I. Importance de l'affranchissement des charges

Avec la croissance rapide du nombre de propriétaires de véhicules à énergie nouvelle, la construction d'infrastructures de recharge publiques s'accélère également. D'ici à la fin de 2024, il y aura plus de 10 millions de bornes de recharge dans tout le pays. En tant qu””instrument de mesure", la précision de la mesure de la puissance des bornes de recharge est directement liée aux droits et intérêts des consommateurs et aux revenus des opérateurs.

La mesure du courant de la pile de chargement est le maillon central du comptage de l'énergie électrique, et ses exigences en matière de précision sont bien plus élevées que celles de l'équipement électrique ordinaire. La sélection et l'application du shunt, en tant qu'élément principal de détection du courant de la pile de chargement à courant continu, sont d'une importance vitale.

Interprétation des normes nationales pertinentes

2.1 JJG 1148-2018 "Spécification d'inspection des pieux de chargement en courant alternatif des véhicules électriques

Exigences clés :

• Niveau de précision du comptage de l'électricité : Classe 2.0
• Erreur de mesure du courant : ≤±2,0%
• Gamme de facteurs de puissance : 0,5L~1,0~0,8C

2.2 JJG 1149-2018 "Règlement sur l'inspection des chargeurs non montés sur les véhicules électriques

Exigences en matière de mesure pour le chargeur de courant continu (borne de chargement) :

• Précision du comptage de l'électricité : Classe 1.0
• Erreur de mesure du courant : ≤±0,5% (plage de courant nominal 10%~100%)
• Erreur de mesure de la tension : ≤±0,5%
• Erreur maximale admissible de la valeur d'affichage : ±1,0%

2.3 GB/T 29316-2012 Technical Requirements for Power Quality of Electric Vehicle Charging and Switching Facilities (Exigences techniques relatives à la qualité de l'énergie des installations de recharge et de commutation des véhicules électriques)

Les exigences relatives aux indicateurs de qualité de l'énergie, tels que les harmoniques et le facteur de puissance des installations de charge, influencent indirectement le choix des schémas de mesure du courant.

III. Programme de mesure du courant de la pile de charge en courant continu

3.1 Programme de shunt

Le shunt est actuellement la solution de mesure de courant la plus répandue pour les pieux de charge à courant continu :

Avantage :

• Haute précision : jusqu'à la classe 0,2%, conforme aux exigences de la classe 1.0 de métrologie
• Bonne linéarité : faible erreur de linéarité sur toute la gamme
• Stabilité à long terme : pas de problèmes de dérive du zéro
• Contrôle des coûts : plus économique que les capteurs à effet Hall

Paramètres typiques :

• Spécification de courant : 250A, 500A, 750A (correspondant à une pile de charge de 60kW, 120kW, 180kW)
• Chute de tension nominale : 50mV ou 75mV
• Classe de précision : 0,2% ou 0,5%
• TCR : ≤50ppm/°C

3.2 Programme de capteurs à effet Hall

Certaines piles de chargement utilisent des capteurs à effet Hall en boucle fermée, qui présentent l'avantage d'une isolation naturelle, mais sont plus coûteux et souffrent d'une dérive nulle.

3.3 Comparaison des programmes

Quatrièmement, les points de sélection des déviateurs

4.1 Correspondance des spécifications de courant

Sélectionner en fonction du niveau de puissance de la pile de charge :

• Borne de recharge de 60 kW (750 V/80 A ou 500 V/120 A) : un shunt de 150 A ou 200 A est utilisé.
• Borne de recharge de 120 kW (750 V/160 A ou 500 V/240 A) : un shunt de 250 A ou 300 A est utilisé.
• 180kW et plus : Sélectionner un shunt de 400A ou 500A
• Réserve 20% marge pour les courants de pointe

4.2 Classes de précision

Selon les exigences de la JJG 1149, l'erreur de mesure du courant ≤ ± 0,5%, il est recommandé d'utiliser un shunt de niveau 0,2%, en laissant une marge pour d'autres sources d'erreur dans le système.

4.3 Coefficient de température

La température de l'environnement de travail de la pile de chargement est large (-20℃ à +55℃), TCR doit être ≤50ppm/℃, recommandé ≤30ppm/℃.

4.4 Stabilité à long terme

Les instruments de mesure nécessitent un étalonnage régulier, et la dérive annuelle du shunt doit être<0,05% pour garantir une précision stable pendant le cycle d'étalonnage.

4.5 Capacité de surcharge

La pile de chargement peut subir une surintensité de courte durée, et le shunt doit pouvoir résister à 1,2 fois le courant nominal en fonctionnement continu et à 2 fois le courant nominal en cas de surcharge de courte durée.

V. Éléments de conception du système

5.1 Circuit de conditionnement du signal

• Élimine les effets de la résistance de contact en utilisant une connexion à quatre bornes
• Isolation de la haute et de la basse tension à l'aide d'amplificateurs opérationnels isolés ou de convertisseurs analogiques/numériques isolés
• Résolution ADC ≥ 16 bits, ADC sigma-delta 24 bits recommandé

5.2 Algorithmes logiciels

• Compensation de température : collecte la température du shunt et corrige la valeur de la résistance.
• Filtrage numérique : élimine le bruit et améliore le rapport signal/bruit
• Commutation de gamme : commutation automatique de gamme entre les grands et les petits courants (si nécessaire)

5.3 Conception de la CEM

• Les lignes de détection de tension utilisent des fils blindés
• Disposition raisonnable des circuits imprimés, séparation numérique et analogique
• Ajout de circuits de filtrage appropriés

5.4 Conception de la fiabilité

• Shunt monté solidement avec un bon contact
• Tenir compte de la conception thermique pour éviter la surchauffe
• L'indice de protection répond aux exigences extérieures (par exemple IP65)

VI. certification et étalonnage

6.1 Étalonnage initial

La pile de chargement doit être testée pour la première fois par l'organisme de contrôle métrologique avant de quitter l'usine :

• Erreur de mesure du courant
• Erreur de mesure de la tension
• Erreur d'indication de l'énergie électrique
• erreur d'horloge

6.2 Étalonnage périodique

Conformément aux exigences de la réglementation, le cycle d'étalonnage du chargeur de courant continu est de 2 ans, et doit être envoyé à l'inspection ou à l'étalonnage sur site.

6.3 Recommandations en matière d'étalonnage

• Etalonnage comparatif à l'aide de shunts standards
• Étalonnage multipoint (courants nominaux 10%, 50%, 100%)
• Étalonnage à différents points de température (si disponible)

VII. tendances et perspectives du marché

7.1 Chargement à haute puissance

Avec la popularité des modèles de plates-formes à haute tension de 800 V, la puissance des superchargeurs atteint 480 kW, voire plus, ce qui impose des exigences plus élevées en matière de spécifications de courant et de capacité de dissipation thermique du shunt.

7.2 Chargement par refroidissement liquide

L'utilisation de pistolets de chargement refroidis par liquide et de piles de chargement refroidies par liquide a modifié la gestion thermique des piles de chargement, et la sélection et l'installation des shunts doivent être adaptées en conséquence.

7.3 Intelligence

L'interaction entre les piles de chargement, les véhicules et les réseaux électriques est de plus en plus intelligente, et les exigences en matière de temps réel et de précision pour la mesure du courant ne cessent de s'améliorer.

VIII. résumé

En tant qu'instrument de mesure, la précision de la mesure du courant des pieux de charge est soumise à des réglementations strictes. Grâce à sa haute précision, son faible coût et sa stabilité à long terme, le shunt est devenu la solution la plus courante pour la détection du courant des piles de chargement en courant continu. Dans les applications pratiques, il est nécessaire de sélectionner un modèle complet en fonction du niveau de puissance de la pile de chargement, de l'environnement de travail, des exigences de mesure et d'autres facteurs, et de prêter attention au conditionnement du signal, à la protection CEM, à la dissipation thermique et à d'autres détails dans la conception du système pour s'assurer qu'il répond aux normes nationales et protège les droits et les intérêts des consommateurs.