Procedimentos de Teste de Campo para Postos de Carregamento de Veículos Elétricos

Como um técnico profundamente envolvido no teste de postos de recarga na linha de frente, meu trabalho diário torna uma coisa cristalina: à medida que o padrão de vida das pessoas aumenta, a demanda por veículos também cresce. Juntamente com a crescente popularização dos conceitos de proteção ambiental, a indústria de veículos elétricos (EV) está em ascensão. Os postos de recarga, como a "linha de vida" dos veículos elétricos, determinam diretamente se os EVs podem operar de forma estável e segura. Em resumo, nosso trabalho no teste é "diagnosticar" os postos de recarga, garantindo que seu desempenho seja sólido. Este trabalho exige meticulosidade e precisão.

1. Visão Geral dos Postos de Recarga de Veículos Elétricos: Desenvolvimento da Indústria e Importância do Teste

A indústria global de manufatura está em alta velocidade, consumindo recursos a uma taxa impressionante. Recursos críticos, como o petróleo, são ferozmente disputados em diversos setores, e as reservas estão diminuindo rapidamente. Como derivado do petróleo, a demanda por gasolina e diesel disparou junto com o aumento do número de veículos. Do ponto de vista ambiental e de desenvolvimento sustentável, os veículos movidos a combustível estão destinados a serem substituídos. Atualmente, os veículos híbridos e totalmente elétricos estão ganhando popularidade devido ao seu baixo ou zero consumo de combustível, e a indústria de equipamentos de recarga está "decolando" em conjunto, com novas tecnologias e dispositivos surgindo constantemente.

Do ponto de vista do teste, existem várias classificações-chave para os equipamentos de recarga:

• Por Entrada Elétrica: postos de recarga AC (que dependem do carregador a bordo para a conversão de energia) e carregadores DC (fornecendo energia diretamente à bateria);

• Por Método de Instalação: montados no chão e montados na parede, selecionados com base nas condições do local;

• Por Estrutura do Equipamento: tipo dividido e integrado, afetando a dificuldade de instalação e manutenção;

• Por Nível de Precisão: Classe 1 e Classe 2, determinando a precisão da medição de energia. Essas classificações formam o "conhecimento básico" que devo dominar antes de cada teste.

Os postos de recarga AC atuam como "intermediários" fornecendo energia AC ao sistema de carregamento a bordo: pilhas monofásicas são adequadas para pequenos veículos, geralmente levando de 3 a 8 horas para carregar completamente; pilhas trifásicas permitem a recarga rápida para ônibus médios a grandes, alcançando 80% de carga em meia hora. Através de anos de testes, percebi que o teste de postos de recarga deve ser "compreensivo" — parâmetros como tensão de saída, corrente e frequência refletem diretamente as capacidades de controle, aquisição de dados e processamento do posto. Além disso, a segurança dos postos de recarga é "questão de vida ou morte"; qualquer falha pode tornar um VE inoperante.

No entanto, os métodos de teste atuais têm limitações. O método de teste ambiental, que usa baterias físicas, não consegue simular as condições reais de carregamento, resultando em erros grandes e baixa eficiência. Isso nos obriga, como testadores de primeira linha, a avançar junto com o R&D de veículos de energia nova, melhorando os padrões de teste para realmente impulsionar o progresso da indústria.

2. Métodos de Teste In-Locu para Postos de Recarga de Veículos Elétricos: Insights Práticos da Linha de Frente
2.1 Configuração da Plataforma de Teste In-Locu
2.1.1 Plataforma de Hardware

A plataforma de teste automático que usamos deve ser compatível com o teste de pilhas AC e suportar interoperabilidade. Por exemplo, ao testar uma pilha trifásica de 63A, a alimentação AC é definida em 60kVA, fornecendo 0VAC–300VAC para minimizar a corrente harmônica e evitar interferências na rede. A carga monofásica independente, com cada fase operando separadamente, simula as condições de carga de módulos de carregamento e carregadores não lineares, gerando uma força de impacto duas vezes a corrente nominal. Essas configurações de parâmetros são "testadas em combate" insights obtidos a partir de inúmeros testes.

Os postos de recarga dependem de fontes de alimentação AC e devem simular "interrupções" como harmônicos e quedas de tensão na alimentação principal, garantindo que os dados do posto atendam aos padrões nacionais em condições extremas. Cargas puramente resistivas são programadas para controle monofásico, atendendo aos requisitos de teste tanto para pilhas monofásicas quanto trifásicas.

Usando a interface de teste de carregamento AC para simular falhas a terra e lógica de comutação, combinada com fontes de alimentação e cargas, podemos entender a compatibilidade entre o posto e o VE, verificando a eficácia das ações de proteção. Medidores de energia de alta precisão coletam dados de tensão e corrente; um multímetro digital de 6,5 dígitos é instalado no cartão de aquisição de dados com 20 canais para medição simultânea. Dispositivos de acionamento de sinais trabalham com osciloscópios para capturar sinais de comutação, e servidores em série conectam-se a computadores industriais para troca de dados e relatórios em tempo real. Esta configuração de hardware é o "espinha dorsal" da precisão do teste.

2.1.2 Software de Teste

O software deve ser aberto, integrando diversos dados de teste para gerenciar centralmente dispositivos, programas e relatórios, enquanto garante a segurança dos dados. O software que comumente uso possui uma interface de programação secundária, facilitando que os testadores de primeira linha ajustem programas e processem dados.

A interface homem-máquina (HMI) é altamente funcional: detecção de parâmetros, exibição dinâmica, controle de operação e geração de relatórios, com personalização online de efeitos de interface. O módulo cliente comunica-se via interfaces de dados e comandos de controle; o módulo de comando de controle recebe, executa e verifica comandos, gerenciando unificadamente as interfaces de dispositivos. Se o hardware mudar, as configurações são atualizadas para simplificar as atualizações. O módulo de dados é responsável pela coleta, armazenamento e processamento de dados, separando a verificação de parâmetros e resultados, e definindo as configurações de hardware.

Estou bem versado no processo de operação do software: faço login, seleciono itens de teste, ajusto comandos de programa em tempo real e envio instruções para o gabinete de controle. Após executar um projeto, visualizo comandos de edição à esquerda e variáveis/relatórios à direita. O monitoramento online permite ajustar osciloscópios e analisadores de energia; inicia o teste, coleta dados e salva em uma pasta. Este processo simplificado aumenta significativamente a eficiência do teste.

2.2 Itens de Teste: Pontos Chave para Testes de Primeira Linha
2.2.1 Inspeção de Aparência e Estrutura

Em cada teste, meu primeiro passo é verificar a caixa e a placa de identificação do posto de recarga. A placa de identificação deve estar clara e completa, com proteções de segurança adequadas, e livre de ferrugem ou poeira. "Aspectos ocultos" como a alimentação, o ambiente de operação, a proteção contra choques elétricos e a distância elétrica devem cumprir estritamente os padrões. O corpo do posto deve estar limpo, sem trincas ou arames soltos, e com fiação organizada. Um botão de parada de emergência é obrigatório, permitindo o corte imediato de energia em caso de falhas. O corpo do posto deve ser durável, resistente à corrosão e a altas temperaturas, e seus componentes internos devem ser protegidos contra água e ferrugem. Ignorar qualquer um desses detalhes pode representar perigos potenciais.

2.2.2 Inspeção de Indicadores e Displays

Embora pequenos, os indicadores e displays são cruciais! Verifique seu status durante o carregamento, falhas e operação: os indicadores devem acender ou piscar durante a operação, permanecer acesos durante a alimentação normal, ficar acesos (indicador de operação) com o indicador de carregamento desligado durante o carregamento, e mostrar um indicador de operação estável com um indicador de falha piscando durante sobretensão/sobrecorrente. Eles também devem exibir informações de bateria em tempo real, duração do carregamento, tensão e corrente, com avisos de falha e registros manuais. Falhas nessas funções deixam os motoristas incapazes de avaliar o status do posto.

2.2.3 Teste Funcional

Durante testes automáticos ou manuais, os dados BMS devem ser usados para ajustar os parâmetros de carregamento, garantindo a qualidade do carregamento. Antes da operação manual, os parâmetros são definidos, os dispositivos são instalados, e os limites de tensão e corrente de saída são monitorados em tempo real. Se a tensão exceder os limites durante a operação de corrente constante, muda para tensão constante; se a corrente exceder os limites durante a operação de tensão constante, limita a corrente; em caso de tensão AC anormal, desliga imediatamente. Essas lógicas são "regras rígidas" para garantir a segurança do carregamento.

2.2.4 Teste de Função de Medição

A medição é o "coração" dos postos de recarga, envolvendo testes de erro de operação, erro de indicação, erro de pagamento e erro de relógio. Quando a corrente de carga está entre o máximo e o mínimo, as pilhas de Classe 1 devem ter um erro ≤±1%, Classe 2 ≤±2%; os valores de pagamento devem corresponder ao preço unitário e ao consumo de energia; o erro de relógio não deve exceder 5 segundos no primeiro teste, com duração de 3 minutos. Esses requisitos de precisão afetam diretamente os custos e a experiência de carregamento do usuário.

3. Exemplos de Aplicação de Testes In-Locu para Postos de Recarga de Veículos Elétricos: Registros de Batalhas na Linha de Frente
3.1 Teste Real de Posto e Carga
3.1.1 Objeto de Teste

Para validar os métodos de teste, selecionei um posto DC em uma estação de carregamento, focando em seu desempenho de carga — os testes de primeira linha exigem "verificação real" para realmente entender o desempenho.

3.1.2 Conclusões do Teste

Tomando o Posto No. 1 como exemplo, os testes revelaram:

• Quando a tensão de saída desviou, a corrente constante foi de 60A;

• Quando a corrente de saída desviou, a tensão constante foi de 400V;

• O gráfico de tensão-tempo atendeu aos requisitos de controle do circuito.

Este teste combinou medidas dos lados AC e DC, permitindo que o carregador operasse sob carga, mantendo a estabilidade da tensão constante. Com uma tensão de entrada de 500V, a corrente de carga foi otimizada, e a potência foi medida em tempo real — esta abordagem abrangente avaliou completamente o desempenho do posto.

3.2 Questões e Melhorias de Teste: Desafios e Soluções na Linha de Frente

• Problemas de Equipamento: os dispositivos de teste podem exibir mensagens de comunicação, mas falham em gerar relatórios de consistência de protocolo padronizados, reduzindo a eficiência; dificuldade em alcançar tensão/corrente constante; baixa integração e portabilidade, com cargas resistivas volumosas.

Solução: Eu e minha equipe adicionamos relatórios de consistência de protocolo aos dispositivos, introduzimos modos de tensão/corrente constante e impulsionamos a integração dos dispositivos — os testadores de primeira linha devem resolver proativamente esses "gargalos".

• Questões de Atualização de Protocolo: alguns postos atualizam os protocolos de comunicação para padrões internacionais, tornando o teste com padrões antigos impreciso. As plataformas de teste devem suportar ambos os padrões antigos e novos — devemos acompanhar as atualizações da indústria.

• Conteúdo de Teste Inadequado: interferência de comunicação sem fio durante a interação homem-máquina/rede interrompe a conexão do APP do VE à rede; reinicializações manuais resolvem falhas do posto, exigindo análise de falhas do produto central.

Solução: As plataformas de teste devem incluir esses cenários, avaliando a estabilidade da comunicação sem fio e a recuperação automática de falhas — questões de primeira linha devem ser expostas e resolvidas durante o teste.

4. Conclusão: Aspirações de um Testador de Primeira Linha para a Indústria

Os veículos elétricos dependem dos postos de recarga para "energia". Para garantir que os postos de recarga sejam confiáveis e duráveis, sistemas de supervisão e inspeção eficientes são essenciais. Como testadores de primeira linha, trabalhamos de perto com os postos diariamente, esperando identificar problemas de desempenho e segurança através de testes em tempo real e implementar soluções práticas, garantindo que a indústria de veículos de energia nova prospere. O progresso da indústria depende de trabalho sólido, e nós, testadores, devemos "manter a linha" neste elo crucial.