Feldprüfverfahren für Ladesäulen von Elektrofahrzeugen
Als Techniker, der tief in die Prüfung von Ladestationen an vorderster Front involviert ist, macht mir meine tägliche Arbeit eines klar: Mit dem Anstieg des Lebensstandards steigt auch der Bedarf an Fahrzeugen. Zusammen mit der wachsenden Beliebtheit umweltfreundlicher Konzepte boomt die Elektrofahrzeug-Industrie. Ladestationen, als „Lebensader“ der Elektrofahrzeuge, bestimmen direkt, ob diese stabil und sicher betrieben werden können. Kurz gesagt, unsere Aufgabe bei der Prüfung besteht darin, Ladestationen zu „diagnostizieren“, um ihre Leistungsfähigkeit sicherzustellen. Diese Arbeit erfordert Sorgfalt und Präzision.
1. Überblick über Elektrofahrzeug-Ladestationen: Branchenentwicklung und Bedeutung der Prüfung
Die globale Fertigungsindustrie läuft auf Hochtouren und verbraucht Ressourcen in einem atemberaubenden Tempo. Kritische Ressourcen wie Erdöl werden in verschiedenen Sektoren heftig umkämpft, und die Vorräte schwinden schnell. Als Abkömmling von Erdöl hat die Nachfrage nach Benzin und Diesel zusammen mit der zunehmenden Anzahl von Fahrzeugen explosionsartig zugenommen. Aus umwelt- und nachhaltigkeitsbezogener Sicht sind brennstoffbetriebene Fahrzeuge dazu bestimmt, ausgemustert zu werden. Derzeit gewinnen Hybrid- und reine Elektrofahrzeuge an Popularität, da sie wenig oder gar keinen Treibstoff verbrauchen, und die Ladeausrüstungsindustrie floriert im Einklang damit, wobei ständig neue Technologien und Geräte entstehen.
Von der Prüfungsperspektive gibt es mehrere wichtige Klassifizierungen für Ladeausrüstungen:
AC-Ladestationen fungieren als „Mittelsmänner“, die Wechselstrom an das Bordladungssystem liefern: Einphasenstationen eignen sich für kleine Fahrzeuge, bei denen eine vollständige Aufladung in der Regel 3–8 Stunden dauert; Dreiphasenstationen ermöglichen schnelles Laden für mittlere bis große Busse, die in einer halben Stunde 80 % der Kapazität erreichen. Durch jahrelange Prüfungen habe ich erkannt, dass die Prüfung von Ladestationen „komplett“ sein muss – Parameter wie Ausgangsspannung, -strom und -frequenz spiegeln direkt die Steuerung, Datenerfassung und -verarbeitung der Station wider. Darüber hinaus ist die Sicherheit von Ladestationen „lebenswichtig“; ein Defekt kann ein Elektrofahrzeug unbrauchbar machen.
Allerdings haben aktuelle Prüfmethoden Grenzen. Die Umweltprüfmethodik, die physikalische Batterien verwendet, kann keine realistischen Ladebedingungen simulieren, was zu großen Fehlern und geringer Effizienz führt. Dies zwingt uns Frontlinientester, gemeinsam mit der Entwicklung neuer Energiefahrzeuge fortzuschreiten, um Prüfstandards zu verbessern und die Industrie wirklich voranzutreiben.
2. Ortsnahe Prüfmethoden für Elektrofahrzeug-Ladestationen: Praktische Erkenntnisse aus der Frontlinie
2.1 Konfiguration der Ortsnahen Prüfplattform
2.1.1 Hardware-Plattform
Die automatische Prüfplattform, die wir verwenden, muss mit AC-Stationen kompatibel sein und Interoperabilität unterstützen. Zum Beispiel wird bei der Prüfung einer dreiphasigen 63A-Station die AC-Stromversorgung auf 60kVA eingestellt, die 0VAC–300VAC ausgibt, um harmonische Ströme zu minimieren und Netzwerkstörungen zu vermeiden. Eine einphasige separate Belastung, bei der jede Phase separat arbeitet, simuliert die Belastungsbedingungen nichtlinearer Lademodule und Lader, wodurch eine Wirkkraft zweimal so groß wie der Nennstrom erzeugt wird. Diese Parameter-Einstellungen sind „geprüfte“ Erkenntnisse, die aus unzähligen Tests gewonnen wurden.
Ladestationen verlassen sich auf AC-Stromversorgungen und müssen „Störungen“ wie Harmonische und Spannungsabfälle im Hauptnetz simulieren, um sicherzustellen, dass die Daten der Station unter extremen Bedingungen den nationalen Standards entsprechen. Reine ohmsche Lasten werden für einphasige Steuerung programmiert, was die Prüfanforderungen sowohl für einphasige als auch dreiphasige Stationen erfüllt.
Mit der AC-Ladetest-Schnittstelle, um Bodenfehler und Schaltlogik zu simulieren, kombiniert mit Stromversorgungen und Lasten, können wir die Kompatibilität zwischen der Station und dem Elektrofahrzeug verstehen und die Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen überprüfen. Hochpräzise Energiemesser erfassen Spannungs- und Stromdaten; ein 6,5-stelliger Digitalmultimeter ist in der Datenerfassungskarte mit 20 Kanälen für gleichzeitige Messungen installiert. Signalgattergeräte arbeiten mit Oszilloskopen, um Schaltzeichen zu erfassen, und serielle Server verbinden sich mit industriellen Computern für Echtzeit-Datenaustausch und Berichterstattung. Diese Hardware-Konfiguration ist das „Rückgrat“ der Prüfgenauigkeit.
2.1.2 Prüfsoftware
Die Software muss offen sein, um verschiedene Prüfdaten zu integrieren, um Geräte, Programme und Berichte zentral zu verwalten und gleichzeitig die Datensicherheit zu gewährleisten. Die Software, die ich häufig verwende, verfügt über eine sekundäre Programmierschnittstelle, die es Frontlinientestern erleichtert, Programme anzupassen und Daten zu verarbeiten.
Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ist hochfunktional: Parameternachweis, dynamische Anzeige, Betriebssteuerung und Berichterstellung, mit Online-Anpassung der Schnittstellenwirkung. Das Client-Modul kommuniziert über Daten-Schnittstellen und Steuerbefehle; das Steuerbefehlsmodul empfängt, führt und überprüft Befehle aus, die Geräteschnittstellen einheitlich verwalten. Bei Änderungen an der Hardware werden Konfigurationen aktualisiert, um Upgrades zu vereinfachen. Das Datenmodul ist verantwortlich für die Datenerfassung, -speicherung und -verarbeitung, trennt Parameter- und Ergebnisprüfung und definiert Hardwarekonfigurationen.
Ich bin gut vertraut mit dem Software-Betriebsablauf: Anmelden, Testelemente auswählen, Programmbefehle in Echtzeit anpassen und Befehle an den Steuerkasten senden. Nach der Ausführung eines Projekts können Bearbeitungsbefehle links und Variablen/Berichte rechts eingesehen werden. Die Online-Überwachung ermöglicht die Anpassung von Oszilloskopen und Energieanalysatoren; starten Sie die Prüfung, sammeln Sie Daten und speichern Sie sie in einem Ordner. Dieser strukturierte Prozess erhöht die Prüffeffizienz erheblich.
2.2 Prüfelemente: Schlüsselkontrollpunkte für Frontlinientests
2.2.1 Prüfung des Äußeren und der Struktur
Bei jedem Test ist mein erster Schritt, die Gehäuse und Namensschilder der Ladestation zu prüfen. Das Namensschild muss klar und vollständig sein, mit ordnungsgemäßen Sicherheitsvorkehrungen, frei von Rost oder Staub. „Verborgene Aspekte“ wie Stromversorgung, Betriebsumgebung, elektrischer Schockschutz und elektrischer Abstand müssen strikt den Standards entsprechen. Der Körper der Station muss sauber, ohne Risse und Grate, und mit ordentlich angeordneten Leitungen sein. Ein Not-Aus-Taster ist obligatorisch, um bei Fehlfunktionen sofort den Strom abzuschalten. Der Körper der Station muss belastbar, korrosions- und hitzebeständig sein, und seine internen Komponenten müssen vor Wasser und Rost geschützt sein. Jede Vernachlässigung dieser Details könnte potenzielle Gefahren bergen.
2.2.2 Prüfung von Indikatoren und Anzeigen
Obwohl klein, sind Indikatoren und Anzeigen entscheidend! Überprüfen Sie ihren Status während des Ladens, bei Fehlfunktionen und im Betrieb: Indikatoren sollten während des Betriebs leuchten oder blinken, bei normaler Einschaltung konstant leuchten, beim Laden konstant leuchten (Betriebsindikator) und der Ladeindikator ausgeschaltet sein, und bei Überspannung/Überstrom einen konstanten Betriebsindikator mit blinkendem Fehlertext anzeigen. Sie müssen auch in Echtzeit Batteriedaten, Ladedauer, Spannung und Strom anzeigen, sowie Fehlwarnungen und manuelle Aufzeichnungen. Fehlfunktionen dieser Funktionen lassen Fahrer den Status der Station nicht beurteilen.
2.2.3 Funktionsprüfung
Während automatischer oder manueller Prüfungen müssen BMS-Daten verwendet werden, um Ladeparameter anzupassen und die Ladequalität sicherzustellen. Vor der manuellen Bedienung werden Parameter festgelegt, Geräte installiert und die Ausgangsspannung/Stromgrenzwerte in Echtzeit überwacht. Wenn die Spannung bei konstantem Strom die Grenzen überschreitet, wechsle zu konstanter Spannung; wenn der Strom bei konstanter Spannung die Grenzen überschreitet, begrenze den Strom; bei abnormaler AC-Spannung schalte sofort ab. Diese Logiken sind „harte Regeln“ zur Gewährleistung der Ladensicherheit.
2.2.4 Prüfung der Messfunktion
Die Messung ist das „Herz“ der Ladestationen, einschließlich Prüfungen für Betriebs-, Anzeige-, Bezahl- und Uhrzeitfehler. Wenn der Laststrom zwischen Maximum und Minimum liegt, müssen Klasse-1-Stationen einen Fehler ≤±1%, Klasse-2-Stationen ≤±2% haben; Bezahlbeträge müssen mit dem Preis pro Einheit und Energieverbrauch übereinstimmen; der Uhrzeitfehler darf bei der ersten Prüfung 5 Sekunden nicht überschreiten, mit einer Prüfdauer von 3 Minuten. Diese Präzisionsanforderungen beeinflussen direkt die Kosten und die Ladeerfahrung der Nutzer.
3. Anwendungsbeispiele für Ortsnahe Prüfungen von Elektrofahrzeug-Ladestationen: Frontlinien-Kampfprotokolle
3.1 Prüfung von tatsächlichen Stationen und Lasten
3.1.1 Prüfobjekt
Um Prüfmethoden zu validieren, wählte ich eine DC-Station an einer Ladestation, mit Fokus auf deren Lastleistung – Frontlinienprüfungen erfordern „echtweltliche Validierung“, um die Leistung wirklich zu verstehen.
3.1.2 Prüfergebnisse
Am Beispiel der Station Nr. 1 ergaben die Tests:
Dieser Test kombinierte AC- und DC-Seitenmessungen, ermöglichte, dass der Lader unter Last arbeitete, und hielt die konstante Spannung stabil. Bei einer Eingangsspannung von 500V wurde der Laststrom optimiert, und die Leistung wurde in Echtzeit gemessen – dieser umfassende Ansatz bewertete die Leistung der Station gründlich.
3.2 Prüfprobleme und Verbesserungen: Frontlinien-Herausforderungen und Lösungen
Lösung: Mein Team und ich fügten den Geräten Protokoll-Konsistenzberichte hinzu, führten Modi für konstante Spannung/Strom ein und setzten uns für die Geräteintegration ein – Frontlinientester müssen aktiv diese „Engpässe“ lösen.
Lösung: Prüfplattformen müssen diese Szenarien einschließen, um die Stabilität der drahtlosen Kommunikation und die Selbstwiederherstellung bei Fehlern zu bewerten – Frontlinienprobleme müssen während der Prüfung aufgedeckt und gelöst werden.
4. Schlussfolgerung: Die Bestrebungen eines Frontlinientesters für die Branche
Elektrofahrzeuge verlassen sich auf Ladestationen für „Energie“. Um sicherzustellen, dass Ladestationen zuverlässig und langlebig sind, sind effektive Überwachungs- und Inspektionsysteme unerlässlich. Als Frontlinientester arbeiten wir täglich eng mit Stationen zusammen, hoffen, durch Echtzeitprüfungen Leistungs- und Sicherheitsprobleme zu identifizieren, und praktische Lösungen zu implementieren, um sicherzustellen, dass die Neue-Energiefahrzeug-Industrie gedeiht. Der Fortschritt der Branche hängt von solidem Arbeit ab, und wir Tester müssen in diesem kritischen Glied „die Linie halten“.
