一、背景
随着新能源汽车市场的景气发展,作为主要配套设备的充电桩基础设施建设市场也呈现高速增长。据统计,2022年上半年新增建设充换电设施130万台,同比增长3.8倍。预计至2025年充电桩市场规模将达2045亿元。
充电模块作为充电桩系统核心部件,占整机成本的一半以上。随着电动汽车电池容量的提升,充电倍率的提升,充电模块市场由20kW主导向30kW、40kW、60kW的多元化规格发展,其技术方案、性能及可靠性直接影响着充电桩系统的整体性能。随着整体市场应用的规模增长,*及相关部门对其性能及安全性要求日益提升。
二、测试需求
各制造商响应市场和规范标准要求,提高充电模块的性能检测水平是大趋所势。现重点围绕NB/T 33001-2018《电动汽车非车载传导式充电机技术条件》标准进行解读,分析充电桩充电模块电气性能测试需求。
序号 | 标准号 | 检验项目 | 要求章节号 | 要求 |
1 | NB∕T 33001-2018 | 稳流精度试验 | 7.7.4 | 输入源、被测模块电源输出的电压、电流各选取3个点,合计27个点测试 |
2 | NB∕T 33001-2018 | 稳压精度试验 | 7.7.5 | 输入源、被测模块电源输出的电压、电流各选取3个点,合计27个点测试 |
3 | NB∕T 33001-2018 | 电压纹波因数试验 | 7.7.6 | |
4 | NB∕T 33001-2018 | 电流纹波试验 | 7.7.7 | |
5 | NB∕T 33001-2018 | 输出电流设定误差试验 | 7.7.8 | |
6 | NB∕T 33001-2018 | 输出电压设定误差试验 | 7.7.9 | |
7 | NB∕T 33001-2018 | 限压特性试验 | 7.7.10 | |
8 | NB∕T 33001-2018 | 限流特性试验 | 7.7.10 | |
9 | NB∕T 33001-2018 | 输出电流相应时间试验 | 7.7.11 | |
10 | NB∕T 33001-2018 | 输出电流停止速率试验 | 7.7.11 | 停止速率应不小于100A/s |
11 | NB∕T 33001-2018 | 启动输出过冲试验 | 7.7.12 | |
12 | NB∕T 33001-2018 | 输出电流测量误差试验 | 7.10 | 被测模块电源输出的电流各选取3个点测试 |
13 | NB∕T 33001-2018 | 输出电压测量误差试验 | 7.10 | 被测模块电源输出的电压各选取3个点测试 |
14 | NB∕T 33001-2018 | 效率试验 | 7.11 | |
15 | NB∕T 33001-2018 | 输出过压保护试验 | 6.10.2 | 额定电压110% |
16 | NB∕T 33001-2018 | 输出短路保护试验 | 6.10.3 | 额定电流115% |
此标准中明确提出稳流精度测试、稳压精度测试、过压保护测试、短路保护测试,而其他标准中有对输出外特性和输出功率降额曲线进行测试的要求。此外CV充电是充电模块的重要功能,在实际充电模块测试中,需要多点测试电压电流稳定度。
三、解决方案
充电模块电气性能测试,对电子负载的动态性、快速性、可靠性提出了极高要求。艾诺仪器深耕测试行业多年,了解充电模块测试中的痛点,为之专项研发推出直流电子负载AN23600E系列针对性推出两大模式:CV模式和CRD模式,解决行业难点,功能丰富、功率密度大、精度高、负载适应性强。
四、产品特性
1)高功率密度,6kW高度4U,24kW高度13U;体积小,重量轻,操作便捷;
2)精密测量技术,支持电压0.015%+0.015%F.S.、电流0.04%+0.04%F.S.以及功率0.1%+0.1%F.S.的准确度;
3)内置动态负载拉载模式,动态频率*50kHz,并具备Vpk+/-测试功能;
4)内置FLEX模式,可以模拟容性负载、感性负载以及复合阻抗负载;
5)宽量程,同等容量下,提供了接近传统大功率负载2倍的电流量程;
6)优良的动态特性,*96A/us的电流速升能力;
7)内置定电流、定电圧、定电阻、定功率,短路模拟,过流保护测试,序列化测试等多项功能;
8)保护功能完备,支持过电流过电压过温反接保护等;
9)内置温度采集芯片以及调速型风机控制;
10)内置电池模式,适用于放电测试进行电量积分、计时;
11)LED测试功能,快速模拟LED伏安特性曲线;
12)接口丰富,标配RS232+LAN,选配GPIB、CAN、USB、RS485等接口。
不同充电模块可能要求不同电压响应速度,当负载与电源响应速度不匹配时会引起波形抖动,影响测量精度,甚至导致波形震荡。AN23600E系列负载可通过界面菜单或上位机软件设置快、中、慢三种电压响应速度,能够匹配各种特性电源。
定电压操作模式下,电子负载消耗足够大的电流使电压保持在一定值上。如果待测源的电压小于设置电压或者*输出电流大于负载所能吸收的*电流,负载可能不会将电压保持在恒定值上。
负载支持在线修改设置电压,操作方式如下图:
CRD模式下,不管输入电压如何变化,负载会根据设置电阻值及动态时序进行动态电阻拉载。
按F5调整选项,当选项CRD出现时,按下对应选项按钮,进入CRD界面。此时光标位于设置电阻L1处。此时可以按面板上的数字键输入电阻L1(如果过电阻上限则默认为输入电阻上限的值)。