电动汽车传导充电系统国际标准(IEC 61851-1)定义了4种EV充电模式1。NI直流和交流电源测试解决方案可仿真真实条件,对于测试和验证电动汽车组件和系统至关重要。测试解决方案选择会因充电模式而异。
图9: 从上到下分别为EV充电模式1至4
交流充电
模式1:极慢交流充电模式
模式1是极慢交流充电模式,通常使用最高16 A的标准住宅交流电源插座。直接通过车载充电器(Onboard Charger, OBC)进行充电,无需通信。
模式2/模式3:慢速至半快速交流充电
模式2为慢速交流充电,最大电流为32 A,而模式3为半快速交流充电,最大电流为80 A。这些模式使用电动汽车供电设备(Electric Vehicle Supply Equipment, EVSE)协议,将车载充电器(OBC)作为电池充电器,并向其提供交流电(AC)。模式2的充电范围为6 kW至22 kW,用于住宅充电;模式3的充电范围为44 kW,用于公共充电站。两种模式均可通过通信功能控制充电;模式2由线缆信号提供控制,而模式3会同时用到线缆信号和通信协议。上述模式与模式4相比,基础设施成本更低且可用性更高。但由于使用了OBC会降低最大充电速率,这与未使用OBC的模式4有所不同。
图10: 慢速至半快速交流充电组件
在交流充电方面,NI提供以下设备:
NHR-9410再生电网仿真系统可仿真公用电网。NHR-9430再生交流负载系统可仿真交流负载。
图11: 交流充电设备
直流充电
模式4:直流快速充电
模式4是快速直流充电,通常用于公共充电器。在模式4下,直流电源可直接为电池充电。由于该模式不使用OBC,因此可实现非常高的充电功率,从50 kW到300 kW甚至更高。这种快速、大功率的充电方式需要的基础设施成本更高也更复杂,包括使用线缆信号和通信协议。
图12: 直流快速充电组件
在直流充电方面,NI提供以下设备:
NHR-9410再生电网仿真系统可仿真公用电网。NHR-9200中压直流电池模组充放电测试系统和仿真器以及NHR-9300高压直流电池包充放电测试系统和仿真器可仿真电池或直流快速充电器。
图13:直流充电设备
电网仿真与模拟(车载充电器和车辆到电网)
EV充电应用中,测试工程师依赖于使用电池仿真器来测试OBC等组件。通过模拟将实际电池连接到此类组件,工程师可以在更快、更安全且可重复的环境中进行测试。NI提供灵活的模块化电池测试解决方案,可用于仿真或模拟具有快速瞬态能力、再生电源、内置安全隔离继电器、接触器等功能的不同EV充电模式。
图14: 车载充电器设备
NHR-9410再生电网仿真系统可仿真公用电网。NHR-9200中压直流电池模组充放电测试系统和仿真器以及NHR-9300高压直流电池包充放电测试系统和仿真器可仿真电池或直流快速充电器。
图15: 车辆到电网(V2G)充电设备
NHR-9410再生电网仿真系统可仿真公用电网。
NHR-9430再生交流系统可仿真交流负载。
1.SAE将这些充电模式定义为以下级别:1级=模式1,2级=模式2和3,3级=模式4