隨著全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDGs）的推進(jìn)和社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，汽車電動(dòng)化（EV化）已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，然而這一趨勢(shì)也帶來了一系列的測(cè)量難題：

車用充電器的需求激增，家用單相AC電源顯然不能滿足要求。人們必須尋求更高效快速的充電解決方案——能在短時(shí)間內(nèi)充滿足夠電量的車載充電機(jī)——高壓車載充電機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。它必須在自身內(nèi)部進(jìn)行升壓并支持800V系統(tǒng)電池。

如何改善功率因數(shù)以實(shí)現(xiàn)高效供電？充電器配備有功率因數(shù)校正電路（Power Factor Correction、PFC）又是否可行？應(yīng)該如何進(jìn)行車載充電機(jī)（On Board Charger：OBC）測(cè)試？

現(xiàn)實(shí)的難題推動(dòng)著橫河創(chuàng)新的腳步，讓我們一起探索更高電壓的車載充電機(jī)(OBC)測(cè)試的解決方案，解鎖橫河王牌產(chǎn)品的細(xì)分優(yōu)勢(shì)，打破測(cè)試桎梏，用一體化測(cè)試方案為您量身打造專屬模式，讓您的測(cè)量體驗(yàn)更上一層樓。

WT5000——OBC系統(tǒng)測(cè)試首選

橫河WT5000作為一款已擁有世界上超高等級(jí)測(cè)量精度的設(shè)備，以總體測(cè)量精度±0.03%（50/60Hz）的卓越性能，幫助電動(dòng)汽車OBC系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率提升，其外觀如圖1所示，它的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)則體現(xiàn)在以下多個(gè)方面：01  模塊化設(shè)計(jì)打通測(cè)試壁壘橫河WT5000采用模塊化功率輸入單元，幫助用戶輕松實(shí)現(xiàn)7路輸入，打通測(cè)試鏈路，并在總結(jié)多年技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上將高精度的測(cè)量電路裝入緊湊的輸入單元內(nèi)部，不斷拓寬高效測(cè)試的輻射面。此外用戶還可根據(jù)實(shí)際用途從額定輸入30A、額定輸入5A、電流傳感器專用輸入單元這三種類型的輸入單元中自行更換或擴(kuò)展相關(guān)應(yīng)用，持續(xù)豐富測(cè)試場(chǎng)景。

圖1　高精度功率分析儀WT5000

02  高電壓大電流測(cè)量不在話下短時(shí)間充電需求正逐漸增長(zhǎng)，也推動(dòng)著充電器和電池領(lǐng)域不斷向高壓化邁進(jìn)。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的技術(shù)保障就是測(cè)量輸出功率的高精度、高效率。橫河功率分析儀WT5000最大輸入電壓為1500 Vdc，再與專屬的AC/DC電流傳感器組合，即可升華為高效測(cè)試的超強(qiáng)配置：當(dāng)用戶借助如圖2所示的AC/DC電流傳感器CT1000A/CT2000A時(shí)，WT5000即可測(cè)量最大2000 Arms（3000 Apeak）的電流。

圖2　AC/DC電流傳感器CT1000A(左)和CT2000A(右)當(dāng)用戶參考圖3所示，用WT5000搭載最多7個(gè)功率模塊，或多個(gè)單相和三相功率的系統(tǒng)，再配合AC/DC電流傳感器CT1000A，即可高精度測(cè)量出直流電壓、交流電壓、功率因數(shù)、THD、輸入輸出間效率等參數(shù)。

圖3　WT5000和AC/DC電流傳感器CT1000A

03  AC/DC轉(zhuǎn)換、DC/AC轉(zhuǎn)換的高精度效率測(cè)量

電動(dòng)汽車所用的普通充電器內(nèi)部搭載了幾種轉(zhuǎn)換電路，且連接方式為普通的AC商用電源。為高效獲取至關(guān)重要的抑制高次諧波，OBC配備有PFC電路，并內(nèi)置了用于控制DC電壓電平的DC/DC轉(zhuǎn)換器等，從設(shè)計(jì)角度出發(fā)盡可能減少電路中的功率損耗。

圖4　電壓、電流、功率因數(shù)、THD等的顯示示例

因此，以多通道輸入為特點(diǎn)的WT5000將是工程師們以高精度測(cè)量獲取各電路效率的金鑰匙。

圖5　車載充電器OBC概要

04  累積電能、累積電流量測(cè)量與此同時(shí)，WT5000配備有長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量的耗電量（Wh）和消耗電流（Ah）的累積功能，為用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)深度分析比對(duì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如圖6所示，WT5000累積功能包括有功功率的累積（電能）、電流的累積（電量）、視在功率的累積（視在電能）以及無功功率的累積（無功電能）。此外，累積功能搭載有兩種模式，一種是測(cè)量電池等的充放電模式，另一種是測(cè)量交流電的售電和購(gòu)電模式，用戶可根據(jù)不同的測(cè)試需求進(jìn)行相應(yīng)選擇。

圖6　累積功率、累積電流的測(cè)量畫面示例

WT1800E——功率測(cè)量的性價(jià)比之選

針對(duì)不同的用戶，橫河也為您提供了高性價(jià)比的備選方案。WT1800E作為一款優(yōu)秀的中端功率分析儀，其性能也可滿足OBC測(cè)試的要求。

圖7　WT1800E高精度功率分析儀

針對(duì)不同的用戶，橫河也為您提供了高性價(jià)比的備選方案。WT1800E作為一款優(yōu)秀的中端功率分析儀，其性能也可滿足OBC測(cè)試的要求。

• 功率基本精度: ±0.1%
• 電壓、電流頻率帶寬: 5MHz(?3dB)
• 采樣速度: 約2MS/s(16-bit)
• 最大6輸入單元
• 最大500次、兩條線路同時(shí)測(cè)量諧波
• 通過事件觸發(fā)保存數(shù)據(jù)

如何實(shí)現(xiàn)OBC系統(tǒng)的測(cè)試逆襲？DL950——瞄準(zhǔn)異常，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間記錄橫河的示波記錄儀DL950和混合信號(hào)示波器DLM3000/DLM5000也是充電器開發(fā)環(huán)節(jié)中的重要助攻。DL950作為一款多通道絕緣型波形觀測(cè)器，正以其高精度、高性能的特點(diǎn)席卷測(cè)試領(lǐng)域：如圖8所示，DL950的雙捕獲功能，可助力用戶通過不同的采樣率捕捉波形；若用戶想掌握信號(hào)長(zhǎng)時(shí)間的變化趨勢(shì)，則可通過低速采樣進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并輔以高速采樣捕捉突發(fā)過渡現(xiàn)象的波形；同時(shí)還可使用IS8000打通軟件與硬件的壁壘，按照IEEE1588的標(biāo)準(zhǔn)要求將所獲取到的波形數(shù)據(jù)與WT5000的功率數(shù)值進(jìn)行同步顯示，為用戶在功率波動(dòng)時(shí)進(jìn)行詳細(xì)的波形觀測(cè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖8　使用DL950雙捕獲功能的測(cè)量示例

DLM3000/DLM5000——PFC電路的波形觀測(cè)

在高壓車載領(lǐng)域有測(cè)試需求的用戶，不僅可借助WT5000、WT1800E等設(shè)備進(jìn)行OBC系統(tǒng)測(cè)試，還可使用混合信號(hào)示波器DLM3000和DLM5000（8通道），確認(rèn)PFC電路和雙向電路的動(dòng)作，更靈活地觀測(cè)波形，確保測(cè)試準(zhǔn)確全面。隨著電動(dòng)汽車的普及和電池高壓化的發(fā)展，車載充電機(jī)的測(cè)試需求將愈發(fā)緊迫。橫河作為測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的佼佼者，將不斷推出創(chuàng)新解決方案，助力用戶應(yīng)對(duì)各種挑戰(zhàn)。