การวัดประสิทธิภาพพลังงานในสถานที่ทำงานของเครื่องชาร์จ EV แบบเร็ว

บทนำ

เครื่องชาร์จรถยนต์ไฟฟ้า (EV) คือฮีโร่ที่อยู่เบื้องหลังอนาคตที่ยั่งยืนของการเปลี่ยนเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยรถยนต์ไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องชาร์จแบบเร็วหรือที่รู้จักในชื่อเครื่องชาร์จแบบ DC ครองตำแหน่งที่โดดเด่นในอุตสาหกรรม โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความจุของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ายังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความสามารถของแบตเตอรี่ที่เพิ่มขึ้นอย่างมากได้เพิ่มความต้องการเครื่องชาร์จ EV แบบเร็ว เนื่องจากเครื่องชาร์จแบบธรรมดา (AC) ใช้เวลาชาร์จนานเกินไป

เครื่องชาร์จแบบเร็ว (เครื่องชาร์จ DC) โดดเด่นจากเครื่องชาร์จทั่วไป (เครื่องชาร์จ AC) ในด้านการแปลงพลังงาน ซึ่งดำเนินการตามกระบวนการนี้ภายนอกรถยนต์ ภายในตัวเครื่องชาร์จเอง วิธีการที่โดดเด่นนี้ส่งผลให้เอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าและแอมแปร์สูงขึ้น ซึ่งช่วยเร่งเวลาการชาร์จสำหรับ EV ได้อย่างมาก เวลาในการชาร์จทำให้เป็นทางเลือกที่ดียิ่งขึ้นในสิ่งอำนวยความสะดวกสาธารณะ

ในกระบวนการแปลงพลังงานภายในเครื่องชาร์จ EV แบบเร็ว การสูญเสียพลังงานไม่สามารถปฏิเสธได้ ในบทความนี้ เราจะดูการวัดประสิทธิภาพพลังงานในสถานที่จริงของเครื่องชาร์จ EV แบบเร็วและอุปกรณ์ที่จำเป็นสำหรับการวัดนี้

วัตถุประสงค์ในการวัด

เมื่อติดตั้งเครื่องชาร์จ EV แบบเร็ว ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงหมายถึงการสูญเสียพลังงานน้อยลง ตัวอย่างเช่น หากข้อกำหนดเฉพาะของเครื่องชาร์จระบุว่าประสิทธิภาพการแปลงพลังงานคือ 95% นั่นหมายความว่า 95% ของไฟ AC ที่จ่ายจากโครงข่ายจะถูกแปลงเป็นไฟ DC สำหรับกระบวนการชาร์จ

บางครั้ง แม้ว่าข้อมูลจำเพาะของเครื่องชาร์จ EV แบบเร็วจะระบุไว้บนกระดาษที่ 95% แต่ผลการวัด ณ สถานที่จริงอาจบอกอะไรที่แตกต่างออกไปได้ ตัวอย่างเช่น หากผลการวัดประสิทธิภาพพลังงานที่ไซต์งานอยู่ที่ 70% หมายความว่า 30% ของพลังงานจะสูญเปล่าในระหว่างกระบวนการแปลง ซึ่งจะส่งผลให้ผู้บริโภคใช้เวลาชาร์จนานขึ้น เช่นเดียวกับค่าไฟฟ้าที่สูงขึ้นอย่างมากสำหรับเจ้าของเครื่องชาร์จ EV สถานการณ์นี้ไม่ชนะทั้งผู้บริโภคและเจ้าของอุปกรณ์ชาร์จ ดังนั้น การวัดประสิทธิภาพการแปลงพลังงานนอกสถานที่จึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องชาร์จ EV ทำงานได้ตรงตามข้อกำหนดของผู้ผลิต และอาจใช้เป็นข้อพิสูจน์ได้ว่าเครื่องชาร์จที่เจ้าของเลือกเป็นการลงทุนที่ดีเยี่ยม

ตัวอย่างการดำเนินการวัดประสิทธิภาพเครื่องชาร์จเร็ว EV นอกสถานที่

วิธีการวัดอาจแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศหรือตามผู้ติดตั้งเครื่องชาร์จ แต่นี่คือตัวอย่างวิธีการแปลงประสิทธิภาพพลังงานของเครื่องชาร์จ EV อย่างรวดเร็วในสถานที่สำหรับพันธมิตร ของฮิโอกิ ในระหว่างขั้นตอนการติดตั้ง EV ซึ่งทำหน้าที่เป็นโหลดจะถูกชาร์จโดยใช้เครื่องชาร์จ เครื่องวิเคราะห์กำลัง ฮิโอกิ บันทึกข้อมูลการวัด รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างวิธีการเชื่อมต่อ ในการดำเนินการวัด ตัวเครื่องของเครื่องชาร์จแบบเร็วถูกเปิดออก จากนั้นทำการเชื่อมต่อระหว่างแผงวงจรของอุปกรณ์ชาร์จกับอุปกรณ์ที่ด้านกริด (ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส) และด้านไฟฟ้ากระแสตรงที่แปลงแล้ว ระยะเวลาในการวัดจะแตกต่างกันไป ตั้งแต่ 15 นาทีถึงหนึ่งชั่วโมง ขึ้นอยู่กับประเภทของยานพาหนะและสถานะการชาร์จ (SOC)

ข้อความแสดงแทน

รูปที่ 1 พันธมิตร ของฮิโอกิ วัดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องชาร์จ EV แบบเร็ว

ตารางที่ 1 แสดงตัวอย่างพารามิเตอร์การวัด พร้อมด้วยวัตถุประสงค์และความท้าทายของพารามิเตอร์การวัดที่ผู้ติดตั้งต้องเผชิญ โปรดทราบว่าพารามิเตอร์อาจแตกต่างกันไปตามข้อบังคับของประเทศ ผู้ติดตั้งเครื่องชาร์จ EV และความต้องการของเจ้าของ

ตารางที่ 1: พารามิเตอร์การวัด วัตถุประสงค์ และความท้าทาย

พารามิเตอร์วัตถุประสงค์ความท้าทาย
กำลัง แรงดันไฟฟ้า กระแส ประสิทธิภาพการแปลงไฟ AC เป็น DC ตัวประกอบกำลังเพื่อตรวจสอบความสามารถในการชาร์จ ประสิทธิภาพการแปลงพลังงาน และความถูกต้องของข้อมูลจำเพาะ
  • การวัดวงจร AC และ DC 3 เฟสพร้อมกัน
  • การวัดกระแสสูง (100 A และสูงกว่า) เนื่องจากความต้องการของตลาดสำหรับกระบวนการชาร์จที่เร็วขึ้น
ฮาร์มอนิกและ THD
  • เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีปัญหาคุณภาพไฟฟ้า
  • เพื่อยืนยันประสิทธิภาพการชาร์จที่ดีขึ้นโดยตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีระดับฮาร์โมนิคต่ำซึ่งส่งผลให้ไม่มีประสิทธิภาพ
ความสามารถในการวัดแบนด์วิดท์ความถี่สูงเพื่อจับฮาร์โมนิคและซูปราฮาร์โมนิกชดเชย
แรงดันและกระแสกระเพื่อม DC
  • เพื่อให้แน่ใจว่าระลอกคลื่นจะไม่ทำให้แบตเตอรี่ของลูกค้าเสียหาย
  • เพื่อให้แน่ใจว่าระลอกคลื่นจะไม่สร้างความเสียหายให้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความละเอียดอ่อนใน EV ของลูกค้า
  • เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพการแปลงจะไม่ลดลงตามระลอกคลื่นซึ่งส่งผลให้ประสิทธิภาพการแปลงไม่มีประสิทธิภาพผ่านการสร้างความร้อน
  • ความสามารถในการวัดแรงดันและกระแสที่น้อยมาก
  • เครื่องมือวัดที่เป็นไปตามมาตรฐานและข้อกำหนด

เพื่อทำการตรวจวัดนอกสถานที่อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องวิเคราะห์กำลังที่เลือกสำหรับแอปพลิเคชันนี้ควรพกพาได้สะดวกและพกพาสะดวก ในสนาม ผู้ติดตั้งจะบันทึกผลการวัด ซึ่งจะถูกนำเสนอต่อทั้งเจ้าของและผู้ให้บริการสาธารณูปโภค ข้อมูลนี้ทำหน้าที่เป็นข้อพิสูจน์ว่าการติดตั้งทำได้ถูกต้องและไม่ได้ก่อให้เกิดอันตรายใดๆ ต่อด้านแหล่งจ่ายไฟ

โซลูชันการวัดประสิทธิภาพพลังงานของเครื่องชาร์จ EV แบบรวดเร็วในสถานที่ ของฮิโอกิ

ฮิโอกิ แนะนำให้ใช้เครื่องวิเคราะห์พลังงาน PW3390 เพื่อดำเนินการวัดประสิทธิภาพพลังงานนอกสถานที่สำหรับเครื่องชาร์จ EV แบบเร็ว ต่อไปนี้เป็นประเด็นสำคัญสามประการที่เน้นย้ำว่าเหตุใด PW3390 จึงเป็นเครื่องมือที่ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันนี้:

  • 1. ความแม่นยำที่ไม่มีใครเทียบได้ในรูปแบบกะทัดรัด
  • 2. ความสามารถในการวัดแบบวงกว้าง
  • 3. การสร้างรายงานทันทีและง่ายดาย

1. ความแม่นยำที่ไม่มีใครเทียบได้ในรูปแบบกะทัดรัด

เนื่องจากความสะดวกในการพกพาและความสามารถในการวัดกำลังไฟฟ้าในสถานที่ทำงานได้อย่างแม่นยำ PW3390 จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานประเภทนี้ ตารางที่ 2 แสดงภาพรวมข้อมูลจำเพาะของ PW3390

ตารางที่ 2: ภาพรวมข้อมูลจำเพาะของ PW3390

รายการข้อกำหนดพื้นฐาน
ช่อง4 ช่อง เหมาะสำหรับการวัดประสิทธิภาพพลังงาน AC 3 เฟสและ DC พร้อมกัน
  • ความแม่นยำพื้นฐานสำหรับกำลัง 50/60 Hz
  • ความแม่นยำพื้นฐานสำหรับไฟ DC
  • กำลังไฟฟ้าที่ใช้งาน (50/60 Hz): ±0.04 % rdg ±0.05 % เอฟเอส
  • กำลังไฟฟ้าที่ใช้งาน (DC): ±0.05% rdg. ±0.07% เอฟเอส
ช่วงการวัดกำลัง1.5000 วัตต์ ถึง 90.00 เมกะวัตต์
ช่วงการวัดแรงดัน15 ถึง 1500 V, 7 ช่วง
ช่วงการวัดปัจจุบัน0.1 A ถึง 20 kA (ขึ้นอยู่กับเซนเซอร์กระแสไฟฟ้า)
ขนาดและน้ำหนักกว้าง 340 มม. (13.39 นิ้ว) × 170 มม. (6.69 นิ้ว) สูง × 156 มม. (6.14 นิ้ว) ลึก, 4.6 กก. (162.3 ออนซ์)

ข้อความแสดงแทน

อย่าลืมว่า PW3390 ใช้วิธีการแคลมป์เซนเซอร์สำหรับการวัดกระแสไฟฟ้า สำหรับการใช้งานเฉพาะนี้ เราขอแนะนำหัววัดกระแส AC/DC CT6845A เนื่องจากขนาดตัวนำที่วัดได้มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 50 มม. และกระแสไฟที่วัดได้สูงถึง 500 A การใช้วิธีแคลมป์เซ็นเซอร์สำหรับการใช้งานนี้ทำให้ทำนอกสถานที่ได้ การวัดค่าทำได้ง่ายกว่ามากและช่วยให้การวัดกระแสสูงทำได้อย่างแม่นยำในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่กว้าง

นอกเหนือจากแคลมป์เซนเซอร์ที่กล่าวมา ฮิโอกิ ยังมีเซ็นเซอร์กระแส AC และ AC/DC ที่หลากหลายในขนาดและช่วงกระแสที่แตกต่างกัน (ดูตารางที่ 3)

ตารางที่ 3. เซ็นเซอร์กระแสอื่น ๆ ที่แนะนำสำหรับการทดสอบเครื่องชาร์จ

เซ็นเซอร์ปัจจุบันเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำที่วัดได้จัดอันดับปัจจุบัน
เซ็นเซอร์กระแสไฟ AC แบบยืดหยุ่น CT7045(*1)φ 180 มม. (7.09 นิ้ว)6000 A AC
โพรบวัดกระแสไฟ AC/DC CT6843Aแม็กซ์ φ 20 มม. (0.79 นิ้ว)200 A AC/DC
โพรบวัดกระแสไฟ AC/DC CT6844Aแม็กซ์ φ 20 มม. (0.79 นิ้ว)500A AC/DC
โพรบวัดกระแสไฟ AC/DC CT6846Aสูงสุด φ 50 มม. (0.79 นิ้ว)1000A AC/DC
  • *1: จำเป็นต้องใช้สายแปลง CT9920

2. ความสามารถในการวัดแบบวงกว้าง

PW3390 มีการวิเคราะห์ฟังก์ชัน FFT ที่ครอบคลุมช่วงกว้างตั้งแต่ DC ถึง 200 kHz ความสามารถนี้ช่วยให้สามารถวิเคราะห์การวัดฮาร์โมนิค ซูปราฮาร์โมนิก และ THD ได้สูงสุดถึงลำดับที่ 100 นอกจากนี้ ความสามารถในการวัดย่านความถี่กว้างยังขยายไปถึงการประเมินแรงดันและกระแส DC ริปเปิล ทำให้เหมาะสำหรับการวัดกระแสริปเปิลของเครื่องชาร์จ EV แบบเร็วภายในช่วง 200 kHz ซึ่งสอดคล้องกับมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง

3. การสร้างรายงานทันทีและง่ายดาย

GENNECT One (ซอฟต์แวร์ฟรี) ช่วยให้รวบรวมข้อมูลจาก PW3390 ได้อย่างง่ายดาย ซอฟต์แวร์ช่วยให้คุณบันทึกข้อมูลการวัดเพื่อให้คุณสามารถสังเกตแนวโน้มการวัดได้แบบเรียลไทม์ คุณยังสามารถบันทึกข้อมูลการวัดและสร้างรายงานได้ทันทีที่สามารถนำเสนอต่อเจ้าของและบริษัทสาธารณูปโภคเพื่อเป็นหลักฐานว่าการติดตั้งดำเนินการอย่างถูกต้องและไม่ส่งผลให้เกิดปัญหาคุณภาพไฟฟ้า

ข้อความแสดงแทน

ในที่สุด

ด้วยการมุ่งเน้นที่เพิ่มขึ้นไปที่ EV จากมุมมองของการปกป้องสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องชาร์จแบบเร็วจึงเป็นเกณฑ์การวัดและประเมินผลที่สำคัญซึ่งขาดไม่ได้สำหรับการใช้ EV ต่อไป เครื่องวิเคราะห์พลังงาน PW3390 และแคลมป์เซ็นเซอร์ ของฮิโอกิ เป็นอุปกรณ์ตรวจวัดที่ดีที่สุดสำหรับการวัดเครื่องชาร์จ EV แบบรวดเร็วในสถานที่ เนื่องจากพกพาสะดวก ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า และสร้างรายงานได้ง่าย ตรวจสอบหน้าผลิตภัณฑ์ PW3390 หรือ พูดคุย กับผู้เชี่ยวชาญของเราสำหรับข้อมูลผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม

รายการ ผลิตภัณฑ์ ที่เกี่ยวข้อง