Contact us
Live Chat with Tek representatives. Available 6:00 AM - 4:30 PM
Call us at
Available 6:00 AM – 5:00 PM (PST) Business Days
Download
Download Manuals, Datasheets, Software and more:
Feedback
Vai Trò của Việc Thử Nghiệm Trạm Sạc Xe Điện EVSE
Thiết bị cấp nguồn xe điện (EVSE), hay phổ biến hơn là các trạm sạc, là thành phần quan trọng trong quá trình chuyển đổi từ đốt trong. Tính khả dụng (thời gian hoạt động và độ tin cậy) của các trạm và tốc độ có thể sạc của chúng là những yếu tố chính trong việc áp dụng xe điện.
EVSE cũng phải tuân thủ các tiêu chuẩn chính như IEC 61851 và SAE J1772.
Ở cấp độ thiết bị, mô-đun và hệ thống, các kỹ sư đang nỗ lực giảm thời gian sạc bằng điện áp sạc cao hơn, đồng thời cải thiện độ tin cậy và duy trì sự an toàn. Các giải pháp kiểm tra thông minh, linh hoạt cho phép các nhà thiết kế nhanh chóng khắc phục sự cố và xác thực thiết kế của họ.
Xem Hệ Thống Lắp Đặt Hoàn ChỉnhThiết Bị và Cách Thức Kiểm Tra Trạm Sạc Xe Điện EVSE
Hệ Thống EVSE- Khối chức năng
Bộ sạc nhanh DC hiện đại chuyển đổi dòng điện xoay chiều 3 pha từ lưới điện thành điện áp cao DC. Hệ thống được tạo thành từ:
- Hiệu chỉnh hệ số công suất và bộ chuyển đổi AC/DC
- Bộ chuyển đổi DC/DC
- Hệ thống điều khiển và quản lý nguồn
- Giao diện người dùng
- Thông tin liên lạc mạng LAN/di động
- Cổng sạc và giao tiếp cao áp
Mỗi khối đều yêu cầu thử nghiệm. Hãy tham khảo các giải pháp sau.
Hiệu chỉnh hệ số công suất (PFC) và Thử nghiệm Chuyển Đổi Điện AC/DC
Bộ sạc được thiết kế để kết nối với các tiện ích công cộng phải hạn chế tác động đến lưới điện địa phương, nếu không các nhà khai thác sẽ phải chịu mức năng lượng cao hơn hoặc bị phạt. Hầu hết các tiện ích đều tính phí hệ số công suất dưới 90 đến 95% và nhiều tiện ích yêu cầu tuân thủ các tiêu chuẩn về sóng hài.
Các giai đoạn đầu vào của thiết bị sạc nhanh DC không chỉ có nhiệm vụ chuyển đổi dòng điện xoay chiều 3 pha thành DC mà còn phải đảm bảo hệ số công suất cao và độ méo sóng hài thấp, đồng thời duy trì hiệu suất và độ tin cậy cao.
Các hệ thống dựa trên máy hiện sóng với phần mềm phân tích công suất tiên tiến hỗ trợ các phép đo chính xác, có thể lặp lại, bao gồm:
- Chất lượng điện phía đường dây
- Hệ số công suất
- Sóng hài
- Bảo vệ quá áp/thiếu điện áp
- Đặc điểm chuyển mạch
- Thời gian (ví dụ: thời gian chết)
- Mất chuyển mạch động
- Kiểm tra xung kép
- Gợn sóng đầu ra
- Hiệu suất
Bộ chuyển đổi và bộ điều khiển cổng DC/DC
Bộ chuyển đổi DC/DC công suất cao giúp cách ly giữa khối PFC và bộ điều chỉnh điện áp cho cổng sạc của xe. Máy biến áp tần số cao thường được sử dụng để cách ly và lưu trữ năng lượng. Các thiết kế mới có thể sử dụng MOSFET SiC nhanh để tăng hiệu suất và mật độ công suất.
Tốc độ chuyển mạch nhanh và mức điện áp của MOSFET SiC gây ra những thách thức cho việc đo lường do băng thông cao và điện áp ở chế độ chung. Máy hiện sóng với đầu dò cách ly quang học và phần mềm phân tích cung cấp các phép đo chính xác ngay cả trên các tín hiệu điện áp chế độ chung cao, tốc độ quay cao. Bao gồm:
- Dòng khởi động đỉnh
- Bảo vệ quá áp/dưới áp
- Phân tích chuyển mạch
- Thời lượng và điện dung Miller
- Thông số điện trở và điện tích cổng
- Thời gian chết
- Tổn hao do chuyển mạch
- Đo biến áp và cuộn cảm trong mạch
- Kiểm soát hiệu suất vòng lặp (ví dụ: PSRR và biên độ khuếch đại/pha)
- Gợn sóng và nhiễu
- Phân tích EMI/EMC
Phân Tích Hệ Thống Điều Khiển và Quản Lý Năng Lượng
Bộ điều khiển nhúng là bộ não đằng sau quá trình sạc. Trong quá trình sạc, chúng xử lý việc liên lạc với xe, điều chỉnh dòng điện và giám sát các điều kiện an toàn. Chúng cũng giao tiếp với giao diện người dùng và mạng kỹ thuật số.
Các hệ thống con này thường bao gồm bộ xử lý hoặc FPGA, đồng hồ, đường ray điện, hệ thống bộ nhớ và IC giao tiếp, thường hoạt động trên tín hiệu GHz có biên độ thấp. Vì các hệ thống này hoạt động trong môi trường vật lý và điện khắc nghiệt nên chúng yêu cầu khả năng chống ồn cao và tính toàn vẹn về nguồn điện.
Các phép đo chính để xác nhận và gỡ lỗi các hệ thống này bao gồm:
- Phân tích gợn sóng và nhiễu của đường ray điện
- Phép đo trở kháng
- Trình tự cung cấp điện
- Bộ chuyển đổi AC-DC
- Phân tích chuyển mạch và định thời
- Phân tích thời gian chết giữa các công tắc bên Thấp và bên Cao
- Phân tích từ tính cho máy biến áp và cuộn cảm
- Phân tích vòng điều khiển
- Tính toàn vẹn của tín hiệu giao tiếp
- Phân tích EMI/EMC
Giao diện xe
Giao tiếp đáng tin cậy giữa trạm sạc và hệ thống quản lý ắc quy của xe là rất quan trọng để quản lý quá trình sạc và duy trì sự an toàn.
Bộ sạc tuân thủ IEC61851 tích hợp tín hiệu điều khiển gián tiếp (CP). Chu kỳ hoạt động của tín hiệu CP truyền dòng điện tối đa có sẵn từ EVSE đến EV. Tín hiệu này có thể được xác minh bằng máy hiện sóng. Giao tiếp đường dây điện (PLC) cũng có thể được đặt trên đường dây này để liên lạc trong quá trình sạc. Một số giao diện dựa vào dữ liệu nối tiếp được truyền qua CAN để giao tiếp giữa EVSE và EV.
Trong cả hai trường hợp, máy hiện sóng đều có ích trong việc kiểm tra chất lượng tín hiệu trên toàn hệ thống, tìm kiếm sự suy giảm, nhiễu và điểm đầu cuối không chính xác. Hầu hết các máy hiện sóng Tektronix đều có thể được trang bị bộ giải mã và kích hoạt bus CAN để hiển thị các giao dịch được đồng bộ với hoạt động cấp hệ thống khác.
Ngoài việc tiến hành truyền dữ liệu, giao diện sạc phải duy trì dòng điện và điện áp trong giới hạn quy định. Ví dụ: bộ sạc phải hạn chế tác động của các hiện tượng quá điện áp đường dây, tăng và giảm điện áp đầu ra DC tới xe ở mức và khoảng thời gian xác định.
Các phép đo chính bao gồm:
- Tính toàn vẹn/nhiễu của tín hiệu giao tiếp
- Chu kỳ hoạt động của tín hiệu DP
- Thời gian hệ thống
- Nhiễu trên đầu ra DC
- Điều chỉnh đầu ra
Đánh Giá Giao Diện Người Dùng và Mạng Truyền Thông
Các thiết bị giao diện người dùng thường kết nối vào hệ thống điều khiển qua các bus nối tiếp tiêu chuẩn như RS-232, SPI hoặc USB. Giao tiếp mạng cung cấp thông tin quan trọng cho cả người vận hành và người dùng trạm sạc. Máy hiện sóng và đầu dò hoạt động rất phù hợp để đánh giá tín hiệu và thời gian cho các kết nối giao diện người dùng, mạng LAN và giao tiếp không dây. Máy hiện sóng Tektronix hỗ trợ giải mã trên hơn 25 bus nối tiếp từ RS-232 đến NFC không dây.
Các phép đo chính bao gồm:
- Tính toàn vẹn của tín hiệu/nhiễu
- Thời gian hệ thống
- Giải mã bus CAN
- LAN
- Giải mã NFC
- RF băng tần cơ sở
- Phân tích EMI/EMC
Giải pháp tham khảo kiểm tra EVSE
Có thể được điều chỉnh Cấu hình khởi động này cho phù hợp với yêu cầu của bạn.
Dụng cụ/Đầu dò/Tùy chọn | Số lượng | Mô tả |
EA 10000 Series | 1 | Bidirectional DC power supply and battery simulator |
MSO56B | 1 | MSO 5 Series B với 6 kênh đầu vào |
Tùy chọn 5-BW-500 | 1 | Băng thông 500 MHz |
Tùy chọn 5-SRAUTO | 1 | Giải mã và kích hoạt bus CAN, CAN-FD, LIN, FlexRay |
Tùy chọn 5-PWR | 1 | Đo và phân tích điện |
Tùy chọn 5-SV-RFVT | 1 | Chế độ xem phổ RF so với dấu thời gian và trình kích hoạt để khắc phục sự cố EMI/EMC |
TCP0030A | 2 | Hai que đo dòng điện |
TMDP0200 hoặc THDP0200 | 2 | Hai que đo chênh lệch điện áp cao |
TLP58 | 1 | Que đo logic 8 kênh để phân tích giao thức và tín hiệu hỗn hợp |
TPP0500B | 1 | Sáu que đo điện áp thụ động cho điện áp (đi kèm với máy hiện sóng) |
Keithley DMM6500 | 1 | Đồng hồ vạn năng 6,5 chữ số cho phép đo chính xác |
Câu hỏi thường gặp
Tại sao việc kiểm tra giao tiếp giữa hệ thống EV và EVSE lại quan trọng?
- Trải nghiệm người dùng nâng cao: Kiểm tra giao tiếp hiệu quả đảm bảo rằng xe điện (EV) và trạm sạc có thể tương tác liền mạch, mang đến cho chủ xe điện trải nghiệm sạc mượt mà và không gặp rắc rối. Điều này rất quan trọng để có được sự hài lòng và tin tưởng của người dùng đối với cơ sở hạ tầng sạc.
- An toàn và đáng tin cậy: Kiểm tra giao tiếp giúp phát hiện cũng như giải quyết các vấn đề an toàn và lỗ hổng bảo mật tiềm ẩn trong hệ thống sạc. Bằng cách xác định và giảm thiểu rủi ro, điều này góp phần mang lại sự an toàn và độ tin cậy chung cho việc sạc EV.
- Khả năng tương tác: Kiểm tra khả năng tương tác đảm bảo rằng các mẫu xe điện và trạm sạc khác nhau có thể giao tiếp hiệu quả. Đây là yếu tố then chốt để tạo ra một hệ sinh thái sạc EV mở và dễ tiếp cận, nơi người dùng có thể chọn từ nhiều tùy chọn sạc khác nhau.
- Tuân thủ tiêu chuẩn: Nhiều quốc gia và khu vực có tiêu chuẩn cụ thể cho giao thức giao tiếp trong sạc xe điện. Bằng cách tuân thủ các tiêu chuẩn này thông qua kiểm tra, hệ thống sạc có thể đáp ứng các yêu cầu quy định.
Một số bài kiểm tra phổ biến được thực hiện để xác minh bộ chuyển đổi nguồn là gì?
- Kiểm tra hiệu suất: Bộ chuyển đổi nguồn và bộ biến tần PV được kiểm tra hiệu suất, đánh giá hiệu quả chuyển đổi năng lượng điện của chúng. Hiệu suất cao là điều cần thiết để giảm lãng phí năng lượng và đảm bảo hiệu suất hệ thống tối ưu.
- Kiểm tra an toàn: Kiểm tra an toàn đánh giá các khối nguồn về các rủi ro tiềm ẩn như quá nhiệt, đoản mạch hoặc lỗi điện. Việc đảm bảo sự an toàn của các thành phần này là rất quan trọng để ngăn ngừa tai nạn và lỗi hệ thống.
- Xác thực hiệu suất: Kiểm tra hiệu suất đánh giá khả năng hoạt động của khối nguồn trong các điều kiện khác nhau, bao gồm các biến thể tải và các yếu tố môi trường. Điều này giúp đảm bảo hiệu suất đáng tin cậy và nhất quán.
- Kiểm tra khả năng tương thích điện từ (EMC): Kiểm tra EMC là kiểm tra xem các khối nguồn có phát ra nhiễu điện từ và có miễn nhiễm với nhiễu bên ngoài hay không. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn EMC là điều quan trọng để hoạt động không gặp sự cố khi có các thiết bị điện tử khác.
- Lập hồ sơ nhiệt độ: Việc theo dõi nhiệt độ là điều cần thiết để ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt, có thể dẫn đến hư hỏng linh kiện. Lập hồ sơ nhiệt độ xác định các vấn đề nhiệt tiềm ẩn và giúp duy trì hoạt động an toàn.
What are the applications of EVSE test equipment?
- Conformance Verification: EVSE test equipment is used to rigorously validate the conformance of electric vehicle supply equipment (EVSE) with international charging standards. This involves evaluating grid interaction, communication protocols, voltage levels and current levels, as well as compliance with safety standards.
- Interoperability Evaluation: The test equipment is also used to assess the compatibility between various EV models and charging stations. Interoperability testing is crucial to ensure seamless communication and reliable charging experiences for all users.
- Safety Assurance: Safety tests are conducted to test systems that protect users and equipment from shock or damage, including isolation, grounding and ground fault interrupters such as RCDs or GFCIs.
- Performance Optimization: EVSE test equipment aids in optimizing the performance of charging stations. Engineers utilize these tools to improve efficiency and reduce charging times, while ensuring safety and reliability.
How is EVSE testing equipment used in Research and Development?
During the EVSE design process engineers use test equipment to bring up and validate subsystems and the system as a whole:
- Simulate Various Charging Scenarios: The engineer would use the EVSE testing equipment to simulate various charging scenarios, mimicking different vehicle types and charging conditions.
- Monitor Communication: They would monitor the communication between the EVSE and the simulated vehicle, checking for any irregularities in the signal integrity or timing.
- Measure Power Output: The engineer would also measure the power output under different load conditions, ensuring that the EVSE can deliver the required power safely and efficiently.
- Debugging and Validation: Designers use test equipment during the design process to bring up prototypes and validate the performance of new products.
- Verify Reliability: Finally, engineers would verify that the charging station can reliably serve a wide range of electric vehicles under a variety of environmental conditions.
Lĩnh vực điện tử công suất và hệ thống xe điện có những phép đo điển hình nào?
- Đo điện áp: Đo điện áp là điều cần thiết để đánh giá điện thế trong hệ thống điện tử công suất và EV. Chúng cung cấp thông tin chuyên sâu về hoạt động của mạch điện và đảm bảo chúng hoạt động trong giới hạn điện áp an toàn.
- Đo dòng điện: Các phép đo dòng điện đo dòng điện tích trong hệ thống điện tử công suất và hệ thống EV. Việc đo dòng điện chính xác rất quan trọng để theo dõi mức tiêu thụ điện năng và đảm bảo an toàn cho các bộ phận điện.
- Theo dõi nhiệt độ: Giám sát nhiệt độ là điều rất quan trọng để ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt và đảm bảo tuổi thọ của hệ thống điện tử và pin trong xe điện. Điều này giúp duy trì hoạt động an toàn và hiệu quả.
- Phân tích hệ số công suất (PF): Các phép đo hệ số công suất đánh giá hiệu quả chuyển đổi năng lượng điện trong thiết bị điện tử công suất. Hệ số công suất cao cho thấy việc sử dụng năng lượng hiệu quả, giảm lãng phí và chi phí năng lượng.
- Phân tích sóng hài: Sóng hài là những biến dạng không mong muốn ở dạng sóng điện có thể ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống. Phân tích sóng hài giúp xác định và giảm thiểu những biến dạng này để duy trì chất lượng điện.
- Đo lường hiệu suất: Các phép đo hiệu suất đánh giá mức độ chuyển đổi và sử dụng năng lượng hiệu quả trong các hệ thống điện tử công suất và xe điện. Hiệu suất cao là điều cần thiết để giảm lãng phí năng lượng và vận hành tiết kiệm chi phí.
- Gợn sóng điện áp: Gợn sóng hoặc dao động điện áp có thể ảnh hưởng đến hoạt động của các thiết bị điện tử nhạy cảm. Giám sát và giảm thiểu gợn sóng là điều rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất hệ thống ổn định và đáng tin cậy.
- Đo lường trạng thái sạc (SoC): Các phép đo SoC đặc biệt phù hợp với việc quản lý pin trong xe điện. Chúng xác định năng lượng sẵn có trong pin, cho phép ước tính phạm vi chính xác và ngăn ngừa tình trạng xả pin quá mức.
- Đo điện áp bus DC: Theo dõi điện áp bus DC đảm bảo sự ổn định của hệ thống và bảo vệ các bộ phận quan trọng, chẳng hạn như bộ biến tần và bộ chuyển đổi nguồn. Điều này rất quan trọng để hoạt động an toàn và đáng tin cậy.
- Theo dõi mức tiêu thụ năng lượng: Đo mức tiêu thụ năng lượng cung cấp hiểu biết chuyên sâu về mức độ sử dụng năng lượng hiệu quả, cho phép tối ưu hóa và tiết kiệm chi phí trong các ứng dụng điện tử công suất và xe điện. Điều này giúp quản lý việc sử dụng năng lượng hiệu quả và xác định các khu vực cần cải thiện.
- Kiểm tra cách điện: Kiểm tra cách điện đảm bảo an toàn về điện và giúp ngăn ngừa các mối nguy hiểm về điện. Điều này để xác nhận rằng các mạch và thành phần được cách ly đúng cách và không có các lỗi tiềm ẩn, đảm bảo vận hành an toàn.