Medição de eficiência energética no local de um carregador rápido EV
Introdução
Os carregadores de veículos elétricos (VE) são os heróis desconhecidos por trás de um futuro sustentável de substituição eficaz do motor de combustão interna por VE. Os carregadores rápidos, também conhecidos como carregadores DC, assumiram uma posição de destaque na indústria, especialmente à medida que a capacidade das baterias de veículos elétricos continua a aumentar. O aumento substancial nas capacidades das baterias aumentou a necessidade de carregadores rápidos de VE, uma vez que os carregadores convencionais (CA) simplesmente demorariam demasiado tempo a carregar.
Os carregadores rápidos (carregadores DC) distinguem-se dos carregadores normais (carregadores AC) na sua abordagem à conversão de energia, executando este processo fora do veículo, dentro da própria unidade de carregamento. Este método distinto resulta numa saída de tensão e amperagem mais elevada, acelerando significativamente o tempo de carregamento dos VEs. O tempo de carregamento torna-os uma escolha mais favorável em instalações públicas.
No processo de conversão de energia dentro do carregador rápido EV, a perda de energia não pode ser negada. Neste artigo, daremos uma olhada na medição de eficiência energética no local de um carregador rápido EV e nos equipamentos necessários para esta medição.
Finalidade da medição
Ao instalar um carregador rápido EV, a alta eficiência de conversão de energia significa menos perda de energia. Por exemplo, se as especificações do carregador especificarem que a eficiência de conversão de energia é de 95%, isso significa que 95% da energia CA fornecida pela rede é convertida em energia CC para o processo de carregamento.
Às vezes, mesmo que as especificações do carregador EV rápido sejam avaliadas em 95% no papel, o resultado da medição no local pode dizer algo diferente. Por exemplo, se o resultado da medição de eficiência energética no local for de 70%, significa que 30% da energia é desperdiçada durante o processo de conversão. Isto resultará num tempo de carregamento mais longo para o consumidor, bem como em contas de eletricidade substancialmente mais elevadas para o proprietário do carregador EV. É uma situação sem saída tanto para o consumidor como para o proprietário do carregador. Portanto, medir a eficiência de conversão de energia no local é essencial para garantir que o carregador EV funciona de acordo com os requisitos do fabricante e pode servir como prova de que o carregador selecionado pelo proprietário é um excelente investimento.
Exemplo de realização de medição de eficiência no local do carregador rápido EV
O método de medição pode variar em diferentes países ou dependendo do instalador do carregador, mas aqui está um exemplo de como uma conversão rápida de eficiência energética do carregador EV foi realizada no local para um dos parceiros Hioki's. Durante o processo de instalação, um VE, que serviu de carga, foi carregado através do carregador. Um analisador de potência Hioki registrou os dados de medição. A Figura 1 mostra um exemplo de como as conexões foram feitas. Para realizar a medição, a caixa do carregador rápido foi aberta. As conexões foram então feitas entre o painel de circuito do carregador e o instrumento, no lado da rede (CA trifásico) e no lado CC convertido. A duração da medição variou, variando de 15 minutos a uma hora, dependendo do tipo de veículo e do seu estado de carga (SOC).
Fig. 1 Parceiro Hioki's medindo a eficiência energética do carregador rápido EV
A Tabela 1 mostra um exemplo de parâmetros de medição, juntamente com a finalidade e os desafios desses parâmetros de medição enfrentados pelo instalador. Observe que os parâmetros podem diferir de acordo com os regulamentos do país, o instalador do carregador EV e as preferências do proprietário.
Tabela 1: Parâmetros de medição, objetivos e desafios.
| Parâmetros | Finalidades | Desafios |
|---|---|---|
| Potência, tensão, corrente, eficiência de conversão de energia CA para CC, fator de potência | Para verificar a capacidade de carregamento, eficiência de conversão de energia e exatidão das especificações. |
|
| Harmônicos e THD |
| Capacidade de medição de largura de banda de alta frequência para capturar componentes harmônicos e supra-harmônicos |
| Tensão e corrente de ondulação DC |
|
|
Para realizar medições no local de forma eficaz, o analisador de potência selecionado para esta aplicação deve ser portátil e fácil de transportar. No campo, o instalador registra os resultados da medição, que são então apresentados ao proprietário e ao prestador de serviços públicos. Esses dados servem como prova de que a instalação foi feita corretamente e também não causou nenhum dano ao lado da fonte de alimentação.
Soluções de medição de eficiência de energia de carregador rápido EV no local Hioki's
Para realizar medições de eficiência energética no local para um carregador rápido EV, Hioki recomenda o analisador de energia PW3390. Aqui estão três pontos principais que destacam porque o PW3390 é a melhor ferramenta para esta aplicação:
- 1. Precisão insuperável em formato compacto
- 2. Compatibilidade de medição de banda larga
- 3. Geração de relatórios instantânea e sem esforço
1. Precisão insuperável em formato compacto
Devido à sua portabilidade e à capacidade de realizar medições de potência com precisão no local, o PW3390 é ideal para esta aplicação. A Tabela 2 mostra uma visão geral das especificações do PW3390.
Tabela 2: Visão geral das especificações do PW3390
| Unid | Especificações básicas |
|---|---|
| Canais | 4 canais, perfeitos para medição simultânea de eficiência de energia CA trifásica e CC. |
|
|
| Faixa de medição de potência | 1,5000 W a 90,00 MW |
| Faixa de medição de tensão | 15 a 1500 V, 7 faixas |
| Faixa de medição atual | 0,1 A a 20 kA (depende do sensor de corrente) |
| Dimensões e peso | 340 mm (13,39 pol.) L x 170 mm (6,69 pol.) A x 156 mm (6,14 pol.) P, 4,6 kg (162,3 onças) |
Sem esquecer que o PW3390 adota o método de sensor de pinça para medição de corrente. Para esta aplicação específica, recomendamos a sonda de corrente CA/CC CT6845A, pois seu tamanho de condutor mensurável é de até 50 mm de diâmetro e a corrente mensurável é de até 500 A. O uso do método de sensor de pinça para esta aplicação torna o local a medição é muito mais fácil e permite que medições de alta corrente sejam feitas com precisão em uma ampla faixa de temperatura operacional.
Além do sensor de pinça mencionado, Hioki também oferece uma ampla gama de sensores de corrente CA e CA/CC de diferentes tamanhos e faixas de corrente. (Ver Tabela 3)
Tabela 3. Outros sensores de corrente recomendados para teste de carregador
| Sensor atual | Diâmetro do condutor mensurável | Corrente nominal |
|---|---|---|
| Sensor de corrente flexível AC CT7045(*1) | φ 180 mm (7,09 pol.) | 6000 A CA |
| Sonda de Corrente AC/DC CT6843A | Máx. φ 20 mm (0,79 pol.) | 200 A CA/CC |
| Sonda de Corrente AC/DC CT6844A | Máx. φ 20 mm (0,79 pol.) | 500 A CA/CC |
| Sonda de Corrente AC/DC CT6846A | Máx. φ 50 mm (0,79 pol.) | 1000 A CA/CC |
- *1: É necessário o cabo de conversão CT9920
2. Compatibilidade de medição de banda larga
O PW3390 possui análise de função FFT que cobre uma ampla faixa de DC a 200 kHz. Esse recurso permite a análise de medições de harmônicos, supra-harmônicos e THD até a 100ª ordem. Além disso, a capacidade de medição de banda larga se estende à avaliação da tensão e corrente de ondulação CC, tornando-a adequada para medir a corrente de ondulação de carregadores rápidos de veículos elétricos na faixa de 200 kHz, alinhando-se com os padrões relevantes.
3. Geração de relatórios instantânea e sem esforço
GENNECT One (software gratuito) permite fácil coleta de dados do PW3390. O software permite registrar os dados de medição para que você possa observar as tendências de medição em tempo real. Você também pode registrar os dados de medição e gerar instantaneamente um relatório que pode ser apresentado ao proprietário e à concessionária como prova de que a instalação foi realizada corretamente e não resultou em problemas de qualidade de energia.
Finalmente
Com o foco crescente nos VE na perspetiva da proteção ambiental, a eficiência energética dos carregadores rápidos é um importante critério de medição e avaliação indispensável para promover a utilização de VE. O analisador de energia PW3390 Hioki's e os sensores de pinça são os melhores dispositivos de medição para medição rápida de carregadores EV no local devido à sua portabilidade, desempenho elétrico e facilidade de criação de relatórios. Verifique a página do produto PW3390 ou fale com nosso especialista para obter informações adicionais sobre o produto.
