电动车充电桩整合储能电池系统之测试挑战

Feb-16-2023

电力电子 新能源车 电池

随着电动车销量成长与规格提升,充电椿厂商对充电站快充设施的建置比例也逐步提高,市调报告指出2025年全球电动车公共充电桩数量将增至3百多万支,充电站场域如何整合太阳能与储能电池,并缩短充电时间与提高充电安全,已成为业界最为重视的课题之一。

目前的电动车充电型式大致区分为交流与直流充电,并其安装场域包含: 家用、公共以及商场。其中,直流快充的设计与安装较为复杂,除了要符合业界的充电通讯协议标准,还需要评估总电力来源的额定容量以及营运用管理的收费模式。其中,充电桩产品须符合各种规范标准才能适应不同电动车与市场的需求,且一机多枪的充电桩内包含多个电源模块,可根据车辆不同功率需求进行分配,并随着车辆功率需求的变化动态调整。这些充电桩的新功能,也对如何在产线制造时的快速且完整做验证,形成难题。

致茂提供客制化大功率直流充电椿(HPC)测试解决方案

依据待测物规格配置单枪或多枪大功率充电测试平台,可提升大功率充电桩品质,亦可大幅缩短生产时间,降低生产成本。

Chroma 8000 EVSE ATS搭配Chroma 61800电网模拟器Chroma 17040/17040E电池模拟器,可依需求选配各种直流充电标准(CCS、CHAdeMO、GB/T、ChaoJi)的EV或EVSE模拟器。 Chroma 8000 EVSE ATS搭载全新软体平台PowerPro5新增加多执行序测项的功能,可同时模拟最多4台相同或不同地区通讯协议电动车标准。也能依据测试条件控制充电桩进行多枪同时输出,甚至不同时间插入,达成功率分配测试。让测试情境更贴近实际充电行为,且相较于以往单枪各别测试,可大幅缩短整体测试时间达40%,有效的扩大测试量能与涵盖面。 Chroma 61800电网模拟器与Chroma 17040/17040E电池模拟器,都具备能源回收功能,减少设备用电与降低环境温度,除了可帮助客户节省电费,最重要在降低碳排放量,达到节能减碳目标。

未来电动车充电除了使用一般的AC或DC插线式充电桩,也看到无线充电(Wireless Power Transfer, WPT)的新技术与产品,其更具安全与便利性,可直接安装在路面停车格底下,避免充电插头因电线老化造成充电危险。


▲ 致茂客制化大功率直流充电椿(High Power Charging, HPC)测试解决方案

Chroma 8000 电动汽车供电设备/充电桩自动测试系统 (EVSE ATS)

致茂电子EVSE自动化测试系统搭配可回收式高功率测试设备Chroma 61800电网模拟器(可并联至840kVA)以及Chroma 17040电池模拟器(可并联至600kW),提供客制化HPC测试方案。使用者能选配各直流充电标准(CCS、CHAdeMO、GB/T、ChaoJi)的EV或EVSE模拟器,并依据测试需求配置EV & EVSE 2合1大功率充电测试平台。

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Chroma 电动车无线充电器测试解决方案

为要帮助客户解决产品开发初期须繁琐与反覆进行输入输出特性与偏移效率测试,并协助业者加快产品上市抢得先机。Chroma 8000电动车无线充电(Wireless Power Transfer, WPT)自动测试系统,完整涵盖SAE J2954法规对WPT充电标准功率要求范围,搭配专属测试软体,软体具即时数据监测记录可追溯检视、并生成2D/3D图表,可大幅缩减产品开发测试时间与人力。并导入符合GB/T 38775的异物侦测(Foreign Object Detection, FOD)功能检测,只需要输入起始位置、终点位置与分割参数,便可对地面端(GA)分割面积与测试点数量的规范定义,计算出整个GA平面所有FOD测试位置座标,再搭载Chroma自制FOD检测平台,透过简单的操作设定即可完成FOD自动化测试,有效避免无线充电的电磁能量对金属异物充电造成加热反应。
 

▲Chroma 8000电动车无线充电自动测试系统
 

Chroma 电动车无线充电器测试解决方案

Chroma WPT测试解决方案提供EV无线充电系统的互通性,性能和电磁辐射测试。 Chroma提供完整系列的仪器设备,可满足3.7kVA至22kVA的所有WPT功率等级测试。搭配使用友善简易操作的WPT电源测试软体,达到快速、安全、可重复性量测验证无线充电器重要参数。

▶ 产品介绍

Chroma 17040E充放电测试系统

然而已有EV充电站业者考量解除驾驶的里程焦虑与更弹性的电力调度,结合再生能源如太阳能与电池储能系统,来提升能量的使用率。而电池储能系统厂面对最大的挑战尤其在于电网快速频率调节的应用中“储能柜各串电池芯平衡的设计”,直接影响到品质与安全。

针对电能储存系统的测试,致茂电子以在业界实务经验,能提供客户最有效率检测出电池系统造成的关键问题,且需要针对储能柜各串电池芯使用状态验证。透过Chroma 17040E充放电测试系统,具1700V的高压及200kW可多台并联,1ms的电流爬升充放电的能力,可模拟储能系统在透过PCS对电网进行调频补偿时,电力调节对储能柜的充放电行为,透过17040E系统的软体读取BMS的电池芯资讯,同时间检出电池芯在调频过程的各串电池芯的电压变化,辨识电池芯电压变化查出储能柜组装品质的缺陷,避免电池芯过充或过放的状态发生,找出设计上的错误,适合储能柜设计验证研究、进出货检验、生产测试、产品取得证书等用途。
 

Chroma 61800回收式电网模拟电源

Chroma 61800系列电网模拟电源具备四象限输出能力,不仅可模拟各种电压频率输出,应用于逆变器并网功能测试,还可进行四象限模拟交流负载于逆变器离网功能测试。自产品上市后已获各储能设备指标性厂商采用,在混合型逆变器测试部分也快速累积了许多经验。

透过高效率的能源回收功能可大幅节省模拟市电测试的电力耗费,且藉由List、Pulse、Step等多组进阶编程功能可模拟各种市电异常情形。另外选配的回馈交流负载功能,可将能量回馈电网以帮助厂商达到节能减碳之测试要求,更可透过Rectified和Lead/Lag特定拉载模式、半波拉载模式、Stand-By即时反应功能等,真实模拟各类型的整流性及非整流性负载特性。藉由Chroma 61815一机实现混合型逆变器的交流电源和交流负载测试需求,实现高效率且高CP值的储能设备测试方案。
 

Chroma电动车测试解决方案

全球电动车产业前景不断上扬,吸引车厂、充电站、充电椿、电池厂等纷纷投入布局,将带来庞大商机,Chroma在电动车/电池测试领域深耕国际重要市场,从研发到量产,从整车到上下游,提供全面测试方案。

Chroma 8000自动测试系统符合SAE J1772、IEC61851和GB/T18487.1的要求,用于交流Level 1与Level 2电动车辆供电设备(EVSE)的全功能测试,旨满足电动车和PHEV研发的测试需求质量保证、生产和现场服务。该系统凭借Chroma在电力电子的广泛专业知识,可以实现EV供电设备(EVSE)、车载充电器、DC-DC转换器和电机驱动器以及其他电力电子设备的完整测试。 Chroma 8000测试系统可配置交流和直流电源、电子负载、功率分析仪、示波器、数字万用表以及数字和模拟I/O卡,以满足多功率电子系统的要求。

▶ 测试解决方案介绍