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Medición de energía en las estaciones de carga de vehículos eléctricos

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El número creciente de vehículos eléctricos registrados está impulsando el rápido crecimiento de la infraestructura de apoyo. El Pacto Verde de la UE establece un objetivo de un millón de puntos de recarga para el año 2025. Para cumplir con los estrictos requisitos de la directiva 2014/94/UE del Parlamento Europeo sobre el desarrollo de infraestructuras para combustibles alternativos, incluyendo el «Eichrecht», las estaciones de carga deben funcionar y facturar de manera precisa.

Esta directiva exige que las estaciones de carga y sus contadores de energía integrados realice la medición de energía con elevada precisión. Es recomendable que el proceso de investigación y desarrollo esté acompañado por una forma adecuada de verificar el cumplimiento para prepararse para la certificación obligatoria del examen de tipo y garantizar el cumplimiento de los requisitos gubernamentales de la UE.

La figura muestra la conexión de una estación de carga a la red y el VE con el flujo de energía durante la carga.

Medición de energía en las estaciones de carga de vehículos eléctricos

Los fabricantes de estaciones de carga y las instituciones certificadoras pueden integrar un instrumento de medición de potencia precisa, como el analizador de potencia de la serie LMG600, en un banco de pruebas. Puede servir como estándar trazable para la certificación del examen de tipo y es una herramienta fiable y adecuada para verificar el correcto funcionamiento de la carga una vez que surgen dudas.

Configuración de la medición de energía para estaciones de carga eléctrica

Las estaciones de carga eléctrica cuentan con uno o varios enchufes de carga de diferentes tipos para proporcionar carga de corriente alterna (CA) y/o corriente continua (CC) a vehículos eléctricos. Para medir la energía consumida durante el proceso de carga, cada enchufe está equipado con un medidor de energía certificado. Estos medidores envían su lectura al backend del sistema para fines de facturación.

Para verificar la precisión del proceso de carga completo, se debe realizar una prueba de examen UE de tipo para la certificación, según lo establecido por el módulo B. En esta prueba, se compara la energía medida por cada medidor de energía con la energía medida por un instrumento de referencia. Este instrumento puede ser un analizador de potencia preciso, como el LMG671 de ZES ZINMMER, conectado entre el medidor de energía y el vehículo eléctrico.

Medición de energía en las estaciones de carga de vehículos eléctricos

En la configuración propuesta, las señales de voltaje y corriente se introducen en el analizador de potencia a través de cajas de conexión. Aunque pueden producirse caídas de voltaje, estas suelen ser insignificantes. Incluso, en el caso de los enchufes de carga de CA tipo 2, la corriente no debe superar los 32 A y se puede conectar directamente a las entradas del analizador de potencia. Para la carga de CC, que puede ser especialmente rápida, pueden producirse valores de corriente de varios cientos de amperios, por lo que se requiere un sensor de corriente muy preciso, como el sensor PCT con su excelente tecnología Flux-Gate.

Además, la salida de impulsos del medidor de energía está conectada a la entrada de conmutación de la interfaz de señal de proceso (PSI) del LMG671. Esto permite al analizador capturar los pulsos durante todo el proceso de carga para determinar la energía medida por la estación de carga. El procedimiento de prueba de examen de tipo especifica una medición sobre un número mínimo de saltos del dígito de valor más bajo, lo que corresponde a un número mínimo de pulsos. Este número depende del dispositivo a cargar y del punto de operación elegido. Cuanto mayor sea la potencia de carga, mayor será el número mínimo prescrito de pulsos. De lo contrario, la ventana de tiempo observada será demasiado corta y la incertidumbre del reloj interno tendrá una influencia indebida en la precisión de la medición observada.

La medición de energía incluye la rampa hacia arriba de la estación de carga, así como la rampa hacia abajo. Las entradas de conmutación del LMG671 se muestrean con 150 kHz, lo que permite capturar y comunicar de manera confiable las señales de pulso estandarizadas del medidor de energía. Dependiendo del nivel de potencia de carga y de los pulsos especificados por kilovatio-hora del medidor de energía integrado, el tiempo de ciclo de medición más rápido de 10 ms (o 20 ms considerando una señal de 50 Hz) permite contar los pulsos capturados casi uno por uno. Esto es importante para garantizar que el número de pulsos capturados durante el intervalo de integración de energía sea exacto.

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