Luca Martini, System Engineer di Analog Devices, ci aiuta a fare il punto sulla misurazione dell’energia nelle stazioni di ricarica dei veicoli. Perché questo aspetto è così importante?
“Molti fornitori di energia e aziende private stanno distribuendo colonnine di ricarica veloce fino a 150 kW e si sta registrando un forte interesse per ricariche ultraveloci con potenza fino a 500 kW per colonnina. La ricarica dei veicoli elettrici diventerà quindi un massiccio mercato di scambio di energia, con la conseguente necessità di una fatturazione energetica accurata”, spiega Martini. “Attualmente, la misura dell’energia dei carica-batterie standard per veicoli elettrici è calcolata sul lato AC, con l’inconveniente di non misurare l’energia persa nella conversione AC-DC, a scapito del cliente finale. Dal 2019, i nuovi regolamenti dell’UE obbligano i fornitori di energia a fatturare al cliente solo l’energia trasferita al veicolo, con la conseguenza di lasciare a carico del fornitore le perdite di conversione e distribuzione dell’energia. È evidente, quindi, la necessità di consentire una fatturazione accurata lato DC per i caricatori veloci e ultraveloci, dove l’energia viene trasferita in DC quando è direttamente collegata alla batteria del veicolo. E questo anche se i convertitori SiC per veicoli elettrici di ultima generazione possono raggiungere un’efficienza superiore al 97%”.
Per misurare la potenza consumata dal carico (P = V × I), sono necessari almeno un sensore di corrente e uno di tensione. La tensione è tipicamente misurata con un partitore resistivo, dove una scala di resistenze è usata per ricondurre la tensione a un valore compatibile con l’ingresso dell’ADC del sistema. I contatori DC per le stazioni di ricarica possono avere più canali di tensione, consentendo al contatore di rilevare la tensione anche nel punto di ingresso del veicolo (misura a quattro fili): tale configurazione assicura che tutte le perdite resistive della colonnina di ricarica e del cavo siano escluse dal totale addebitato al cliente. Per la misura della corrente si possono invece utilizzare diversi tipi di sensore: shunt, sensore a effetto Hall (open loop o closed loop), fluxgate.
“Analog Devices offre una catena di segnale completa per misure di precisione di corrente e tensione che soddisfano i requisiti degli standard più restrittivi”, dice ancora Martini che, a proposito di standard, precisa: “La misura della corrente continua nelle applicazioni di ricarica dei veicoli elettrici è talvolta conforme allo standard tedesco VDE-AR-E 2418 o al vecchio standard ferroviario EN 50463-2, secondo il quale le precisioni sono relative ai trasduttori, e l’errore di energia combinato è la somma quadratica degli errori di tensione, corrente e calcolo”.
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