В связи с быстрой популяризацией электромобилей (EV) в последние годы блоки зарядки постоянного тока (блоки быстрой зарядки) как критическая инфраструктура для быстрого пополнения энергии привлекли широкое внимание своим техническим составом и принципами работы. Среди их основных компонентов счетчики энергии постоянного тока служат незаменимым прибором учета, играющим важнейшую роль в процессе зарядки. Чтобы понять, почему батареи зарядки постоянного тока должны быть оснащены специальными счетчиками энергии постоянного тока вместо обычных счетчиков энергии переменного тока, необходим углубленный анализ с нескольких точек зрения, включая принципы зарядки, точность измерения и коммерческую эксплуатацию.

1. Принципы зарядки при преобразовании переменного тока в постоянный. Определение точки измерения.

Основная функция зарядной батареи постоянного тока — преобразование и передача электрической энергии в различных формах. Электроэнергия, подаваемая из сети на зарядную установку, представляет собой переменный ток (AC), тогда как аккумулятор электромобиля принимает и сохраняет постоянный ток (DC). Поэтому во внутренней структуре зарядного блока сначала должны использоваться блоки преобразования переменного/постоянного тока, такие как выпрямители и силовые модули, для преобразования входного переменного тока в постоянный, который соответствует характеристикам напряжения и тока батареи. Только после этого процесса преобразования электрическая энергия подается на интерфейс зарядки электромобиля. Использование счетчика энергии переменного тока для измерения после такого преобразования было бы столь же ошибочным, как использование счетчика сырой воды для измерения объема очищенной питьевой воды после фильтрации.

Счетчики энергии постоянного тока подключаются последовательно в выходную цепь постоянного тока после выпрямителя, непосредственно измеряя преобразованную энергию постоянного тока, которая собирается заряжаться в батарею. Этот принцип «измерения там, где энергия потребляется» обеспечивает согласованность между измеряемым объектом и фактической потребляемой энергией, закладывая физическую основу для справедливого учета.

2. Настоятельное требование обеспечения справедливых торговых расчетов и высокой точности.

На объектах коммерческой эксплуатации точность данных учета энергии на зарядных станциях напрямую влияет на экономические интересы как операторов, так и потребителей. Зарядка постоянным током обычно отличается высокой мощностью, короткой продолжительностью зарядки и высокими затратами на однократную зарядку, что предъявляет чрезвычайно строгие требования к точности измерения.

счетчики энергии постоянного тока специально разработаны и откалиброваны для измерения параметров постоянного тока. Они могут напрямую измерять напряжение и ток постоянного тока без дополнительного преобразования, тем самым рассчитывая мощность и совокупное энергопотребление, а также минимизируя ошибки измерения, вносимые промежуточными звеньями.

Кроме того, процесс зарядки электромобиля динамически регулируется системой управления аккумулятором (BMS), что приводит к значительным колебаниям напряжения и тока (например, ток может варьироваться от нескольких ампер до сотен ампер). Профессиональные счетчики энергии постоянного тока разработаны с учетом этой характеристики и основаны на высоколинейных датчиках тока (таких как датчики Холла с обратной связью или прецизионные шунты) и высокоскоростных высокоточных АЦП (аналогово-цифровых преобразователях) для достижения Отлично точность измерения в широком динамическом диапазоне. Поддержание точности на протяжении всего процесса зарядки — от капельной зарядки до зарядки при пиковой мощности — является основной технической гарантией завоевания доверия потребителей и предотвращения споров при урегулировании споров. Это также универсальное требование, указанное в глобальных метрологических правилах с четкими стандартами, изложенными в международных нормах, таких как IEC 62053-41 для статических счетчики энергии постоянного тока .

3. Фонд данных для системного мониторинга и интеллектуального управления.

Оперативное управление современными зарядными станциями постоянного тока вышло за рамки базовых функций зарядки и перешло в сторону интеллекта и сетевых технологий. В этом процессе счетчики энергии постоянного тока предоставляют гораздо больше, чем просто показания конечного потребления энергии. Будучи прецизионными измерительными устройствами, они могут в режиме реального времени отслеживать ключевые электрические параметры на стороне постоянного тока, включая выходное напряжение, выходной ток, мгновенную мощность и качество электроэнергии (например, пульсации).

Эти данные в режиме реального времени образуют «сенсорную систему» ​​для интеллектуального управления загрузочными штабелями. Платформа управления эксплуатацией может использовать эти данные для оценки стабильности процесса зарядки, проведения необходимой диагностики неисправностей и раннего предупреждения (например, запуска защитного отключения в случае обнаружения перенапряжения или сверхтока). Что еще более важно, эти данные служат важной основой для реализации динамического распределения мощности между несколькими зарядными пистолетами на станции, оптимизации кривых зарядки для продления срока службы аккумуляторов, проведения уточненного анализа энергоэффективности и подготовки к измерению в будущих системах двунаправленного потока энергии «транспортное средство-сеть» (V2G). Без точных данных со стороны постоянного тока, предоставляемых счетчиками энергии постоянного тока, зарядные сваи будут просто функционировать как приводы «черного ящика», что приведет к значительному ухудшению их безопасности, экономической эффективности и уровня интеллекта.

Заключение

Необходимость использования счетчики энергии постоянного тока в зарядных батареях постоянного тока определяется их основным принципом работы от переменного тока к постоянному, строгими требованиями к справедливому торговому урегулированию и глубокими потребностями в интеллектуальном управлении операциями. Счетчики энергии постоянного тока действуют не только как «стандартная шкала» для справедливой зарядки, но и как «монитор» для обеспечения безопасной и стабильной работы системы и, что еще более важно, как «краеугольный камень данных», поддерживающий будущую экосистему интеллектуальной зарядки. С развитием технологии быстрой зарядки в сторону сверхбыстрой зарядки (>350 кВт) и даже зарядки на уровне мегаватт точное измерение и высокая надежность счетчиков энергии постоянного тока при более высоких уровнях мощности и более сложных условиях эксплуатации станут все более важными и незаменимыми.