電動(dòng)汽車(chē)快充高精度功率的測(cè)量方案

        隨著電動(dòng)汽車(chē)的迅猛普及，充電樁如雨后春筍般涌現(xiàn)！近來(lái)開(kāi)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^(guò)對(duì)高電壓和大電流的高精度測(cè)量來(lái)評(píng)估其性能？今天就來(lái)揭秘這一測(cè)試場(chǎng)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(guò)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(duì)有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)快速充電設(shè)備的高精度測(cè)量課題，有專(zhuān)屬的解決方案，接下來(lái)我們將為您介紹功率分析儀用于電動(dòng)汽車(chē)快充高精度功率的測(cè)量方案：

一、±0.03%的高精度功率測(cè)試

       作為一款超高等級(jí)測(cè)量精度的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，其高達(dá)±0.03%（50/60 Hz）的配置可為電動(dòng)汽車(chē)充電器的轉(zhuǎn)換效率測(cè)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(cè)量電路裝入緊湊的輸入元件內(nèi)部的真實(shí)寫(xiě)照。

       此外，用戶(hù)還可根據(jù)不同的測(cè)試需求自行從三種類(lèi)型的元件中（額定輸入30A、額定輸入5A、電流傳感器輸入專(zhuān)用）選擇，以完成自行更換或擴(kuò)展。

二、高電壓、大電流測(cè)試，輕松應(yīng)對(duì)

       隨著人們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電速度的要求越來(lái)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(jí)的充電器。

       面對(duì)嚴(yán)峻復(fù)雜的測(cè)試挑戰(zhàn)，WT5000以高精度刷新您對(duì)高電壓、大電流的測(cè)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(tái)儀器就能測(cè)量MAX2000 Arms（3000 Apeak）的電流。此外，橫河WT5000不僅可以通過(guò)搭載較多7個(gè)功率模塊的方式測(cè)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(shì)，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(cè)試用途進(jìn)行區(qū)分使用，無(wú)論是在開(kāi)發(fā)階段還是現(xiàn)場(chǎng)安裝后的維護(hù)階段，用戶(hù)均可連接必要的配線進(jìn)行測(cè)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(cè)試

       一般情況下，電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)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(dòng)汽車(chē)的電池供電。同時(shí)由于交流電的功率值會(huì)因電壓、電流及相位差而變化，因此若要滿(mǎn)足快充系統(tǒng)的運(yùn)行則勢(shì)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(guò)程中WT5000不僅可以通過(guò)PFC電路測(cè)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(wú)功功率，便于用戶(hù)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(cè)試

       電動(dòng)汽車(chē)的快速充電器一般是通過(guò)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(guò)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(hù)不妨參照?qǐng)D4，使用以多通道輸入著稱(chēng)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(cè)試。

圖4　非機(jī)載充電器的概要

四、累積電能、累積電流量測(cè)試

      如圖5所示，WT5000配備了測(cè)量長(zhǎng)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(wú)功功率的累積（無(wú)功電能）。

      此外，累積功能還搭載有兩種模式，一種是測(cè)量電池等的充放電的模式，另一種是測(cè)量交流電的售電和購(gòu)電的模式。

圖5　累積功率、累積電流的測(cè)量畫(huà)面示例

【累積功能的說(shuō)明】

1、充放電模式 (Charge/Discharge)

2、測(cè)量直流電（各樣本數(shù)據(jù)）不同極性的電能

3、售電、購(gòu)電模式 (Sold/Bought)

4、測(cè)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(cè)量項(xiàng)目

五、通過(guò)連續(xù)測(cè)量確認(rèn)測(cè)試異常

       當(dāng)需要長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)時(shí)，用戶(hù)不妨打通軟硬件的測(cè)試壁壘利用IS8000集成軟件平臺(tái)實(shí)時(shí)確認(rèn)并保存功率參數(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)。若用戶(hù)想進(jìn)一步觀測(cè)并保存功率的波形和數(shù)據(jù)，則可開(kāi)啟WT5000的/DS(數(shù)據(jù)流)功能解鎖更多測(cè)試體驗(yàn)，如圖6、7所示用戶(hù)可用1臺(tái)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(guò)IS8000顯示電壓、電流和功率趨勢(shì)

圖7　通過(guò)放大功率值下降部分確認(rèn)異常波形

      相信通過(guò)上文的介紹，您是不是對(duì)快速充電設(shè)備的高精度功率測(cè)量有了更深的了解呢？如在功率分析儀用于電動(dòng)汽車(chē)快充高精度功率的測(cè)量方案過(guò)程中遇到任何難題或疑問(wèn)，歡迎您隨時(shí)聯(lián)系我們?cè)诰€客服！