Leistungsmessung bei Elektrofahrzeugen

Power Measurement on Electric Vehicles

기술 시스템을 평가할 때 특정 시점의 에너지 분포는 매우 중요합니다. 에너지를 시간 단위와 연관시키면 시스템 상태의 특징적인 변수로서 전력을 얻을 수 있습니다.

 

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전기 모터의 효율은 주어진 배터리 시스템 용량에 따라 전기 자동차의 주행 가능 거리를 최적화하는 데 결정적인 변수 중 하나입니다. 효율은 기계적 출력 전력과 유효 전기 입력 전력의 비율에 따라 결정됩니다. 전기 모터의 효율을 결정하려면 전기 입력과 기계적 출력을 모두 캡처해야 합니다.

전기 자동차 개발의 일반적인 측정 작업 중 하나는 배터리, 컨버터 및 전기 모터와 같은 전기 구동계의 전력을 결정하는 것입니다. 컨버터와 전기 모터 사이의 3상 시스템에서 유효 전력을 올바르게 결정하기 위해서는 여러 가지 측면이 있습니다.  정확한 결과를 보장하려면 사용되는 측정 하드웨어, 측정 설정, 샘플링 속도 및 데이터 평가에 세심한 주의를 기울여야 합니다. 한편으로는 리플이 중첩된 단상 DC 링크로서 배터리 시스템의 DC 공급, 다른 한편으로는 PWM(펄스 폭 변조)으로 인한 고조파와 함께 rpm 속도에 따라 모터 전류가 결정되는 컨버터와 모터 사이의 3상 시스템입니다(abbr. 펄스 폭 변조).

유효 전력은 다른 형태의 전력(기계적, 열적 등)으로 변환할 수 있습니다. 무효 전력은 회로에 추가적인 스트레스를 가하며 피상 전력은 이 둘의 기하학적/벡터 합입니다.

다음은 이러한 계산에 대한 개요입니다:

 

 

유효 전력(P):

유효 전력은 유효 전력 또는 유효 전력이라고도 하며, 부하가 소비하거나 공급하는 실제 전력을 나타냅니다. 유효 전력은 순간 전압과 전류 값을 곱하고 특정 기간 동안의 평균을 구하여 계산합니다.  

피 전력(S):

피상 전력은 유효 전력과 무효 전력을 모두 포함하여 회로에 흐르는 총 전력을 나타냅니다. 위상 관계를 고려하지 않고 순간 전압과 전류 값을 곱하여 계산합니다.  

무효 전력(Q):

무효 전력은 회로의 유도성 또는 용량성 요소로 인해 소스와 부하 사이에서 진동하는 전력의 비작동 성분을 나타냅니다. 무효 전력은 순간 전압과 전류 값을 곱하고 위상 관계를 고려하면서 특정 기간 동안의 평균을 취하여 계산합니다.   

 

 

 

3상 시스템의 경우 각 단계의 전력을 합산하는 방식입니다. 

역률(PF):

역률은 피상 전력에 대한 유효 전력의 비율을 나타내며 부하가 전기 에너지를 얼마나 효과적으로 사용하는지를 나타냅니다. 역률은 유효 전력을 피상 전력으로 나누어 계산합니다. PF = P/S. 역률은 일반적으로 소수점 또는 백분율로 표시됩니다

[Translate to South Korean:]

Normally, current and voltage contain higher frequency harmonics: In the case of non-sinusoidal periodic quantities of current and voltage, it is helpful to represent periodic signals according to Fourier. This can be used to show which frequencies in current and voltage contribute to the effective power and thus determine the required bandwidth or sampling rate of the power analyser. 

It is important to ensure that power measurement devices used in EVs are properly calibrated and have sufficient accuracy and resolution to meet the requirements of the application. Regular maintenance and calibration of the power analyser and the power quality analyser are essential to ensure accurate readings and optimal performance of the EV's electrical system.  

HV power measurement devices allow direct measurement of voltages up to 1000 V RMS. In addition, there are inputs for current probes, Rogowski coils and measuring shunts. Performing power calculations for 1, 2, or 3 phases online in a measuring system is a common practice in electrical power measurement and analysis. The power measurement equipment typically includes various sensors, transducers, and algorithms to accurately calculate different power parameters such as effective power, apparent power, reactive power, and power factor. All this can be done online with our power analyser and power quality analyser. 

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