聚力WT5000，解锁电动汽车快充测试难题

2024-10-24 来源： YIQIFUWU宜器服务网阅读量 :

随着电动汽车的迅猛普及，充电桩如雨后春笋般涌现！最近开发的快速充电器，其电压范围是从500Vdc到1000Vdc，电流范围是从100到几百Adc，工程师们如何通过对高电压和大电流的高精度测量来评估其性能？今天就来揭秘这一测试场景的解决方案。

充电器内部有多种转换电路，因此抑制转换过程中的损耗以及确认高次谐波电流的各次失真率和总谐波失真率（THD）就显得尤为重要。

横河高精度功率分析仪WT5000针对有关电动汽车快速充电设备的高精度测量课题，有专属的解决方案，接下来我们将为您一一介绍：

±0.03%的高精度功率测试

作为一款超高等级测量精度的专业设备，其高达±0.03%（50/60 Hz）的配置可为电动汽车充电器的转换效率测试提供坚实的保障。同时设备所采用的模块化结构输入元件，可最多实现7路输入的设计，正是横河在多年研发经验之上将极高精度的测量电路装入紧凑的输入元件内部的真实写照。

此外，用户还可根据不同的测试需求自行从三种类型的元件中（额定输入30A、额定输入5A、电流传感器输入专用）选择，以完成自行更换或扩展。

高电压、大电流测试，轻松应对

随着人们对电动汽车充电速度的要求越来越高，其充电器的输出功率以及电流电压也在逐年增加，甚至出现了数百kW级的充电器。

面对严峻复杂的测试挑战，WT5000以高精度刷新您对高电压、大电流的测试体验。WT5000的最大输入电压为1500 Vdc，配以图1所示的AC/DC电流传感器以及图2的连接方式，一台仪器就能测量最大2000 Arms（3000 Apeak）的电流。此外，横河WT5000不仅可以通过搭载最多7个功率模块的方式测得单相×7个系统，或多个单相和三相功率的系统，还能一键获取直流电压、交流电压、功率因数、THD、输入输出效率等高精度参数。

而在传感器方面，WT5000也颇具优势，其所配置的可分割核芯部分的大容量分芯电流传感器，能根据工程师们的不同测试用途进行区分使用，无论是在开发阶段还是现场安装后的维护阶段，用户均可连接必要的配线进行测量。

电流传感器CT1000A CT2000A.png

图1　AC/DC电流传感器CT1000A(左)和CT2000A（右）

图2　WT5000和AC/DC电流传感器CT1000A

功率因数等项目的测试

一般情况下，电动汽车通过非机载充电器将电网所提供的50Hz/60Hz交流电转换为直流电，并为电动汽车的电池供电。同时由于交流电的功率值会因电压、电流及相位差而变化，因此若要满足快充系统的运行则势必需要增加供电量，并尽量消除相位差、抑制高次谐波，使功率因数接近1。

在上述过程中WT5000不仅可以通过PFC电路测量功率值，还能如图3界面所示同步计算功率因数、电压、电流、有功功率、视在功率和无功功率，便于用户实时确认各项目的变化。

电压、电流、功率因数、THD等的显示示例.png

图3　电压、电流、功率因数、THD等的显示示例

AC/DC、DC/AC转换的效率测试

电动汽车的快速充电器一般是通过AC/DC转换、DC/AC转换等多个转换电路为电池供应直流电。在这层层递进的过程中，如何在电路设计上尽可能减少功率损耗就显得极为重要。此时用户不妨参照图4，使用以多通道输入著称的WT5000，即可在确保精度的基础上高效完成各电路的效率测试。

非机载充电器的概要.png

图4　非机载充电器的概要

累积电能、累积电流量测试

如图5所示，WT5000配备了测量长时间的耗电量（Wh）和消耗电流（Ah）的累积功能。其中累积功能还包括有功功率的累积（电能）、电流的累积（电流量）、视在功率的累积（视在电能）以及无功功率的累积（无功电能）。

此外，累积功能还搭载有两种模式，一种是测量电池等的充放电的模式，另一种是测量交流电的售电和购电的模式。

累积功率、累积电流的测量画面示例.png

图5　累积功率、累积电流的测量画面示例

【累积功能的说明】

充放电模式 (Charge/Discharge)

测量直流电（各样本数据）不同极性的电能

售电、购电模式 (Sold/Bought)

测量交流电（各数据更新周期）不同极性的电能

与累积功能相关的测量项目

通过连续测量确认测试异常

当需要长时间连续测量电压、电流、功率等数据时，用户不妨打通软硬件的测试壁垒利用IS8000集成软件平台实时确认并保存功率参数及其发展趋势。若用户想进一步观测并保存功率的波形和数据，则可开启WT5000的/DS(数据流)功能解锁更多测试体验，如图6、7所示用户可用1台WT5000时刻确认放大功率值发生异常处的波形数据。

图6　通过IS8000显示电压、电流和功率趋势

通过放大功率值下降部分确认异常波形.png

图7　通过放大功率值下降部分确认异常波形

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