确保EV充电的高精度直流电流测量，微电网应用
文章作者:Loic Moreau和Patrick Fuchs
由于EV充电站增殖，客户需要能够依赖DC测量的准确性，因为DC能量消耗和计费之间的关系。
德勤(Deloitte) 2020年的一份报告预测，电动汽车总销量将从2020年的250万辆增长到2025年的1120万辆，然后在2030年达到3110万辆，这意味着未来十年的复合年增长率为29%。这意味着电动汽车将占据新车销售市场近三分之一的份额。这将需要对充电站进行巨额投资，消费者将要求严格监管和控制直流测量的准确性和可靠性——这将控制他们必须支付的金额。德国领先的电力仪表公司Zes Zimmer正与丹麦电流传感器公司Danisense合作，提供精密直流计量解决方案。
随着电动汽车使用量的增加，电动汽车充电站也在不断增加。在德国，城市和城镇有很多充电站，越来越多的工作场所也有。目前已经有可以提供高达350千瓦的充电站。客户需要能够依赖直流能量传输测量的准确性，因为在消耗的能量和计费之间有直接的联系。
2020年初，德国标准组织VDE接洽了功率分析领域的技术领导者之一Zes Zimmer，该组织正在努力确保电动汽车充电站使用的直流电表的正确验证、校准和认证。Zes Zimmer已经提供了能够精确测量32a电流的仪器，但是对于大到几百千瓦的装置来说，需要测量更大的电流，在几百安培的范围内。这就需要使用外部电流传感器。
图1显示了带有Zes Zimmer LMG641功率分析仪的测量设置，以及来自Danisense的外部DS600电流检测器。为了校准DC表，能量供应由精密PSU产生，并并联地进入能量计和参考功率分析仪。此外，能量计的脉冲输出连接到LMG600的外部循环输入，允许分析仪将其测量周期同步，用于电压，电流，功率和能量到仪表的脉冲。由于外部循环输入以超过5MHz采样，所以脉冲将可靠且精确地捕获。
一旦脉冲间隔与功率分析仪的测量周期同步，就可以记录它们的长度。结合使用高度稳定和准确的直流电源，这允许间隔的准确性，从而可以简单地验证计算的能量。齐齐默的LMG600功率分析仪允许定制的GUI模拟特定的应用程序。这个GUI可以由内置的Script Editor提供值，并且只显示那些与应用程序相关的参数。图2显示了一个示例。
在其自己的情况下，LMG600系列在500μA至32臂的电流输入范围内提供精确的直流测量。为了扩展此当前输入范围，Zes Zimmer正在与Danisense合作。基于零通量原理，Danisense电流传感器将测量精度降至1ppm，Zes Zimmer Lmg600电力分析仪和Danisense DS600的组合导致高度准确但简单的校准测试系统。
有许多不同类型的电流测量技术，从基本的分流和霍尔效应器件到更复杂的系统。决定因素通常是所需的精度，简单的设备不能提供高的精度。Danisense专有磁通门是一种固定励磁频率和二次谐波零磁通的闭环补偿技术检测(A1)（图3）。它将复杂的磁性性能与先进的信号处理相结合，并且通过使用第二谐波，可以提取信号以非常可重复地提供导体中的电流和其直流电流值的测量。此外，Danisense采用双平衡的浮雕结构，该结构部署了两个磁芯，在反对中，类似于概念到惠斯通桥。这提供了自然补偿，消除了由于温度等环境条件而导致的任何漂移的效果。如果在传感器加热的同时为几百个放大器驱动了几百个放大器的直流电流，这是重要的。因此，温度稳定性至关重要。
Zes Zimmer提供了一种具有内置智能的电缆，以方便Danisense电流传感器的简单设置，如图4所示的DS600，由Zes Zimmer作为Plug 'n 'Measure PCT600销售，它能够自动识别连接的传感器类型和LMG600电流输入的配置。每一个重要的参数，如精确比例系数，延迟补偿变量，最后校准日期，传感器类型，将被功率分析仪读取和自动使用。此外，传感器是通过LMG600主动供电，所以不需要单独的电源。Danisense提供一系列的产品，使电流测量扩展到2,000 Arms (3,000 a峰值或DC)甚至更高。
zeszimmer功率分析仪与Danisense传感器结合在一起，被VDE等机构用于现场测试安装在电动汽车充电站的直流仪表的准确性，以符合Eichrecht等相关标准。E-VDE-AR-E 2418-3-100。直流电表的制造商也在使用它们进行合规前测试，然后将它们送去接受独立认证，以确保它们将得到积极的结果。因此，不需要额外的设备，所有的设置都是简化的，通过Zes Zimmer和Danisense之间的合作是非常有用的。
直流微型智能电网"
另一个呼叫类似方法的应用程序是1,500V DC Microgrids。例如，在风或太阳能产生电力的应用中，为什么转换为AC？为什么不直接使用直流电源？据预测，未来的房屋将在DC上运行，导致显着的效率效益。如果车辆在车库中被充电过夜，这可能是特别有价值的。这导致一个称为DC Microgrid的系统。高压交流电网仍然存在，但与其旁边，DC盒连接到直流发电机，大多是可再生能源发生器和消费产品。再次，测试，校准和认证这种系统将呼叫高精度，稳定的直流电流测量。
建立客户的信任和信心是至关重要的，即EV充电站和其他能源系统中使用的DC仪表高度准确和定期校准。Zes Zimmer Power分析仪和Danisense电流检测传感器的组合提供了精确，稳定的测量，可重复且简单地促进。这就是为什么VDE等知名机构正在使用这种方法。
这篇文章最初发表于电子产品．
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