Тестирование MCS для зарядных станций мегаватт

Зарядные мощности до 3.750 кВт, токи до 3.000 А и напряжения до 1.250 В представляют собой совершенно новые задачи для измерительной техники. Если зарядка тяжелых коммерческих автомобилей должна занимать менее 30 минут, то и технология тестирования должна соответствовать этим требованиям.

Испытания и калибровка MCS в мегаваттном диапазоне.

В связи с расширением инфраструктуры мегаваттной зарядки для тяжелых коммерческих автомобилей, тестирование систем мегаваттной зарядки (MCS) приобретает все большее значение. Система мегаваттной зарядки (MCS) позволяет осуществлять зарядку мощностью до 3.750 кВт, что предъявляет совершенно новые требования к измерительной технике, калибровке и соответствующему законодательству контролю. В то время как зарядные станции CCS работают с максимальной мощностью 400 кВт, MCS расширяет эти пределы почти в десять раз.

Для поставщиков услуг тестирования, поставщиков энергии и операторов зарядных станций это поднимает фундаментальные вопросы, касающиеся метрологической верификации. Компания ZERA, специализирующаяся на технологиях тестирования счетчиков и тестировании электромобилей, поддерживает это развитие, обладая более чем 100-летним опытом в области технологий точных измерений. В данной статье рассматриваются технические основы, нормативные рамки и метрологические проблемы тестирования MCS.

Основы мегаваттной системы зарядки для коммерческих автомобилей

Технические характеристики и данные о производительности

Система зарядки Megawatt была разработана организацией CharIN в качестве глобального стандарта для высокоэффективной зарядки тяжелых транспортных средств. Работа над спецификацией ведется с 2018 года при поддержке более десятка производителей и исследовательских институтов по всему миру. При максимальном напряжении 1.250 В постоянного тока и зарядном токе до 3.000 А система достигает пиковой мощности 3.750 кВт.

Разъем MCS основан на одноштекерной конструкции со встроенным жидкостным охлаждением и связью по Ethernet. По сравнению с устоявшейся комбинированной системой зарядки (CCS), MCS представляет собой значительный технологический прорыв. Зарядные станции CCS работают при максимальном напряжении 1.000 В и токе 500 А, что соответствует выходной мощности до 400 кВт.

Классы транспортных средств и области применения

Основная целевая группа для стандарта MCS включает тяжелые коммерческие автомобили классов 6–8 согласно американской классификации. Сюда входят грузовики дальнего следования, транспортные средства для доставки грузов и тяжелые тягачи с аккумуляторными батареями емкостью в несколько сотен кВт⋅ч. В будущем стандарт также будет подходить для автобусов, строительной техники и судов с высокими энергетическими потребностями.

Разъем MCS расположен с левой стороны автомобиля на уровне бедра и соответствует сертификату UL2251, подтверждающему безопасность прикосновения. Возможность V2X обеспечивает двунаправленную зарядку и открывает дополнительные бизнес-модели в секторе «автомобиль-сеть» для операторов.

Нормы и стандарты для тестирования MCS

В качестве основы для спецификации разъема использован стандарт IEC TS 63379.

Техническая спецификация IEC TS 63379 определяет требования к разъемам, автомобильным разъемам и кабельным сборкам для проводящей зарядки постоянным током в мегаваттном диапазоне. Публикация этого стандарта в феврале 2026 года знаменует собой важную веху для всего процесса тестирования MCS. Впервые производители и испытательные лаборатории получат обязательную основу для оценки соответствия компонентов MCS.

Параллельно IEC работает над стандартом IEC 61851-23-3, который определяет конкретные требования к зарядному оборудованию MCS (EVSE). По состоянию на 2026 год этот стандарт все еще находится в разработке и, как ожидается, будет опубликован в том же году. Для тестирования MCS это означает динамичную среду стандартизации, в которой процедуры тестирования должны постоянно адаптироваться.

Связь при зарядке в соответствии со стандартом ISO 15118-20

В системе MCS обмен данными при зарядке основан на протоколе ISO 15118-20, который регулирует высокоуровневую связь между транспортным средством и зарядной станцией. Специальная поправка вводит дополнительные идентификаторы сервисов для функций, специфичных для MCS. Возможность подключения и зарядки обеспечивает автоматическую аутентификацию и выставление счетов без ручного вмешательства.

Для тестирования MCS это требует проверки как электрических параметров, так и протоколов связи. Низкоуровневая связь работает в более узких диапазонах напряжения, чем CCS, и предъявляет особые требования к точности измерений используемых испытательных систем.

Проблемы тестирования систем управления цепями (MCS) в мегаваттном диапазоне.

Терморегулирование при зарядном токе 3.000 А

Экстремальные зарядные токи, достигающие 3.000 А, создают значительную тепловую нагрузку на разъем, кабель и входное отверстие автомобиля. Испытания, проведенные в Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) с использованием прототипов от семи производителей, показали, что активное охлаждение как разъема, так и входного отверстия абсолютно необходимо при максимальном токе. Без охлаждения зарядный ток может безопасно работать только до 350 А.

Охлаждение только разъема увеличивает допустимый ток до 1.000 А. Только комбинированное охлаждение обоих компонентов позволяет обеспечить полноценную работу системы MCS при токе 3.000 А. Для испытаний системы MCS это означает, что испытательные системы должны надежно имитировать тепловые условия как в нормальном режиме работы, так и при экстремальных нагрузках.

Требования к неопределенности и точности измерений

Неопределенность измерений в мегаваттном диапазоне создает особые проблемы для испытательных установок. Низкоуровневая связь в системах MCS работает в более узких диапазонах напряжения, чем в сопоставимых системах CCS, и испытательные системы должны надежно идентифицировать эти узкие уровни сигнала. Требуемая точность возрастает пропорционально выходной мощности.

По состоянию на 2026 год окончательные спецификации испытаний MCS все еще находятся в стадии разработки. Существующие процедуры испытаний должны быть модульными, чтобы обеспечить легкую адаптацию к изменениям в стандартизации. Используемая измерительная технология должна позволять проводить испытания производительности до 3.750 кВт с воспроизводимыми результатами.

Законы калибровки и метрология для зарядных станций MCS

Отсутствие соответствующих законодательству счетчиков постоянного тока в диапазоне мегаватт

Немецкий закон о калибровке электроэнергии предусматривает, что электроэнергия на зарядных станциях должна тарифицироваться в киловатт-часах. Существует несколько утвержденных счетчиков постоянного тока для зарядных станций CCS, отвечающих этому требованию. Однако такие измерительные приборы полностью отсутствуют в диапазоне мегаватт, и в настоящее время ни один производитель не предлагает соответствующие законодательству счетчики постоянного тока для выходной мощности в диапазоне МВт.

В рамках исследовательского проекта HoLa эта проблема задокументирована, и рекомендуется временно приостановить обязательную калибровку зарядных станций MCS. В качестве альтернативы, до тех пор, пока не будет доступно достаточное количество подходящих систем учета, можно заменить тарифами, основанными на времени, на оплату кВт·ч. Это создает неопределенность в регулировании для операторов инфраструктуры MCS при принятии инвестиционных решений.

Временные тарифы как альтернатива оплате за кВт⋅ч

Модели оплаты по времени предлагают прагматичное решение для переходного периода. Вместо измерения точного количества энергии, процесс зарядки оплачивается в единицах времени. Эта модель требует меньше усилий по измерению, но имеет недостатки для пользователей с различными профилями скорости зарядки.

В настоящее время на европейском и национальном уровнях обсуждается нормативно-правовая база для тарифов MCS, основанных на времени. В следующей таблице сравниваются требования к калибровке обеих систем зарядки:

Для долговременного тестирования систем управления цепями (MCS) разработка соответствующих законодательству счетчиков постоянного тока в мегаваттном диапазоне остается ключевым условием. Только когда Калибровочные растворы Поскольку эти компоненты доступны для данного диапазона рабочих характеристик, можно гарантировать полную метрологическую безопасность.

Сравнение тестирования MCS и тестирования CCS

Области применения и технические различия

Различия между CCS и MCS касаются не только мощности зарядки, но и конструкции разъемов, концепции охлаждения и архитектуры связи. Зарядные станции CCS используют разъемы Combo 1 или Combo 2 с максимальными характеристиками 1.000 В и 500 А. Разъем MCS использует совершенно новую конструкцию с одним штекером и встроенным жидкостным охлаждением для работы с высокими токами.

В системе CCS для связи используется технология Power Line Communication (PLC), тогда как в системе MCS используются Ethernet и стандарт ISO 15118-20. Для тестирования MCS тестовые системы должны поддерживать оба канала связи, чтобы обеспечить полную проверку.

Переносимые процедуры тестирования и новые требования

Основные метрологические принципы испытаний CCS могут быть применены к испытаниям MCS. Классы точности, прослеживаемость PTB и калибровка DAkkS остаются ключевыми характеристиками качества независимо от диапазона рабочих характеристик. Те, кто имеет опыт работы в этой области, могут обратиться к специалистам, имеющим соответствующий опыт. технология тестирования постоянного тока Тот, кто привносит с собой необходимые навыки для сдачи экзамена MCS, обладает ими.

Новые требования возникают из-за значительно более высоких токов и напряжений, а также необходимости теплового мониторинга в процессе тестирования. Тестирование связи расширяется и включает в себя идентификаторы сервисов, специфичные для MCS, и проверку уровней сигналов низкого уровня. Системы тестирования должны быть масштабируемыми, чтобы охватывать как существующие тесты CCS, так и будущие проверки MCS.

Инфраструктура MCS в Европе и текущие пилотные проекты

Исследовательский проект HoLa и полевые испытания в Германии

Исследовательский проект HoLa (Высокопроизводительная зарядка в междугородних грузоперевозках), финансируемый Федеральным министерством цифровых технологий и экономики, эксплуатирует восемь зарядных станций MCS и десять зарядных станций CCS в реальных логистических условиях. На этих станциях собираются данные об интеграции сети, оперативном управлении и метрологических требованиях. Результаты напрямую используются для дальнейшего развития процедур тестирования и стандартизации.

Проект предоставил ценные практические данные для тестирования систем управления зарядкой (MCS), особенно в отношении проблемы выставления счетов в соответствии с законодательством. Полученный опыт показывает, что, помимо чистой мощности зарядки, пропускная способность сети и управление нагрузкой являются ключевыми факторами для успешной работы систем управления зарядкой.

Компании Mercedes-Benz Trucks и MAN продвигают технологии MCS вперед.

В начале 2026 года компания Mercedes-Benz Trucks провела полевые испытания eActros 600, проверив возможности зарядки MCS во время дальнего рейса в Швецию. ABB E-mobility и MAN впервые продемонстрировали зарядку в мегаваттах на этом электрогрузовике, достигнув мощности зарядки более 1.000 кВт в реальных условиях эксплуатации. Компания Daimler Truck сообщила о мощности зарядки, которая превзошла предыдущий рекорд в области зарядки электромобилей.

Эти заводские испытания демонстрируют, что технология MCS выходит за рамки этапа тестирования прототипов и переходит к серийному производству. Испытание технологий в области электромобильности Это означает растущий спрос на надежные и масштабируемые решения для тестирования. Расширение инфраструктуры MCS вдоль европейских междугородних транспортных коридоров значительно ускорится в ближайшие годы.

Технологии тестирования и калибровки зарядных станций мегаваттной мощности

Требования к системам тестирования следующего поколения

Для проведения испытаний MCS требуются испытательные системы, способные проводить масштабируемые испытания мощности от 500 кВт до более чем 2.000 кВт. Помимо измерения чистой мощности, эти системы должны поддерживать валидацию в соответствии со стандартом ISO 15118-20 и будущим стандартом IEC 61851-23-3. Высочайшие классы точности и встроенный термомониторинг являются одними из основных требований к будущему испытательному оборудованию.

Прослеживаемая калибровка по национальным стандартам остается основой для получения надежных результатов измерений, даже в мегаваттном диапазоне. Аккредитованные DAkkS калибровочные лаборатории гарантируют метрологическую безопасность и укрепляют доверие со стороны операторов и регулирующих органов. Мы вносим свой более чем 100-летний опыт в области тестирования измерительных приборов и технологий точных измерений в разработку перспективных решений для тестирования.

С Испытательный стенд для электромобильности Благодаря нашему обширному опыту в области технологий тестирования постоянного тока, мы обладаем прочной основой для выполнения требований тестирования MCS. Сочетание традиционных метрологических компетенций и инновационных технологий тестирования электромобилей позволяет нам оказывать поддержку операторам и производителям на пути к созданию зарядной инфраструктуры мегаваттного масштаба. Свяжитесь с нами для бесплатной консультации по вашим конкретным требованиям к тестированию.

Часто задаваемые вопросы об экзамене MCS

Что такое система зарядки мегаваттами (MCS)?

Система зарядки Megawatt Charging System (MCS) — это стандарт зарядки, разработанный организацией CharIN для тяжелых коммерческих автомобилей, автобусов и других крупных потребителей электроэнергии. Благодаря максимальной зарядной мощности 3.750 кВт (3.000 А при 1.250 В постоянного тока), MCS позволяет быстро заряжать транспортные средства с очень большой емкостью аккумуляторов менее чем за 30 минут.

Какие стандарты применяются к тесту MCS?

Центральным стандартом является IEC TS 63379, определяющий разъемы и входные отверстия в автомобилях. Кроме того, IEC 61851-23-3 регулирует требования к зарядному оборудованию, а ISO 15118-20 регулирует связь при зарядке. Все три стандарта находились на разных стадиях зрелости к 2026 году и продолжают развиваться.

Когда появятся зарядные станции MCS?

Первые зарядные станции MCS уже введены в эксплуатацию в рамках исследовательских проектов, таких как HoLa. Более широкое коммерческое внедрение ожидается в период с 2027 по 2028 год. Такие производители, как Mercedes-Benz Trucks и MAN, уже тестируют MCS в реальных условиях в сфере междугородних перевозок.

Как обеспечивается точность измерений в MCS?

Точность измерений основана на прослеживаемой калибровке, проводимой аккредитованными лабораториями DAkkS, и соблюдении определенных классов точности. Системы тестирования должны надежно обнаруживать более узкие диапазоны напряжения низкоуровневой связи MCS и обеспечивать воспроизводимые результаты.

Какие проблемы создает закон калибровки для MCS?

Наибольшая проблема заключается в отсутствии соответствующих законодательству счетчиков постоянного тока в диапазоне мегаватт. Поскольку немецкое законодательство о калибровке требует точного учета электроэнергии в кВт·ч, обсуждаются временные решения, такие как тарифы, зависящие от времени суток, до тех пор, пока не появятся подходящие измерительные приборы.