Con la rapida diffusione dei veicoli elettrici (EV) negli ultimi anni, le pile di ricarica CC (pile di ricarica rapida), in quanto infrastrutture critiche per il rapido rifornimento di energia, hanno attirato l'attenzione diffusa per la loro composizione tecnica e i principi di funzionamento. Tra i loro componenti principali, Contatori di energia CC fungere da dispositivo di misurazione indispensabile, svolgendo un ruolo fondamentale nel processo di ricarica. Per comprendere perché le pile di ricarica CC devono essere dotate di contatori di energia CC dedicati anziché di contatori di energia CA convenzionali, è necessaria un’analisi approfondita da molteplici punti di vista, inclusi i principi di ricarica, l’accuratezza della misurazione e il funzionamento commerciale.

1. Principi di carica della conversione AC-DC Determinare il punto di misurazione

La funzione fondamentale di una pila di ricarica CC è convertire e trasmettere energia elettrica in diverse forme. L'energia fornita dalla rete alla pila di ricarica è corrente alternata (CA), mentre la batteria di alimentazione del veicolo elettrico accetta e immagazzina corrente continua (CC). Pertanto, la struttura interna della pila di ricarica deve prima utilizzare unità di conversione CA/CC come raddrizzatori e moduli di potenza per convertire la CA in ingresso in CC che corrisponda alle caratteristiche di tensione e corrente della batteria. Solo dopo questo processo di conversione l’energia elettrica viene fornita all’interfaccia di ricarica del veicolo elettrico. Utilizzare un contatore di energia CA per la misurazione dopo questa conversione sarebbe errato quanto utilizzare un contatore di acqua grezza per misurare il volume di acqua potabile purificata dopo la filtrazione.

I contatori di energia CC sono collegati in serie nel circuito di uscita CC dopo il raddrizzatore, misurando direttamente l'energia CC convertita che sta per essere caricata nella batteria. Questo principio di "misurazione dove l'energia viene consumata" garantisce la coerenza tra l'oggetto misurato e l'energia effettiva consumata, ponendo le basi fisiche per una misurazione equa.

2. Un requisito imperativo per garantire un regolamento del commercio equo e un'elevata precisione

Trattandosi di strutture operative commerciali, l’accuratezza dei dati di misurazione dell’energia provenienti dalle pile di ricarica ha un impatto diretto sugli interessi economici sia degli operatori che dei consumatori. La ricarica CC è caratterizzata tipicamente da elevata potenza, breve durata della ricarica ed elevati costi per singola ricarica, imponendo quindi requisiti estremamente severi in termini di precisione di misurazione.

Contatori di energia CC sono specificatamente progettati e calibrati per la misurazione dei parametri DC. Possono misurare direttamente la tensione e la corrente CC senza conversione aggiuntiva, calcolando così la potenza e il consumo energetico cumulativo e riducendo al minimo gli errori di misurazione introdotti dai collegamenti intermedi.

Inoltre, il processo di ricarica dei veicoli elettrici è regolato dinamicamente dal sistema di gestione della batteria (BMS), con conseguenti ampie fluttuazioni di tensione e corrente (ad esempio, la corrente può variare da diversi ampere a centinaia di ampere). I contatori di energia CC professionali sono progettati per soddisfare questa caratteristica, basandosi su sensori di corrente ad alta linearità (come sensori Hall a circuito chiuso o shunt di precisione) e ADC (convertitori analogico-digitali) ad alta velocità e precisione per ottenere Eccellente precisione di misurazione in un'ampia gamma dinamica. Mantenere la precisione durante l’intero processo di ricarica, dalla ricarica di mantenimento alla ricarica di potenza di picco, è la garanzia tecnica fondamentale per rafforzare la fiducia dei consumatori ed evitare controversie in materia di risoluzione. Questo è anche un requisito universale specificato nelle normative metrologiche globali, con standard chiari delineati in norme internazionali come IEC 62053-41 per i sistemi statici. Contatori di energia CC .

3. La base dati per il monitoraggio del sistema e la gestione intelligente

La gestione operativa delle moderne pile di ricarica CC si è evoluta oltre le funzioni di ricarica di base, spostandosi verso l’intelligenza e il networking. In questo processo, i contatori di energia CC forniscono molto più di una semplice lettura del consumo energetico finale. Essendo unità di misura di precisione, possono monitorare in tempo reale i principali parametri elettrici sul lato CC, tra cui tensione di uscita, corrente di uscita, potenza istantanea e qualità dell'energia (come l'ondulazione).

Questi dati in tempo reale costituiscono il “sistema sensoriale” per la gestione intelligente delle pile di ricarica. La piattaforma di gestione operativa può sfruttare questi dati per valutare la stabilità del processo di ricarica, condurre la diagnosi dei guasti necessaria e l'allarme tempestivo (ad esempio, attivando arresti di protezione in caso di sovratensione o sovracorrente rilevata). Ancora più importante, questi dati fungono da base fondamentale per realizzare una distribuzione dinamica della potenza tra più pistole di ricarica in una stazione, ottimizzando le curve di ricarica per prolungare la durata della batteria, conducendo analisi raffinate dell’efficienza energetica e preparandosi per la misurazione nei futuri sistemi di flusso di energia bidirezionale Vehicle-to-Grid (V2G). Senza i dati accurati lato DC forniti dai contatori di energia DC, le pile di ricarica funzionerebbero semplicemente come attuatori “scatola nera”, portando a compromessi significativi in ​​termini di sicurezza, efficienza economica e livello di intelligenza.

Conclusione

La necessità di utilizzare Contatori di energia CC nelle pile di ricarica DC è determinato congiuntamente dal loro principio di funzionamento AC-DC, dai rigorosi requisiti per un regolamento del commercio equo e dalle esigenze approfondite di una gestione operativa intelligente. I contatori di energia CC fungono non solo come "scala standard" per una ricarica equa, ma anche come "monitor" per garantire il funzionamento sicuro e stabile del sistema e, cosa ancora più importante, come "pietra angolare dei dati" a supporto del futuro ecosistema di ricarica intelligente. Con l'avanzamento della tecnologia di ricarica rapida verso la ricarica ultraveloce (>350 kW) e persino la ricarica a livello di megawatt, la misurazione precisa e l'elevata affidabilità dei contatori di energia CC a livelli di potenza più elevati e condizioni operative più complesse diventeranno sempre più vitali e insostituibili.