Medición in situ de la eficiencia energética de un cargador rápido para vehículos eléctricos
Introducción
Los cargadores de vehículos eléctricos (EV) son los héroes anónimos detrás de un futuro sostenible de sustitución eficaz del motor de combustión interna por vehículos eléctricos. Los cargadores rápidos, también conocidos como cargadores de CC, han ocupado una posición destacada en la industria, especialmente a medida que la capacidad de las baterías de los vehículos eléctricos sigue aumentando. El aumento sustancial de las capacidades de las baterías ha aumentado la necesidad de cargadores rápidos para vehículos eléctricos, ya que los cargadores convencionales (CA) simplemente tardarían demasiado en cargarse.
Los cargadores rápidos (cargadores DC) se diferencian de los cargadores normales (cargadores AC) por su enfoque de conversión de energía, ejecutando este proceso fuera del vehículo, dentro de la propia unidad de carga. Este método distintivo da como resultado una mayor tensión y amperaje de salida, lo que acelera significativamente el tiempo de carga de los vehículos eléctricos. El tiempo de carga los convierte en una opción más favorable en instalaciones públicas.
En el proceso de conversión de energía dentro del cargador rápido de vehículos eléctricos, no se puede negar la pérdida de energía. En este artículo analizaremos la medición de la eficiencia energética in situ de un cargador rápido para vehículos eléctricos y los equipos necesarios para esta medición.
Propósito de la medición
Al instalar un cargador rápido para vehículos eléctricos, una alta eficiencia de conversión de energía significa menos pérdida de energía. Por ejemplo, si las especificaciones del cargador especifican que la eficiencia de conversión de energía es del 95%, esto significa que el 95% de la energía de CA suministrada desde la red se convierte en energía de CC para el proceso de carga.
A veces, aunque las especificaciones del cargador rápido de vehículos eléctricos son del 95 % en papel, el resultado de la medición in situ podría decir algo diferente. Por ejemplo, si el resultado de la medición de eficiencia energética en el sitio fue del 70%, significa que el 30% de la energía se desperdicia durante el proceso de conversión. Esto dará como resultado un tiempo de carga más largo para el consumidor, así como facturas de electricidad sustancialmente más altas para el propietario del cargador de vehículos eléctricos. Es una situación en la que no hay salida ni para el consumidor ni para el propietario del cargador. Por lo tanto, medir la eficiencia de conversión de energía in situ es esencial para garantizar que el cargador de vehículos eléctricos funcione de acuerdo con los requisitos del fabricante y puede servir como prueba de que el cargador seleccionado por el propietario es una excelente inversión.
Ejemplo de medición de la eficiencia in situ del cargador rápido de vehículos eléctricos
El método de medición puede variar en diferentes países o según el instalador del cargador, pero aquí hay un ejemplo de cómo se realizó una rápida conversión de eficiencia energética de un cargador de vehículos eléctricos en el sitio para uno de los socios Hioki's. Durante el proceso de instalación, se cargó con el cargador un vehículo eléctrico que servía de carga. Un analizador de energía Hioki registró los datos de medición. La Figura 1 muestra un ejemplo de cómo se realizaron las conexiones. Para realizar la medición se abrió la carcasa del cargador rápido. Luego se realizaron las conexiones entre el panel del circuito del cargador y el instrumento, del lado de la red (CA trifásica) y del lado de CC convertido. La duración de la medición varió, desde 15 minutos hasta una hora, dependiendo del tipo de vehículo y su estado de carga (SOC).
Fig. 1 El socio Hioki's mide la eficiencia energética del cargador rápido de vehículos eléctricos
La Tabla 1 muestra un ejemplo de parámetros de medición, junto con el propósito y los desafíos de esos parámetros de medición que enfrenta el instalador. Tenga en cuenta que los parámetros pueden diferir según las regulaciones del país, el instalador del cargador de vehículos eléctricos y las preferencias del propietario.
Tabla 1: Parámetros de medición, propósitos y desafíos.
| Parámetros | Propósitos | Desafíos |
|---|---|---|
| Potencia, voltaje, corriente, eficiencia de conversión de energía de CA a CC, factor de potencia | Para verificar la capacidad de carga, la eficiencia de conversión de energía y la exactitud de las especificaciones. |
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| Armónicos y THD |
| Capacidad de medición de ancho de banda de alta frecuencia para capturar componentes armónicos y supraarmónicos |
| Tensión y corriente de ondulación CC |
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Para realizar mediciones in situ de manera efectiva, el analizador de energía seleccionado para esta aplicación debe ser portátil y cómodo de transportar. En el campo, el instalador registra los resultados de la medición, que luego se presentan tanto al propietario como al proveedor de servicios públicos. Estos datos sirven como prueba de que la instalación se realizó correctamente y además no causó ningún daño en el lado de la fuente de alimentación.
Soluciones de medición de eficiencia energética del cargador rápido para vehículos eléctricos in situ Hioki's
Para realizar mediciones de eficiencia energética in situ para un cargador rápido de vehículos eléctricos, Hioki recomienda el analizador de energía PW3390. Aquí hay tres puntos clave que resaltan por qué el PW3390 es la mejor herramienta para esta aplicación:
- 1. Precisión insuperable en un formato compacto
- 2. Compatibilidad de medición de banda ancha
- 3. Generación de informes instantánea y sin esfuerzo
1. Precisión insuperable en un formato compacto
Debido a su portabilidad y capacidad de realizar mediciones de energía con precisión en el sitio, el PW3390 es ideal para esta aplicación. La Tabla 2 muestra una descripción general de las especificaciones del PW3390.
Tabla 2: Descripción general de las especificaciones del PW3390
| Elementos | Especificaciones básicas |
|---|---|
| Canales | 4 canales, perfecto para medición simultánea de eficiencia energética trifásica de CA y CC. |
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| Rango de medición de potencia | 1,5000 W a 90,00 MW |
| Rango de medición de voltaje | 15 a 1500 V, 7 rangos |
| Rango de medición actual | 0,1 A a 20 kA (depende del sensor de corriente) |
| Dimensiones y peso | 340 mm (13,39 pulg.) An × 170 mm (6,69 pulg.) Al × 156 mm (6,14 pulg.) Prof., 4,6 kg (162,3 oz.) |
Sin olvidar que el PW3390 adopta el método del sensor de pinza para la medición de corriente. Para esta aplicación particular, recomendamos la sonda de corriente CA/CC CT6845A, ya que su tamaño de conductor medible es de hasta 50 mm de diámetro y la corriente medible es de hasta 500 A. El uso del método del sensor de abrazadera para esta aplicación hace que sea in situ La medición es mucho más fácil y permite realizar mediciones de alta corriente con precisión en un amplio rango de temperatura de funcionamiento.
Además del sensor de pinza mencionado, Hioki también ofrece una amplia gama de sensores de corriente CA y CA/CC de diferentes tamaños y rangos de corriente. (Ver Tabla 3)
Tabla 3. Otros sensores de corriente recomendados para pruebas de cargadores
| Sensor actual | Diámetro del conductor medible | Corriente nominal |
|---|---|---|
| Sensor de corriente flexible de CA CT7045(*1) | φ 180 mm (7,09 pulg.) | 6000 A CA |
| Sonda de corriente CA/CC CT6843A | máx. φ 20 mm (0,79 pulg.) | 200 A CA/CC |
| Sonda de corriente CA/CC CT6844A | máx. φ 20 mm (0,79 pulg.) | 500 A CA/CC |
| Sonda de corriente CA/CC CT6846A | Máx. φ 50 mm (0,79 pulg.) | 1000 A CA/CC |
- *1: Se necesita el cable de conversión CT9920
2. Compatibilidad de medición de banda ancha
El PW3390 presenta análisis de funciones FFT que cubre un amplio rango desde CC hasta 200 kHz. Esta capacidad permite el análisis de armónicos, supraarmónicos y mediciones de THD hasta el orden 100. Además, la capacidad de medición de banda ancha se extiende a la evaluación de la corriente y el voltaje de ondulación de CC, lo que la hace adecuada para medir la corriente de ondulación de cargadores rápidos de vehículos eléctricos dentro del rango de 200 kHz, alineándose con los estándares relevantes.
3. Generación de informes instantánea y sin esfuerzo
GENNECT One (software gratuito) permite una fácil recopilación de datos desde el PW3390. El software le permite registrar los datos de medición para que pueda observar las tendencias de medición en tiempo real. También puede registrar los datos de medición y generar instantáneamente un informe que se puede presentar al propietario y a la empresa de servicios públicos como evidencia de que la instalación se realizó correctamente y no generó problemas de calidad de energía.
Finalmente
Con el creciente interés en los vehículos eléctricos desde la perspectiva de la protección ambiental, la eficiencia energética de los cargadores rápidos es un criterio de medición y evaluación importante que es indispensable para promover el uso de los vehículos eléctricos. El analizador de energía PW3390 Hioki's y los sensores de pinza son los mejores dispositivos de medición para la medición in situ de cargadores rápidos de vehículos eléctricos debido a su portabilidad, rendimiento eléctrico y facilidad de creación de informes. Consulte la página del producto PW3390 o hable con nuestro especialista para obtener información adicional sobre el producto.
