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技術文章
隨著電動汽車的迅猛普及，充電樁如雨后春筍般涌現！近來開發的快速充電器，其電壓范圍是從500Vdc到1000Vdc，電流范圍是從100到幾百Adc，工程師們如何通過對高電壓和大電流的高精度測量來評估其性能？今天就來揭秘這一測試場景的解決方案。
充電器內部有多種轉換電路，因此抑制轉換過程中的損耗以及確認高次諧波電流的各次失真率和總諧波失真率（THD）就顯得尤為重要。
橫河高精度功率分析儀WT5000針對有關電動汽車快速充電設備的高精度測量課題，有專屬的解決方案，接下來我們將為您介紹功率分析儀用于電動汽車快充高精度功率的測量方案：
一、±0.03%的高精度功率測試
作為一款超高等級測量精度的專業設備，其高達±0.03%（50/60 Hz）的配置可為電動汽車充電器的轉換效率測試提供堅實的保障。同時設備所采用的模塊化結構輸入元件，可較多實現7路輸入的設計，正是橫河在多年研發經驗之上將高精度的測量電路裝入緊湊的輸入元件內部的真實寫照。
此外，用戶還可根據不同的測試需求自行從三種類型的元件中（額定輸入30A、額定輸入5A、電流傳感器輸入專用）選擇，以完成自行更換或擴展。
二、高電壓、大電流測試，輕松應對
隨著人們對電動汽車充電速度的要求越來越高，其充電器的輸出功率以及電流電壓也在逐年增加，甚至出現了數百kW級的充電器。
面對嚴峻復雜的測試挑戰，WT5000以高精度刷新您對高電壓、大電流的測試體驗。WT5000的MAX輸入電壓為1500 Vdc，配以圖1所示的AC/DC電流傳感器以及圖2的連接方式，一臺儀器就能測量MAX2000 Arms（3000 Apeak）的電流。此外，橫河WT5000不僅可以通過搭載較多7個功率模塊的方式測得單相×7個系統，或多個單相和三相功率的系統，還能一鍵獲取直流電壓、交流電壓、功率因數、THD、輸入輸出效率等高精度參數。
而在傳感器方面，WT5000也頗具優勢，其所配置的可分割核芯部分的大容量分芯電流傳感器，能根據工程師們的不同測試用途進行區分使用，無論是在開發階段還是現場安裝后的維護階段，用戶均可連接必要的配線進行測量。
圖1 AC/DC電流傳感器
圖2 功率分析儀和AC/DC電流傳感器
三、功率因數等項目的測試
一般情況下，電動汽車通過非機載充電器將電網所提供的50Hz/60Hz交流電轉換為直流電，并為電動汽車的電池供電。同時由于交流電的功率值會因電壓、電流及相位差而變化，因此若要滿足快充系統的運行則勢必需要增加供電量，并盡量消除相位差、抑制高次諧波，使功率因數接近1。
在上述過程中WT5000不僅可以通過PFC電路測量功率值，還能如圖3界面所示同步計算功率因數、電壓、電流、有功功率、視在功率和無功功率，便于用戶實時確認各項目的變化。
圖3 電壓、電流、功率因數、THD等的顯示示例
四、AC/DC、DC/AC轉換的效率測試
電動汽車的快速充電器一般是通過AC/DC轉換、DC/AC轉換等多個轉換電路為電池供應直流電。在這層層遞進的過程中，如何在電路設計上盡可能減少功率損耗就顯得極為重要。此時用戶不妨參照圖4，使用以多通道輸入著稱的WT5000，即可在確保精度的基礎上高效完成各電路的效率測試。
圖4 非機載充電器的概要
四、累積電能、累積電流量測試
如圖5所示，WT5000配備了測量長時間的耗電量（Wh）和消耗電流（Ah）的累積功能。其中累積功能還包括有功功率的累積（電能）、電流的累積（電流量）、視在功率的累積（視在電能）以及無功功率的累積（無功電能）。
此外，累積功能還搭載有兩種模式，一種是測量電池等的充放電的模式，另一種是測量交流電的售電和購電的模式。
圖5 累積功率、累積電流的測量畫面示例
【累積功能的說明】
1、充放電模式 (Charge/Discharge)
2、測量直流電（各樣本數據）不同極性的電能
3、售電、購電模式 (Sold/Bought)
4、測量交流電（各數據更新周期）不同極性的電能
5、與累積功能相關的測量項目
五、通過連續測量確認測試異常
當需要長時間連續測量電壓、電流、功率等數據時，用戶不妨打通軟硬件的測試壁壘利用IS8000集成軟件平臺實時確認并保存功率參數及其發展趨勢。若用戶想進一步觀測并保存功率的波形和數據，則可開啟WT5000的/DS(數據流)功能解鎖更多測試體驗，如圖6、7所示用戶可用1臺WT5000時刻確認放大功率值發生異常處的波形數據。
圖6 通過IS8000顯示電壓、電流和功率趨勢
圖7 通過放大功率值下降部分確認異常波形
相信通過上文的介紹，您是不是對快速充電設備的高精度功率測量有了更深的了解呢？如在功率分析儀用于電動汽車快充高精度功率的測量方案過程中遇到任何難題或疑問，歡迎您隨時聯系我們在線客服！
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