發布時間： 2023-03-17 瀏覽次數: 作者：卓定科技
為減緩氣候變遷、有效減少碳排放量，各國相繼宣示碳中和目標，電動車是達成目標的重要拼圖。據國際能源署（IEA）所評定Net Zero by 2050計劃，2020年全球交通運輸產業的碳排放量占總體產業的21%。然而至2022年，全球來自運輸的排放量并沒有如預期下降，其中也因電動車的制造比起燃油車需要多使用4倍以上的金屬礦物，反而產生更多于制造的碳排放。汽車的碳足跡認證因此受重視，要求的已不只是汽車行駛不會排碳，而是從生產制造到廢棄的過程都必須減碳，著重材料及電力能源的回收利用。
隨著電動車在生活中帶來的輔助，不止是代步工具，更如同一個大型行動電源，能實現電動車對外部交流電子產品供電（V2L），甚至提供應變家用儲能電力（V2H）供應及微網儲能電力調度（V2G）趨勢，其中關鍵即為雙向車載充電器（BOBC）使電動車能充電儲能及放電供應的雙向用途。
雙向車載充電器系統測試利器
在此雙向車載充電器輸出功率不斷從3.3kW/6.6kW提升至11kW/22kW設計及V2X應用趨勢，為了讓生產達到節能減碳以利能源使用，致茂電子也因應推出體積小、具能源回收及一機多用途的測試儀器產品。包括在四象限交流源與雙象限直流電源。另外也搭配多功能的軟件平臺，整合為自動測試系統。相關介紹如下：
61800系列電網模擬電源，符合現代車用測試需求的交流供應器
Chroma 61815搭載SIC元件及完整的數位控制系統，使機體功率密度達到3U高15kVA輸出功率的表現，一臺設備即可滿足主流的11kW雙向車載充電器測試所需。此外，透過先進的雙向硬件設計，61815可實現正、負電壓對應正、反電流的全方位四象限交流輸出，當偵測到當前待測物狀態為傳遞負向功率時，可自動透過高效率的能源回收功能，將此測試耗能直接回饋至市電。借此，在測試雙向車用電源設備時，61815不僅可作為模擬市電的交流供應器完成V2G測試任務，同時可回收能源將總體測試耗能降至最低，完成節能減碳目的以符合現代的車用電源測試需求。
61815具備能源回饋式交流負載選配，加碼滿足車用V2L測試
如前文所提，電動車的雙向車載充電器除了可對應電網做充放電，在離網時也可讓車體做為大型行動電源使用，如此V2L功能將進一步擴大電動車的應用范疇及便利性。而針對此V2L功能的測試部分，Chroma 61815全新推出具備能源回饋功能的交流負載選配，藉由一鍵切換為交流負載模式，61815可在不更動與待測物的接線之下，利用CC、CR、CP等基本功能，以及進階的Rectified Mode、Lead/Lag Mode等拉載模式，設定拉載電流的峰值因素和超前、落后電壓的角度，達成線性、整流性及電容性、電感性等負載特征，完成各式交流電器的拉載特性模擬，滿足此車用V2L功能下各個項目的拉載測試需求。
此外，傳統的交流負載運作原理，皆是透過將測試功率轉換為熱能做消耗，如此產生廢熱的環境勢必需搭配冷卻系統，除了增大配置成本外，也無法妥善利用測試資源。對比此，61815能源回饋式交流負載就可利用能源回收功能，以3U高的輕巧機體一次完成電網模擬、拉載測試、以及節能省碳三大目的，實現完整可靠的雙向車用電源測試方案。
▲Chroma 61815一機完成交流電源、交流負載雙應用
62000D雙向直流電源+能源回饋式負載+電池模擬，符合電動車電力轉換測試
電動車的電力核心為高壓的動力電池，交流充電樁經BOBC轉換成直流對高壓動力電池包充電，而電池經電源配置單元PDU將電力做全車的安全配置，如高壓動力電池經DC-DC轉換供應低壓電池及車載裝置，亦或將高壓直流經逆變器驅動交流動力馬達等，以及除車內供應外，電力再經BOBC轉換成交流對外部電子產品供電（V2L）。在以上所擴及到的車上電源轉換零件皆從動力電池出發，然而此些電源轉換裝置的開發及測試過程，則需要可以模擬電池充放電的雙向直流電源作測試，Chroma 62000D雙向直流電源即是取代電池包，具有良好的特性及效益滿足車上電源轉換裝置的開發及測試。
在BOBC的開發測試，業界相關規范會參考依據QC/T 895、GB/T 24347、GB/T 40432、SAE J2894等標準，62000D系列具有寬廣的輸出范圍，滿足常見的電動車400V及800V電控系統平臺的電力需求。并且于BOBC測試會關注的輸出響應時間以及輸出過壓過流保護，通常會需求輸出電壓或電流以階躍式的編輯輸出，分段檢測待測物的響應及保護機制，而62000D系列具有精準的電壓及電流斜率控制，可應變使用者在測試上編輯出預期的波形需求，不僅如此，使用者可以搭配設備軟件SoftPanel，其內置支持車用法規LV123項目，并也提供電池模擬器（Battery Simulator），可模擬操作于不同電池電量（SOC）條件或加載特定的電池特性V-I曲線，進行電力轉換裝置做充電或放電的電池模擬，輔佐使用者便捷的完成控制編程及電池特性于BOBC測量。
電動車的雙向車載充電器的充電及逆變，對應動力電池的儲能及放電，猶如測試設備的Load及Source，62000D雙向直流電源即單臺取代傳統的直流電源加直流負載兩臺配置，并且自動偵測輸出的源載狀態，當于負載操作中，能吸收電流的能量回饋并入電網，其轉換效率高達93%，減緩工業用電的使用，有效電力能源的回收及功耗散熱。
致茂電子持續推出能源回收測試解決方案，運用電網模擬器61800及雙向直流電源62000D兩臺設備可達傳統四臺設備之功能，在測試過程中將待測物輸出能量回饋到電網直接循環利用，降低設備成本、節省設備體積、更重要的是達到節能減碳目的，以下案例為11kW雙向車載充電器測試碳排放比較，使用Chroma能源回收式方案每月可減少1,533公斤碳排放，2022年，致茂已協助國際電動車廠家及ODM廠商導入此方案并減少碳排放3,496公噸（等同為地球種了249,660顆杉樹）。
