，充電樁如雨后春筍般涌現(xiàn)！近來開發(fā)的快速充電器，其電壓范圍是從500Vdc到1000Vdc，電流范圍是從100到幾百Adc，工程師們?nèi)绾瓮ㄟ^對高電壓和大電流的高精度測量來評估其性能？今天就來揭秘這一測試場景的解決方案。
充電器內(nèi)部有多種轉(zhuǎn)換電路，因此抑制轉(zhuǎn)換過程中的損耗以及確認(rèn)高次諧波電流的各次失真率和總諧波失真率（THD）就顯得尤為重要。
橫河高精度功率分析儀WT5000針對有關(guān)電動汽車快速充電設(shè)備的高精度測量課題，有專屬的解決方案，接下來我們將為您介紹功率分析儀用于電動汽車快充高精度功率的測量方案：
一、±0.03%的高精度功率測試
作為一款超高等級測量精度的專業(yè)設(shè)備，其高達(dá)±0.03%（50/60 Hz）的配置可為電動汽車充電器的轉(zhuǎn)換效率測試提供堅(jiān)實(shí)的保障。同時(shí)設(shè)備所采用的模塊化結(jié)構(gòu)輸入元件，可較多實(shí)現(xiàn)7路輸入的設(shè)計(jì)，正是橫河在多年研發(fā)經(jīng)驗(yàn)之上將高精度的測量電路裝入緊湊的輸入元件內(nèi)部的真實(shí)寫照。
此外，用戶還可根據(jù)不同的測試需求自行從三種類型的元件中（額定輸入30A、額定輸入5A、電流傳感器輸入專用）選擇，以完成自行更換或擴(kuò)展。
二、高電壓、大電流測試，輕松應(yīng)對
隨著人們對電動汽車充電速度的要求越來越高，其充電器的輸出功率以及電流電壓也在逐年增加，甚至出現(xiàn)了數(shù)百kW級的充電器。
面對嚴(yán)峻復(fù)雜的測試挑戰(zhàn)，WT5000以高精度刷新您對高電壓、大電流的測試體驗(yàn)。WT5000的MAX輸入電壓為1500 Vdc，配以圖1所示的AC/DC電流傳感器以及圖2的連接方式，一臺儀器就能測量MAX2000 Arms（3000 Apeak）的電流。此外，橫河WT5000不僅可以通過搭載較多7個(gè)功率模塊的方式測得單相×7個(gè)系統(tǒng)，或多個(gè)單相和三相功率的系統(tǒng)，還能一鍵獲取直流電壓、交流電壓、功率因數(shù)、THD、輸入輸出效率等高精度參數(shù)。
而在傳感器方面，WT5000也頗具優(yōu)勢，其所配置的可分割核芯部分的大容量分芯電流傳感器，能根據(jù)工程師們的不同測試用途進(jìn)行區(qū)分使用，無論是在開發(fā)階段還是現(xiàn)場安裝后的維護(hù)階段，用戶均可連接必要的配線進(jìn)行測量。
圖1 AC/DC電流傳感器
圖2 功率分析儀和AC/DC電流傳感器
三、功率因數(shù)等項(xiàng)目的測試
一般情況下，電動汽車通過非機(jī)載充電器將電網(wǎng)所提供的50Hz/60Hz交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并為電動汽車的電池供電。同時(shí)由于交流電的功率值會因電壓、電流及相位差而變化，因此若要滿足快充系統(tǒng)的運(yùn)行則勢必需要增加供電量，并盡量消除相位差、抑制高次諧波，使功率因數(shù)接近1。
在上述過程中WT5000不僅可以通過PFC電路測量功率值，還能如圖3界面所示同步計(jì)算功率因數(shù)、電壓、電流、有功功率、視在功率和無功功率，便于用戶實(shí)時(shí)確認(rèn)各項(xiàng)目的變化。
圖3 電壓、電流、功率因數(shù)、THD等的顯示示例
四、AC/DC、DC/AC轉(zhuǎn)換的效率測試
電動汽車的快速充電器一般是通過AC/DC轉(zhuǎn)換、DC/AC轉(zhuǎn)換等多個(gè)轉(zhuǎn)換電路為電池供應(yīng)直流電。在這層層遞進(jìn)的過程中，如何在電路設(shè)計(jì)上盡可能減少功率損耗就顯得極為重要。此時(shí)用戶不妨參照圖4，使用以多通道輸入著稱的WT5000，即可在確保精度的基礎(chǔ)上高效完成各電路的效率測試。
圖4 非機(jī)載充電器的概要
四、累積電能、累積電流量測試
如圖5所示，WT5000配備了測量長時(shí)間的耗電量（Wh）和消耗電流（Ah）的累積功能。其中累積功能還包括有功功率的累積（電能）、電流的累積（電流量）、視在功率的累積（視在電能）以及無功功率的累積（無功電能）。
此外，累積功能還搭載有兩種模式，一種是測量電池等的充放電的模式，另一種是測量交流電的售電和購電的模式。
圖5 累積功率、累積電流的測量畫面示例
【累積功能的說明】
1、充放電模式 (Charge/Discharge)
2、測量直流電（各樣本數(shù)據(jù)）不同極性的電能
3、售電、購電模式 (Sold/Bought)
4、測量交流電（各數(shù)據(jù)更新周期）不同極性的電能
5、與累積功能相關(guān)的測量項(xiàng)目
五、通過連續(xù)測量確認(rèn)測試異常
當(dāng)需要長時(shí)間連續(xù)測量電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)時(shí)，用戶不妨打通軟硬件的測試壁壘利用IS8000集成軟件平臺實(shí)時(shí)確認(rèn)并保存功率參數(shù)及其發(fā)展趨勢。若用戶想進(jìn)一步觀測并保存功率的波形和數(shù)據(jù)，則可開啟WT5000的/DS(數(shù)據(jù)流)功能解鎖更多測試體驗(yàn)，如圖6、7所示用戶可用1臺WT5000時(shí)刻確認(rèn)放大功率值發(fā)生異常處的波形數(shù)據(jù)。
圖6 通過IS8000顯示電壓、電流和功率趨勢
圖7 通過放大功率值下降部分確認(rèn)異常波形
相信通過上文的介紹，您是不是對快速充電設(shè)備的高精度功率測量有了更深的了解呢？如在功率分析儀用于電動汽車快充高精度功率的測量方案過程中遇到任何難題或疑問，歡迎您隨時(shí)聯(lián)系我們在線客服！