Un wattmètre Yokogawa au cœur du système VDE pour garantir la précision des bornes de recharge des véhicules électriques
Les conducteurs de véhicules à moteur à combustion interne ne se préoccupent généralement pas de la précision de la quantité de carburant facturée à la station-service. Cette confiance est le résultat de décennies de lois strictes qui assurent un calibrage précis des systèmes de mesure des pompes à essence.
Maintenant que les véhicules électriques (VE) représentent une part de plus en plus importante du trafic sur les routes européennes, les points de charge publics doivent gagner le même niveau de confiance. Cela signifie qu’il faut créer de nouveaux systèmes d’étalonnage qui garantissent au conducteur que lorsqu’il a payé 50 kWh d’électricité, sa batterie a été rechargée avec cette quantité d’énergie.
En Allemagne, il était naturel que les fabricants qui développent des produits de mesure pour le marché de la recharge des véhicules électriques se tournent vers l’Institut VDE, un organisme à but non lucratif, pour obtenir un dispositif de mesure pour l’étalonnage qui soit conforme à la directive européenne sur les instruments de mesure. L’institut, (fédération allemande des industries de l’électrotechnique, de l’électronique et de l’ingénierie de l’information
) qui emploie plus de 500 personnes à son siège d’Offenbach am Main, est à l’origine de la marque VDE qui, depuis plus de 100 ans, est synonyme de sécurité et de qualité pour les appareils, composants et systèmes électriques et électroniques. Chaque année, les ingénieurs d’essai indépendants de VDE soumettent plus de 100 000 appareils à des tests de produit, de qualité et de sécurité qui sont reconnus dans plus de 50 pays à travers le monde.
La création d’un système de mesure conforme à la directive européenne sur les instruments de mesure et à la loi allemande sur les mesures et l’étalonnage a été un véritable défi. La loi précise que les relevés des compteurs doivent être précis à au moins 3 % et ne doivent pas être supérieur à la quantité réelle d’énergie fournie. Cela signifie que la marge d’erreur dans l’étalonnage est minuscule : la précision du wattmètre utilisé dans le système d’essai devait être supérieure à la spécification d’un facteur d’au moins dix, soit ±0,3 %.
Au cœur de la solution de VDE se trouve le wattmètre WT3000E de Yokogawa Test & Measurement, dont la précision de ±0,04 % est presque un ordre de grandeur supérieur à la spécification minimale. Associé à une alimentation programmable contrôlée par le générateur de fonctions FG420 de Yokogawa, le système fournit des mesures extrêmement précises de la tension, du courant et de l’énergie totale.
Parmi les autres caractéristiques du WT3000E, on peut citer un intervalle court entre les échantillons stockés, de seulement 50 ms, et un interfaçage facile avec les capteurs de courant de précision fournis par LEM/SIGNALTEC.
Pour les nouvelles conceptions, Yokogawa propose le produit successeur du WT3000E, l’analyseur de puissance de précision WT5000, une plate-forme polyvalente qui offre un haut niveau de précision et des performances exceptionnelles dans les applications les plus exigeantes. En plus d’une précision accrue de ±0,03%, il offre un fonctionnement à grande vitesse jusqu’à 10 MS/s (18 bits) et une bande passante de mesure de puissance de 5 MHz.
Au cours de ce projet, Yokogawa a également soutenu le développement du programme de contrôle basé sur Raspberry Pi et du système d’acquisition de données de mesure qui fournit une interface à l’appareil testé. Cela s’est avéré particulièrement utile lorsque les ingénieurs du VDE étaient confrontés à l’absence de bibliothèques ou de pilotes pertinents.
Après avoir été accrédité par l’Institut technique fédéral allemande de physique, le système d’essai est désormais utilisé par les entreprises qui fabriquent des compteurs d’énergie pour le réseau de stations de recharge publiques pour véhicules électriques, qui se développe rapidement dans le pays. Avec un million de bornes de recharge installées dans tout le pays d’ici 2030, le sceau d’approbation VDE jouera un rôle important dans l’établissement de la confiance des consommateurs.
Sven Grünberg, ingénieur chez VDE, qui faisait partie de l’équipe qui a développé le système, a plus de 35 ans d’expérience avec différents types d’équipements de test. Dans ce cas, il s’est naturellement tourné vers Yokogawa en raison de la nécessité d’une très grande précision qui rendait le choix du wattmètre crucial pour la réussite de l’ensemble du projet.
« Pour être honnête, il n’y a pratiquement rien d’autre qui vaille la peine d’être envisagé », déclare M. Grünberg. « Le Yokogawa WT3000E est utilisé dans nos services d’étalonnage depuis des années, et il mesure avec une telle précision qu’il est également parfaitement adapté au banc d’essai de la station de charge. »
Pour télécharger l’étude de cas complète, veuillez cliquer ici.
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