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宁波至茂电子科技有限公司

宁波至茂 DC1000V 检测,26kW 充电桩功率回馈效率测试

宁波至茂科技通过0.05%精度的DC1000V检测技术,解决了26kW充电桩在动态负载下功率回馈效率低至82%的行业难题,使设备效率提升至89%,单台年节电200度,并消除电弧安全隐患,推动充电桩行业能效与安全双升级。

日期:

2025年07月25日

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在新能源汽车充电基础设施中,26kW 充电桩凭借适中的功率输出,成为社区、写字楼、中小型停车场的主流选择。这类充电桩多采用 DC1000V 直流供电,在日常运行中需频繁应对车辆接入、断开等动态负载变化,而功率回馈效率作为衡量其能量回收能力与经济性的核心指标,直接影响设备寿命与运营成本。宁波至茂科技以精准的 DC1000V 检测技术为支撑,实现了 26kW 充电桩动态负载下功率回馈效率的全方位测试,为设备稳定运行与行业节能升级提供了关键技术保障。

一、26kW 充电桩检测的核心场景与技术痛点

26kW 充电桩的应用场景具有鲜明特点:每日充电高峰集中在早晚上下班时段,单日接入车辆可达 20 - 30 台次,意味着设备需在 “待机 - 充电 - 断电 - 回馈” 的循环中高频切换;DC1000V 高压环境下,即使微小的电压波动也可能引发电弧放电,对绝缘性能构成威胁;而功率回馈环节 —— 当车辆充满电拔枪后,充电桩内部电容储存的电能需通过回馈电路释放至电网,若回馈效率低下,不仅会造成能源浪费,还可能因电容过载导致模块烧毁。

传统检测技术在应对这类场景时,存在三大明显短板:一是动态负载模拟能力不足,多数设备只能进行静态负载测试,无法模拟车辆频繁接入时的功率波动,导致检测数据与实际运行状态偏差超过 15%;二是 DC1000V 高压检测精度有限,电压测量误差常超过 1%,难以捕捉回馈过程中毫秒级的电压尖峰;三是功率回馈效率计算方法粗放,仅通过 “输入功率 - 输出功率” 的简单差值估算,忽略了线路损耗、谐波损耗等隐性因素,测算结果误差可达 8% - 10%。

宁波至茂科技针对这些痛点进行定向研发,构建了 “动态负载模拟 + 高压精准检测 + 全链路能效分析” 的一体化解决方案。其自主研发的 DC1000V 检测系统,电压测量精度达 0.05%,可捕捉 50 微秒级的瞬态电压变化;动态负载模拟器能在 0.1 秒内完成 0 - 26kW 的功率切换,完美复现车辆接入时的负载冲击;而基于能量守恒原理的回馈效率计算模型,将线路电阻、滤波电容等损耗因素纳入考量,测算误差控制在 1% 以内。

二、DC1000V 检测技术:高压环境下的 “毫厘级” 精准度

(一)高压检测的硬件支撑:从传感器到抗干扰设计

DC1000V 高压检测的核心在于 “精准捕捉” 与 “安全隔离”。宁波至茂采用定制化的高压分压传感器,其核心元件采用进口陶瓷电容,温度系数控制在 ±5ppm/℃以内,确保在 - 30℃至 70℃的工作环境中,电压测量误差不超过 0.5V。传感器与检测电路之间通过光纤传输信号,实现高压侧与低压侧的完全电气隔离,绝缘强度达 2000V/min,彻底消除电弧放电风险。

为应对充电桩运行中的电磁干扰 —— 如充电模块开关频率产生的高频噪声,检测系统的信号调理电路采用三级滤波设计:前置 RC 低通滤波抑制高频干扰,中间级共模电感消除共模噪声,末级有源滤波进一步净化信号。在某社区充电桩检测中,该系统成功排除了附近电梯运行产生的电磁干扰,准确测得回馈过程中 10V 的电压波动,而传统设备在此环境下的测量偏差高达 50V。

(二)动态负载模拟:复现真实充电场景

26kW 充电桩的动态负载特性主要体现在两个维度:一是功率的快速变化,车辆接入瞬间功率从 0 跃升至 26kW,拔枪后迅速回落至 0;二是负载的不规则波动,不同车型的电池状态差异会导致充电电流在 8A - 26A 之间随机变化。宁波至茂的动态负载模拟器通过 “功率斜坡控制算法”,可设置 0 - 26kW 的任意功率曲线,上升时间最短达 0.1 秒,完全匹配实际充电场景。

模拟器内置的 “车型数据库” 包含 15 种主流新能源汽车的充电特性曲线,能模拟比亚迪、特斯拉等车型的电池 SOC(荷电状态)变化对充电功率的影响。在一次检测中,技术人员发现某品牌 26kW 充电桩在模拟特斯拉 Model 3 充电曲线时,当 SOC 达到 80% 后,回馈启动时间延迟了 0.5 秒,经排查为程序设定的 SOC 判断阈值不合理,调整后完美适配该车型的充电需求。

(三)高压安全防护:构建多层级保护机制

DC1000V 高压检测的安全风险不容小觑。宁波至茂在检测系统中设计了 “三级防护” 体系:一级防护通过绝缘监测装置实时测量系统对地绝缘电阻,当阻值低于 5MΩ 时自动切断高压输入;二级防护采用漏电流监测技术,漏电流超过 30mA 时触发声光报警;三级防护则通过高压联锁装置确保检测接口未完全连接时,高压回路始终处于断开状态。

在检测流程上,技术人员需严格执行 “先绝缘后检测” 的操作规范:检测前使用 2500V 兆欧表测量充电桩绝缘电阻,确保大于 10MΩ;检测中全程佩戴绝缘手套、绝缘鞋等防护用具;检测后通过放电电阻对充电桩电容进行强制放电,确保残留电压低于 50V。这些措施使宁波至茂的高压检测实现了连续 5 年零安全事故。

三、26kW 充电桩功率回馈效率测试:从能量回收到成本控制

(一)回馈效率的全链路测试方法

功率回馈效率是指充电桩回馈至电网的能量与电容初始储存能量的比值,其测试需覆盖 “电容储能 - 能量转换 - 电网回馈” 全链路。宁波至茂的测试流程分为三个步骤:首先让充电桩以 26kW 额定功率运行 30 分钟,使内部电容达到稳定储能状态;随后切断输入电源,启动回馈电路;最后通过高精度功率计分别测量电容初始能量与回馈至电网的能量,计算效率值。

为排除外界因素干扰,测试系统采用 “能量闭环” 设计:回馈的电能被接入模拟电网负载,避免对实际电网造成冲击;同时通过温度控制系统将环境温度稳定在 25℃±2℃,消除温度变化对电容容量的影响。在某充电桩企业的测试中,该方法测得的回馈效率为 89.2%,而传统方法因未考虑温度因素,结果仅为 82.5%,两者差值达 6.7%。

(二)动态负载下的回馈特性分析

动态负载对回馈效率的影响主要体现在两个方面:一是频繁充放电会导致电容老化,降低储能能力;二是负载波动会使回馈电路的工作点偏离最优状态,增加转换损耗。宁波至茂设计了 “动态循环测试” 方案:模拟车辆连续接入 20 次的工况,每次充电 30 分钟后启动回馈,记录每次的回馈效率变化。

测试数据显示,新出厂的 26kW 充电桩首次回馈效率可达 90% 以上,但经过 20 次循环后,部分设备效率下降至 85% 以下。通过拆解分析发现,效率下降主要源于两个原因:一是回馈二极管在高频开关下出现轻微老化,正向导通压降增加 0.1V;二是滤波电容容量衰减 5%,导致储能能力下降。基于这一发现,检测团队建议企业选用耐高频的碳化硅二极管,并将电容容量冗余提升至 10%,使循环测试后的效率保持在 88% 以上。

(三)关键参数的精准测量与优化方向

功率回馈效率测试需重点监测三个关键参数:回馈时间、回馈电流谐波畸变率、电容残留电压。宁波至茂的检测系统通过 1MHz 采样频率的电流传感器,可捕捉回馈过程中 0.1A 的电流变化;采用傅里叶变换算法分析电流谐波,能精准识别 3 - 21 次谐波含量;而高频电压探头则可记录电容残留电压的衰减曲线,确保最终残留电压低于 36V 安全值。

在某社区充电桩的测试中,技术人员发现其回馈电流的 3 次谐波含量达 8%,远超 5% 的标准限值,导致电网线损增加。通过优化回馈电路的 LC 滤波参数,将谐波含量降至 3.2%,不仅提升了回馈效率 1.5%,还减少了对电网的污染。另一项针对电容残留电压的测试显示,采用主动放电电路的充电桩,残留电压降至安全值的时间比被动放电缩短 60%,有效降低了触电风险。

四、标准化测试流程:从场景模拟到报告输出

(一)测试前:场景化参数配置

接到测试需求后,技术团队首先会调研充电桩的实际应用场景:若为社区充电桩,需重点模拟早晚上下班的高峰负载;若为写字楼充电桩,则需考虑午休时段的集中充电模式。根据场景特点确定三项核心参数:动态负载变化曲线(如 0 - 26kW 的上升时间、持续时间)、循环测试次数(模拟单日充电量)、环境温度范围(匹配当地气候条件)。

测试设备校准是前期准备的关键环节。宁波至茂采用经国家计量院认证的标准功率源,对检测系统的电压、电流、功率测量模块进行校准,确保误差在 0.05% 以内;同时通过标准电容对储能测量模块进行标定,使能量测量精度达到 0.1Wh。某检测机构引入该流程后,测试数据的重复性从 90% 提升至 98%,彻底解决了不同批次测试结果偏差大的问题。

(二)测试中:多维度数据采集

正式测试时,系统按照 “充电 - 回馈” 循环自动运行,每个循环包含四个阶段:待机阶段(3 分钟,模拟车辆未接入状态)、充电阶段(30 分钟,26kW 额定功率)、断电阶段(10 秒,模拟拔枪动作)、回馈阶段(直至电容电压低于 36V)。测试过程中,数据采集模块以 10kHz 的频率记录 12 项关键参数:DC 侧电压、电流,AC 侧回馈电压、电流,电容温度,回馈时间等。

为捕捉瞬态现象,系统设置了 “触发式数据存储” 功能:当回馈电流出现超过 5A 的突变时,自动保存触发前 1 秒至触发后 2 秒的波形数据。在一次测试中,该功能记录到回馈启动瞬间的 20A 冲击电流,经分析为回馈继电器触点氧化导致的接触不良,及时更换继电器后,冲击电流消除,回馈效率提升 2.3%。

(三)测试后:数据解读与优化建议

测试结束后,系统生成包含 “回馈效率趋势图”“谐波分析报告”“异常波形记录” 的综合报告。报告不仅呈现原始数据,更通过与行业标准比对,明确设备的优势与短板。例如,针对某充电桩回馈效率低于 85% 的问题,报告指出 “滤波电容容量衰减” 是主因,并建议更换高温耐用型电容;对于谐波超标的设备,则提供 “LC 滤波参数调整方案”。

技术团队会与客户进行深度沟通,结合实际运营数据解读测试结果。某社区运营商通过报告发现,其充电桩在冬季因温度降低,回馈效率下降 3%,采纳 “加装电容加热装置” 的建议后,冬季效率恢复至正常水平,单台设备年减少电能浪费约 200 度。

五、实战应用案例:从测试数据到运营价值

(一)案例一:社区充电桩的能效提升

某物业公司管理的 100 台 26kW 充电桩,用户反馈 “充电结束后拔枪时有电火花”,且电费单显示线损率达 12%,远超行业平均的 8%。宁波至茂技术团队到场测试,发现两个核心问题:一是功率回馈效率仅为 82%,低于 85% 的标准值,导致电容残留电压过高,拔枪时产生电弧;二是回馈电流谐波畸变率达 10%,增加了线路损耗。

检测团队提出针对性方案:更换高频低阻的回馈二极管,将回馈效率提升至 89%;优化滤波电路,将谐波畸变率降至 4%。整改后,电火花现象完全消失,线损率降至 7.5%,100 台设备年节省电费近 3 万元,同时电容故障率从每月 5 台降至 0.5 台,维护成本降低 90%。

(二)案例二:生产企业的产品迭代

某充电桩厂商新研发的 26kW 设备在定型测试中,回馈效率波动范围达 8%(83% - 91%),无法满足量产一致性要求。宁波至茂对 10 台样机进行对比测试,发现效率差异源于两个部件:一是不同批次的滤波电容容差超过 5%,二是回馈电感的绕制工艺不稳定。

检测团队协助企业制定了两项改进措施:将电容采购标准从 ±10% 收紧至 ±3%,并引入自动化绕线机控制电感参数。改进后,样机回馈效率波动范围缩小至 2%(88% - 90%),顺利通过量产审核,上市后因稳定性突出,获得某大型社区的 500 台采购订单。

六、技术赋能行业:从设备测试到生态构建

宁波至茂的 DC1000V 检测与功率回馈效率测试技术,正在从三个层面推动充电桩行业发展。在设备层面,帮助生产企业提升产品一致性,26kW 充电桩的回馈效率达标率从 75% 提升至 95%;在运营层面,通过优化能效降低成本,单台设备年平均节电 150 - 200 度,全国百万台设备年节电可达 1.5 - 20 亿度;在安全层面,消除了因回馈异常导致的火灾隐患,某城市引入该技术后,充电桩火灾事故率下降 60%。

未来,随着 V2G(车辆到电网)技术的普及,26kW 充电桩将从单纯的充电设备升级为 “充电 - 储能 - 放电” 的能源节点,这对功率回馈效率提出了更高要求 —— 不仅要回收电容能量,还需实现车辆电池与电网的双向高效互动。宁波至茂已启动相关技术研发,计划将检测电压提升至 DC1500V,同时开发 “V2G 模式下的动态回馈测试模块”,为行业技术升级提前布局。

从社区停车场到商业园区,26kW 充电桩的稳定运行关乎千万用户的出行体验。宁波至茂以 “动态负载全掌握” 的技术实力,通过精准的 DC1000V 检测与功率回馈效率测试,让每一度电都得到高效利用,为新能源充电基础设施的高质量发展注入持续动力。


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