充電樁檢測的解決方案

新能源汽車是社會發(fā)展的大勢所趨，在國家政策的鼓勵下，電動汽車的發(fā)展非常火爆。但是有三大瓶頸制約其推廣應用：續(xù)航里程短、充電時間長、充電服務不盡如人意。

這三大瓶頸，項關乎電動汽車的“內功”，其余兩項則關乎電動汽車的“外功”。“內功”需要提升汽車電池的能量密度和安全性；“外功”需要改善電動汽車的配套服務體系，重點在充電樁。

普及電動汽車的充電樁并優(yōu)化其各項性能，從而大幅縮短充電時長，改善充電樁的使用體驗，提高便利性，這是推動電動汽車發(fā)展的重要途徑。

充電樁的發(fā)展現(xiàn)狀和問題  

充電樁的功能類似于加油站里面的加油機，可以根據(jù)不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。充電樁的輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。

中國電動汽車充電樁可分為兩種類型：交流充電樁和直流充電樁。

充電樁工作示意圖

交流充電樁

由控制器引導電路、漏電保護電路、過流過壓保護電路、繼電器（接觸器）和防雷模塊等組成。

容量分類：16A 220V /32A 220V /63A 380V

直流充電樁

通過內部AC-DC充電模塊，將交流電轉換成直流，給電動汽車內的動力電池進行充電。

功率等級 ：單槍 30KW / 60KW              

                   雙槍 120KW (60KW + 60KW)

輸出電壓等級：200-450VDC 乘用車 /300-750VDC 商用車 /200-750VDC 通用型。

中國政府正在大力支持電動汽車充電設施的發(fā)展。市場需求和基礎設施飛速發(fā)展的同時，整個充電樁行業(yè)面臨的問題也不容小覷：

1.  利用率低：全國公共充電樁利用率不到10%。國網(wǎng)公司目前利用率只有5.3%，高速公路充電樁利用率更是不到1%。

2. 充電設備（模塊）故障率高：目前已裝機充電設備（模塊）長不超過三年（遠遠低于招標要求的10-15年），高溫、高濕度、高鹽環(huán)境下的模塊故障率更高。此外維護不及時，整體設備壽命短。

3. 充電體驗差、普遍反映充電難：

私人充電樁安裝率低，實現(xiàn)共享困難。高速公路、偏遠地區(qū)利用率更低，運維成本較高。城市公共充電站直流快充樁偏少（總占比28%），服務效率低。

解決這些實際問題，從技術層面上提升充電樁和充電設備的性能至關重要。

如何檢測充電樁的性能  

交流充電樁綜合性能檢測的測試解決方案：

直流充電樁綜合性能檢測的測試解決方案：

橫河的充電樁檢測“組合拳”  

橫河功率分析儀(WT1800E)：

• 多支持6相AC/DC 電流(0-50Arms)、電壓(0-1000Vrms)直接輸入，配合高精度電流傳感器可以測量大2000A的電流測量。

• 可以同時兩個三相或六個單相充電樁或模塊的輸入輸出電流電壓（有效值/峰值）、功率、功率因素、諧波、效率、充電能耗等電力參數(shù)。

橫河高速波形記錄儀DL850EV/DL350：

• 可以支持多32通道電流電壓波形（支持通道間隔離輸入）或者128ch溫度信號測量和長時間記錄。

• 配置CAN總線監(jiān)控模塊，可以解析CAN/CAN FD總線，將充電樁和BMS的電流/電壓/溫度/充電量等物理數(shù)據(jù)信息顯示為模擬波形后，再與后臺監(jiān)控數(shù)據(jù)作比較。

數(shù)據(jù)采集設備GP/GM：

• 支持多450ch的溫度點測量和記錄，遠程數(shù)據(jù)傳輸和集中式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

混合數(shù)字示波器DLM3000/DLM4000: 

• 主要用于輸入電壓電流波形測量和分析，輸出直流紋波測量，以及充電兼容性測試等。

• CAN總線分析功能可以解析CAN總線物理層報文并實時解碼，針對異常錯誤幀的觸發(fā)和查找。

應用案例：充電樁負載電源紋波測試

在充電樁檢測試驗中需要測試給通訊系統(tǒng)供電的直流電源紋波，分別需要測試充電樁空載和滿載時的電源紋波參數(shù)來評價電源質量，使用DLM2000示波器行實測，可獲取需要的波形和參數(shù)。

操作要點：

• 根據(jù)具體情況選擇10:1的或者1:1的電壓探頭進行測試，且探頭接地線盡可能短。

• 耦合方式選擇“AC”，去除信號中的直流成分。 

• 可使用帶寬限制功能，標準要求設置為20MHz，橫河示波器可設置為包含20MHz的多檔帶寬限制來進行高頻噪聲慮除。

優(yōu)勢：

• 自動設置功能實現(xiàn)波形自動測量。

• 帶寬限制可設置14種不同頻率的帶寬，有效去除高頻干擾與噪聲，滿足各種測試需求。

• 參數(shù)測量功能可顯示用戶需要的峰峰值、大值、小值等 。

應用案例：15KW充電樁模塊測試

待機測試（風扇未啟動）——待機功耗 8.5W

半載測試——效率95.6%

生產(chǎn)研發(fā)15KW、20KW直流充電樁模塊，使用橫河的高精度功率分析儀可以測試直流充電樁模塊在待機、半載、滿載情況下的三相交流功率和單項直流功率以及整機的運行效率等參數(shù)。

優(yōu)勢：

    模塊參數(shù)：

• 交流輸入AC：254V-530V/24A

• 直流輸出DC：150V-750V/0-2

• 額定功率：15K