رویه‌های آزمون میدانی برای دستگاه‌های شارژ خودروهای برقی

به عنوان یک فنی که عمیقاً در آزمایش پایلوت‌های شارژ در خط مقدم مشغول به کار است، کار روزانه من چیزی را بسیار روشن می‌کند: با افزایش سطح زندگی مردم، تقاضا برای خودروها افزایش می‌یابد. همراه با رواج مفاهیم حفاظت از محیط زیست، صنعت خودروهای الکتریکی (EV) در حال رشد است. پایلوت‌های شارژ، به عنوان "خط حیات" خودروهای الکتریکی، به طور مستقیم تعیین می‌کنند که آیا EV‌ها می‌توانند به صورت پایدار و ایمن عمل کنند. به عبارت دیگر، کار ما در آزمایش این است که "تشخیص" پایلوت‌های شارژ را انجام دهیم تا اطمینان حاصل کنیم که عملکرد آنها قوی است. این کار نیازمند دقت و دقیق بودن است.

1. مروری بر پایلوت‌های شارژ خودروهای الکتریکی: توسعه صنعت و اهمیت آزمایش

صنعت تولید جهانی در حال افزایش سریع است و منابع را با نرخ شگفت‌انگیزی مصرف می‌کند. منابع حیاتی مانند نفت در بخش‌های مختلف به شدت مورد رقابت قرار گرفته و ذخایر آنها به سرعت کاهش می‌یابد. به عنوان یک محصول نفت، تقاضا برای بنزین و دیزل با افزایش تعداد خودروها به طور قابل توجهی افزایش یافته است. از دیدگاه محیط زیست و توسعه پایدار، خودروهای موتوری محیط زیست را مجبور به حذف می‌کنند. در حال حاضر، خودروهای هیبریدی و الکتریکی خالص به دلیل مصرف سوخت کم یا صفر، محبوبیت پیدا کرده‌اند و صنعت تجهیزات شارژ "در حال پرواز" است، با ظهور فناوری‌ها و دستگاه‌های جدید به طور مداوم.

از دیدگاه آزمایش، چندین طبقه‌بندی مهم برای تجهیزات شارژ وجود دارد:

• بر اساس ورودی الکتریکی: پایلوت‌های شارژ AC (که به تبدیل‌کننده برق داخل خودرو وابسته است) و شارژرهای DC (که به طور مستقیم انرژی را به باتری تامین می‌کنند)؛

• بر اساس روش نصب: نصب روی زمین و نصب روی دیوار، که بر اساس شرایط محل انتخاب می‌شوند؛

• بر اساس ساختار دستگاه: جدا و یکپارچه، که تاثیری بر سختی نصب و نگهداری دارد؛

• بر اساس سطح دقت: کلاس 1 و کلاس 2، که دقت اندازه‌گیری انرژی را تعیین می‌کنند. این طبقه‌بندی‌ها "دانش پایه" را تشکیل می‌دهند که قبل از هر آزمایش باید آن را تسلط داشته باشم.

پایلوت‌های شارژ AC به عنوان "واسط" انرژی AC را به سیستم شارژ داخل خودرو تامین می‌کنند: پایلوت‌های تک فاز برای خودروهای کوچک مناسب هستند و معمولاً 3 تا 8 ساعت برای شارژ کامل لازم است؛ پایلوت‌های سه فاز امکان شارژ سریع برای اتوبوس‌های متوسط و بزرگ را فراهم می‌کنند و در نیم ساعت 80 درصد شارژ می‌شوند. از طریق سال‌های آزمایش، متوجه شده‌ام که آزمایش پایلوت‌های شارژ باید "کامل" باشد - پارامترهایی مانند ولتاژ خروجی، جریان و فرکانس به طور مستقیم کنترل، جمع‌آوری داده و قابلیت پردازش را نشان می‌دهند. علاوه بر این، ایمنی پایلوت‌های شارژ "مسأله حیاتی" است؛ هر خرابی می‌تواند یک خودرو الکتریکی را غیرقابل استفاده کند.

با این حال، روش‌های آزمایش فعلی محدودیت‌هایی دارند. روش آزمایش محیطی که از باتری‌های فیزیکی استفاده می‌کند، قادر به شبیه‌سازی شرایط واقعی شارژ نیست و منجر به خطاهای زیاد و کارایی پایین می‌شود. این موضوع ما را به عنوان آزمایش‌گران خط مقدم مجبور می‌کند تا همزمان با R & D خودروهای انرژی جدید پیشرفت کنیم و استانداردهای آزمایش را بهبود ببخشیم تا واقعاً پیشرفت صنعت را تسهیل کنیم.

2. روش‌های آزمایش پایلوت‌های شارژ خودروهای الکتریکی در محل: دیدگاه‌های عملی از خط مقدم
2.1 پلتفرم آزمایش در محل
2.1.1 پلتفرم سخت‌افزاری

پلتفرم آزمایش خودکاری که ما استفاده می‌کنیم باید با آزمایش پایلوت‌های AC سازگار باشد و امکان همکاری را فراهم کند. به عنوان مثال، وقتی یک پایلوت سه فاز 63A را آزمایش می‌کنیم، تغذیه AC به 60kVA تنظیم می‌شود و 0VAC تا 300VAC خروجی می‌دهد تا جریان هارمونیک کمینه شود و تداخل شبکه را اجتناب کند. بارگذاری مستقل تک فاز، با عملکرد جداگانه هر فاز، شرایط بارگذاری ماژول‌های شارژ غیرخطی و شارژرهای را شبیه‌سازی می‌کند و نیروی ضربه‌ای دوبرابر جریان اسمی تولید می‌کند. این تنظیمات پارامتری "تجربه‌های جنگی" هستند که از طریق آزمایش‌های بی‌شمار به دست آمده‌اند.

پایلوت‌های شارژ به تغذیه‌های AC وابسته هستند و باید "اختلالات" مانند هارمونیک و سقوط ولتاژ در تغذیه اصلی را شبیه‌سازی کنند تا داده‌های پایلوت تحت شرایط حدی با استانداردهای ملی مطابقت داشته باشد. بارهای مقاومتی خالص برای کنترل تک فاز برنامه‌ریزی شده‌اند و نیازهای آزمایش پایلوت‌های تک فاز و سه فاز را برآورده می‌کنند.

استفاده از رابط آزمایش شارژ AC برای شبیه‌سازی خطاها و منطق سوئیچ‌ها، با ترکیب تغذیه‌ها و بارها، می‌توانیم سازگاری بین پایلوت و خودرو را درک کنیم و مؤثر بودن اقدامات محافظتی را تأیید کنیم. مترهای برق با دقت بالا داده‌های ولتاژ و جریان را جمع‌آوری می‌کنند؛ یک مالتی‌متر دیجیتال 6.5 رقمی در کارت جمع‌آوری داده با 20 کانال برای اندازه‌گیری همزمان نصب شده است. دستگاه‌های گیت سیگنال با اسکوپ‌ها برای ثبت سیگنال‌های سوئیچ کار می‌کنند و سرورهای سریال با کامپیوترهای صنعتی برای تبادل داده‌های زنده و گزارش‌دهی اتصال می‌شوند. این تنظیم سخت‌افزاری "استخوان‌بندی" دقت آزمایش است.

2.1.2 نرم‌افزار آزمایش

نرم‌افزار باید باز باشد و داده‌های آزمایش مختلف را یکپارچه کند تا دستگاه‌ها، برنامه‌ها و گزارش‌ها را مدیریت کند و امنیت داده را تضمین کند. نرم‌افزاری که معمولاً استفاده می‌کنم دارای رابط برنامه‌نویسی ثانویه است که به آزمایش‌گران خط مقدم اجازه می‌دهد برنامه‌ها را تنظیم کرده و داده‌ها را پردازش کنند.

رابط انسان-ماشین (HMI) بسیار قابلیت‌پذیر است: آشکارسازی پارامتر، نمایش دینامیک، کنترل عملیات و تولید گزارش، با شخصی‌سازی آنلاین اثرات رابط. ماژول کلاینت از طریق رابط‌های داده و دستورالعمل‌های کنترلی ارتباط برقرار می‌کند؛ ماژول دستورالعمل کنترلی دستورالعمل‌ها را دریافت، اجرا و تأیید می‌کند و رابط‌های دستگاه را به طور یکپارچه مدیریت می‌کند. اگر سخت‌افزار تغییر کند، تنظیمات به روزرسانی می‌شوند تا به‌روزرسانی‌ها را ساده کنند. ماژول داده مسئول جمع‌آوری، ذخیره‌سازی و پردازش داده‌ها است، تأیید پارامترها و نتایج را جدا می‌کند و تنظیمات سخت‌افزار را تعریف می‌کند.

من به خوبی با فرآیند عملیات نرم‌افزار آشنا هستم: ورود به سیستم، انتخاب موارد آزمایش، تنظیم دستورالعمل‌های برنامه به طور زنده و ارسال دستورالعمل‌ها به کابینه کنترل. پس از اجرای یک پروژه، دستورالعمل‌های ویرایش را در سمت چپ و متغیرها/گزارش‌ها را در سمت راست مشاهده می‌کنید. نظارت آنلاین امکان تنظیم اسکوپ‌ها و آنالیزگرهای قدرت را فراهم می‌کند؛ شروع آزمایش، جمع‌آوری داده و ذخیره‌سازی در یک پوشه. این فرآیند ساده به طور قابل توجهی کارایی آزمایش را افزایش می‌دهد.

2.2 موارد آزمایش: نقاط کلیدی آزمایش خط مقدم
2.2.1 بازرسی ظاهر و ساختار

در هر آزمایش، اولین قدم من بررسی پوسته و پلاک پایلوت شارژ است. پلاک باید واضح و کامل باشد، با محافظت‌های ایمنی مناسب و بدون زنگ‌زدن یا گرد و غبار. "جنبه‌های پنهان" مانند تغذیه، محیط عملیات، محافظت از شوک الکتریکی و فاصله الکتریکی باید به طور دقیق با استانداردها مطابقت داشته باشند. بدنه پایلوت باید تمیز باشد، بدون ترک یا خشکی و سیم‌کشی‌های مرتب. دکمه توقف اضطراری الزامی است که امکان قطع بلافاصله برق را در صورت بروز خطا فراهم می‌کند. بدنه پایلوت باید مقاوم باشد، مقاوم در برابر فرسودگی و دمای بالا و قطعات داخلی آن باید در برابر آب و زنگ‌زدن محافظت شوند. نادیده گرفتن هر یک از این جزئیات می‌تواند خطرات بالقوه ایجاد کند.

2.2.2 بازرسی نمایانگرها و نمایشگرهای

اگرچه کوچک، نمایانگرها و نمایشگرهای نقش مهمی دارند! وضعیت آنها را در حین شارژ، خطا و عملیات بررسی کنید: نمایانگرها باید در حین عملیات روشن یا می‌درخشد، در حالت تغذیه عادی به طور ثابت روشن باشند، در حین شارژ با نمایانگر شارژ خاموش شوند و در حین بیش از حد ولتاژ/جریان نمایانگر عملیات به طور ثابت روشن باشد و نمایانگر خطا می‌درخشد. آنها باید اطلاعات باتری زنده، مدت زمان شارژ، ولتاژ و جریان را نمایش دهند، با هشدارهای خطا و ثبت دستی. خرابی در این توابع موجب می‌شود رانندگان نتوانند وضعیت پایلوت را ارزیابی کنند.

2.2.3 آزمون عملکرد

در طول آزمون خودکار یا دستی، باید از داده‌های BMS برای تنظیم پارامترهای شارژ استفاده کرد تا کیفیت شارژ تضمین شود. قبل از عملیات دستی، پارامترها تنظیم می‌شوند، دستگاه‌ها نصب می‌شوند و محدوده ولتاژ/جریان خروجی به طور زنده نظارت می‌شود. اگر ولتاژ در حین عملیات جریان ثابت از محدوده خارج شود، به ولتاژ ثابت تغییر داده می‌شود؛ اگر جریان در حین عملیات ولتاژ ثابت از محدوده خارج شود، جریان محدود می‌شود؛ در صورت ولتاژ AC غیرعادی، بلافاصله خاموش شود. این منطق‌ها "قوانین سخت" برای تضمین ایمنی شارژ هستند.

2.2.4 آزمون عملکرد اندازه‌گیری

اندازه‌گیری "قلب" پایلوت‌های شارژ است، شامل آزمون‌های خطای عملیات، خطای نمایش، خطای پرداخت و خطای ساعت. وقتی جریان بار بین حداکثر و حداقل است، پایلوت‌های کلاس 1 باید خطای ≤±1% و پایلوت‌های کلاس 2 خطای ≤±2% داشته باشند؛ مبلغ پرداختی باید با واحد قیمت و مصرف انرژی مطابقت داشته باشد؛ خطای ساعت نباید برای اولین آزمون بیش از 5 ثانیه باشد، با مدت آزمون 3 دقیقه. این نیازهای دقت مستقیماً تاثیری بر هزینه‌ها و تجربه شارژ کاربران دارد.

3. نمونه‌های کاربرد آزمایش پایلوت‌های شارژ خودروهای الکتریکی در محل: گزارش‌های جنگی خط مقدم
3.1 آزمایش پایلوت و بار واقعی
3.1.1 شیء آزمایش

برای اعتبارسنجی روش‌های آزمایش، یک پایلوت DC را در یک ایستگاه شارژ انتخاب کردم و بر عملکرد بار آن تمرکز کردم - آزمایش خط مقدم نیازمند "اعتبارسنجی واقعی" برای درک واقعی عملکرد است.

3.1.2 نتایج آزمایش

به عنوان مثال، آزمایش‌های پایلوت شماره 1 نشان داد:

• وقتی ولتاژ خروجی منحرف شد، جریان ثابت 60A بود؛

• وقتی جریان خروجی منحرف شد، ولتاژ ثابت 400V بود؛

• نمودار ولتاژ-زمان با نیازهای کنترل مدار مطابقت داشت.

این آزمون اندازه‌گیری‌های سمت AC و DC را ترکیب کرد و امکان عملکرد شارژر با بار را فراهم کرد، ثبات ولتاژ ثابت را حفظ کرد. با ولتاژ ورودی 500V، جریان بار بهینه شد و قدرت به طور زنده اندازه‌گیری شد - این رویکرد جامع عملکرد پایلوت را به طور کامل ارزیابی کرد.

3.2 مشکلات و بهبودهای آزمایش: چالش‌ها و راه‌حل‌های خط مقدم

• مشکلات دستگاه: دستگاه‌های آزمایش می‌توانند پیام‌های ارتباطی را نمایش دهند اما گزارش‌های سازگاری پروتکل استاندارد تولید نمی‌کنند که کارایی را کاهش می‌دهد؛ دشواری در دستیابی به ولتاژ و جریان ثابت؛ یکپارچگی و حمل‌پذیری پایین، با بارهای مقاومتی سنگین.

راه‌حل: من و تیم من گزارش‌های سازگاری پروتکل را به دستگاه‌ها اضافه کردیم، حالت‌های ولتاژ و جریان ثابت را معرفی کردیم و برای یکپارچگی دستگاه‌ها تلاش کردیم - آزمایش‌گران خط مقدم باید به طور فعال این "نقاط گیرکردن" را حل کنند.

• مشکلات به‌روزرسانی پروتکل: برخی از پایلوت‌ها پروتکل‌های ارتباطی خود را به استانداردهای بین‌المللی به‌روزرسانی می‌کنند که با استانداردهای قدیمی آزمایش نادرست است. پلتفرم‌های آزمایش باید هر دو استاندارد قدیمی و جدید را پشتیبانی کنند - ما باید با به‌روزرسانی‌های صنعت همگام باشیم.

• آزمایش محتوا ناکافی: تداخل ارتباط بی‌سیم در تعامل انسان-ماشین/شبکه ارتباط APP خودرو-به-شبکه را مختل می‌کند؛ راه‌اندازی دستی پایلوت‌ها خطاها را حل می‌کند، نیاز به تجزیه و تحلیل خطا محصولات اصلی.

راه‌حل: پلتفرم‌های آزمایش باید این سناریوها را شامل شوند، پایداری ارتباط بی‌سیم و بازیابی خودکار خطا را ارزیابی کنند - مشکلات خط مقدم باید در طول آزمایش آشکار و حل شوند.

4. نتیجه‌گیری: آرزوی یک آزمایش‌گر خط مقدم برای صنعت

خودروهای الکتریکی به پایلوت‌های شارژ برای "انرژی" وابسته هستند. برای تضمین اینکه پایلوت‌های شارژ قابل اعتماد و دوام‌دار باشند، سیستم‌های نظارت و بازرسی کارآمد ضروری هستند. به عنوان آزمایش‌گران خط مقدم، ما به طور روزانه با پایلوت‌ها کار می‌کنیم و امیدواریم که از طریق آزمایش‌های زنده مشکلات عملکردی و ایمنی را شناسایی کرده و راه‌حل‌های عملی را اعمال کنیم تا صنعت خودروهای انرژی جدید رشد کند. پیشرفت صنعت به کارهای محکم بستگی دارد و ما آزمایش‌گران باید در این لینک حیاتی "خط را نگه داریم".