ด้วยความนิยมอย่างรวดเร็วของยานพาหนะไฟฟ้า (EV) ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เสาชาร์จ DC (เสาชาร์จเร็ว) ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญสำหรับการเติมพลังงานอย่างรวดเร็ว ได้ดึงดูดความสนใจอย่างกว้างขวางสำหรับองค์ประกอบทางเทคนิคและหลักการทำงาน ในบรรดาองค์ประกอบหลักของพวกเขา เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์วัดแสงที่ขาดไม่ได้ โดยมีบทบาทสำคัญในกระบวนการชาร์จ เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดกองชาร์จ DC จึงต้องติดตั้งมิเตอร์วัดพลังงาน DC โดยเฉพาะ แทนที่จะเป็นมิเตอร์วัดพลังงาน AC แบบทั่วไป จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์เชิงลึกจากหลายมุมมอง รวมถึงหลักการชาร์จ ความแม่นยำในการวัดปริมาณ และการดำเนินการเชิงพาณิชย์

1. หลักการชาร์จของการแปลง AC-DC จะกำหนดจุดวัดแสง

หน้าที่พื้นฐานของกองชาร์จ DC คือการแปลงและส่งพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบต่างๆ พลังงานที่จ่ายโดยกริดไปยังกองชาร์จคือไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ในขณะที่แบตเตอรี่พลังงาน EV จะยอมรับและเก็บไฟฟ้ากระแสตรง (DC) ดังนั้น โครงสร้างภายในของกองชาร์จจึงต้องใช้หน่วยแปลงไฟ AC/DC เช่น วงจรเรียงกระแสและโมดูลพลังงานก่อน เพื่อแปลงไฟ AC อินพุตเป็น DC ให้ตรงกับลักษณะแรงดันและกระแสของแบตเตอรี่ หลังจากกระบวนการแปลงนี้เท่านั้น พลังงานไฟฟ้าที่ส่งไปยังอินเทอร์เฟซการชาร์จของ EV การใช้มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อสูบจ่ายหลังการแปลงนี้อาจผิดพลาดพอๆ กับการใช้มิเตอร์น้ำดิบเพื่อวัดปริมาตรน้ำดื่มบริสุทธิ์หลังการกรอง

มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเชื่อมต่อแบบอนุกรมในวงจรเอาต์พุตไฟฟ้ากระแสตรงหลังวงจรเรียงกระแส ซึ่งเป็นการวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงที่แปลงแล้วซึ่งกำลังจะชาร์จเข้าแบตเตอรี่โดยตรง หลักการของ "การวัดแสงในที่ที่มีการใช้พลังงาน" ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสอดคล้องกันระหว่างวัตถุที่วัดค่าและพลังงานจริงที่ใช้ไป ซึ่งวางรากฐานทางกายภาพสำหรับการสูบจ่ายที่ยุติธรรม

2. ข้อกำหนดที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการตกลงทางการค้าที่เป็นธรรมและมีความแม่นยำสูง

เนื่องจากเป็นสถานประกอบการเชิงพาณิชย์ ความถูกต้องของข้อมูลการวัดพลังงานจากเสาชาร์จจึงส่งผลโดยตรงต่อผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจของทั้งผู้ปฏิบัติงานและผู้บริโภค โดยทั่วไปการชาร์จแบบ DC จะให้พลังงานสูง ระยะเวลาการชาร์จสั้น และค่าใช้จ่ายในการชาร์จครั้งเดียวสูง จึงเป็นข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งในด้านความแม่นยำในการสูบจ่าย

เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ได้รับการออกแบบและสอบเทียบโดยเฉพาะสำหรับการวัดพารามิเตอร์ DC สามารถวัดแรงดันและกระแส DC ได้โดยตรงโดยไม่ต้องแปลงเพิ่มเติม จึงคำนวณกำลังและการใช้พลังงานสะสม และลดข้อผิดพลาดในการวัดที่เกิดจากลิงก์ระดับกลางให้เหลือน้อยที่สุด

นอกจากนี้ กระบวนการชาร์จ EV ยังได้รับการควบคุมแบบไดนามิกโดยระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ส่งผลให้แรงดันและกระแสผันผวนในวงกว้าง (เช่น กระแสไฟฟ้าอาจมีตั้งแต่หลายแอมแปร์ไปจนถึงหลายร้อยแอมแปร์) มิเตอร์วัดพลังงาน DC ระดับมืออาชีพได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาเพื่อรองรับคุณลักษณะนี้ โดยอาศัยเซ็นเซอร์กระแสเชิงเส้นสูง (เช่น เซ็นเซอร์ฮอลล์แบบวงปิดหรือตัวสับเปลี่ยนที่แม่นยำ) และ ADC ความเร็วสูงที่มีความแม่นยำสูง (ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิทัล) เพื่อให้บรรลุผล ยอดเยี่ยม ความแม่นยำในการวัดแสงในช่วงไดนามิกกว้าง การรักษาความถูกต้องแม่นยำตลอดกระบวนการชาร์จทั้งหมด ตั้งแต่การชาร์จแบบหยดไปจนถึงการชาร์จพลังงานสูงสุด คือการรับประกันทางเทคนิคหลักในการสร้างความไว้วางใจของผู้บริโภคและหลีกเลี่ยงข้อพิพาทในการระงับข้อพิพาท นี่เป็นข้อกำหนดสากลที่ระบุไว้ในกฎระเบียบด้านมาตรวิทยาสากล โดยมีมาตรฐานที่ชัดเจนระบุไว้ในบรรทัดฐานสากล เช่น IEC 62053-41 สำหรับไฟฟ้าสถิต เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง .

3. มูลนิธิข้อมูลเพื่อการตรวจสอบระบบและการจัดการอัจฉริยะ

การจัดการการปฏิบัติงานของแท่นชาร์จ DC สมัยใหม่มีการพัฒนาไปมากกว่าฟังก์ชันการชาร์จขั้นพื้นฐาน โดยมุ่งไปสู่ระบบอัจฉริยะและเครือข่าย ในกระบวนการนี้ มิเตอร์วัดพลังงาน DC ให้มากกว่าการอ่านค่าการใช้พลังงานขั้นสุดท้าย เนื่องจากเป็นหน่วยการวัดที่แม่นยำ สามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าที่สำคัญบนฝั่ง DC ได้แบบเรียลไทม์ รวมถึงแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุต กระแสเอาท์พุต กำลังไฟฟ้าขณะนั้น และคุณภาพกำลังไฟฟ้า (เช่น การกระเพื่อม)

ข้อมูลแบบเรียลไทม์เหล่านี้ก่อตัวเป็น "ระบบประสาทสัมผัส" สำหรับการจัดการกองชาร์จอย่างชาญฉลาด แพลตฟอร์มการจัดการการปฏิบัติงานสามารถใช้ประโยชน์จากข้อมูลนี้เพื่อประเมินความเสถียรของกระบวนการชาร์จ ดำเนินการวินิจฉัยข้อผิดพลาดที่จำเป็น และการเตือนล่วงหน้า (เช่น การกระตุ้นการปิดระบบป้องกันในกรณีที่ตรวจพบแรงดันไฟฟ้าเกินหรือกระแสเกิน) ที่สำคัญกว่านั้น ข้อมูลเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำคัญในการทำให้เกิดการกระจายพลังงานแบบไดนามิกระหว่างปืนชาร์จหลายตัวในสถานี การปรับกราฟการชาร์จให้เหมาะสมเพื่อยืดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ดำเนินการวิเคราะห์ประสิทธิภาพพลังงานที่ได้รับการปรับปรุง และการเตรียมการสำหรับการวัดค่าในระบบการไหลของพลังงานสองทิศทางแบบ Vehicle-to-Grid (V2G) ในอนาคต หากไม่มีข้อมูลด้าน DC ที่แม่นยำจากมิเตอร์วัดพลังงาน DC เสาเข็มชาร์จจะทำหน้าที่เป็นตัวกระตุ้น "กล่องดำ" เท่านั้น ซึ่งนำไปสู่การลดทอนความปลอดภัย ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ และระดับสติปัญญาลงอย่างมาก

บทสรุป

ความจำเป็นในการใช้งาน เครื่องวัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง ในกองชาร์จ DC ถูกกำหนดร่วมกันโดยหลักการทำงานหลัก AC-to-DC ข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับการชำระบัญชีการค้าที่เป็นธรรม และความต้องการเชิงลึกของการจัดการการดำเนินงานอัจฉริยะ มิเตอร์วัดพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็น "มาตราส่วนมาตรฐาน" สำหรับการชาร์จที่ยุติธรรมเท่านั้น แต่ยังเป็น "จอภาพ" เพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพของระบบ และที่สำคัญกว่านั้นคือ เป็น "รากฐานที่สำคัญของข้อมูล" ที่สนับสนุนระบบนิเวศการชาร์จอัจฉริยะแห่งอนาคต ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีชาร์จเร็วไปสู่การชาร์จเร็วพิเศษ (>350kW) และแม้แต่การชาร์จระดับเมกะวัตต์ การวัดที่แม่นยำและความน่าเชื่อถือสูงของมิเตอร์วัดพลังงาน DC ภายใต้ระดับพลังงานที่สูงขึ้นและสภาพการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้นจะมีความสำคัญมากขึ้นและไม่สามารถทดแทนได้