NGI、世界初となる電力試験用2400V高速負荷を発表

業界背景：キロボルト高電圧時代への突入

EV急速充電技術の急速な進歩に伴い、車両電圧プラットフォームは主流の400Vおよび800Vアーキテクチャからより高い電圧レベルへと進化しています。国家規格GB/T 20234.1-2023「電気自動車用導電性充電接続セット – パート1：一般要求」によると、定格DC充電電圧は1500Vに引き上げられました。これは、充電パイルモジュール、車載電源、データセンター電源モジュール、エネルギー貯蔵コンバータなどの高電圧電源モジュールがキロボルト級の時代へと正式に移行したことを示すマイルストーンです。

試験の課題：高まる圧力下での高電圧電力試験

業界が高電圧・高電力化を進めるにつれ、EV充電ステーション向けDC急速充電モジュール、高電圧双方向PCS、データセンター向けHVDC電源といったコア電源モジュールの動作電圧は、400V / 800V / 1000Vから1200V、1500Vへと移行しています。高電圧化は効率向上と損失低減につながる一方で、性能検証と試験に大きな課題をもたらします。

1500V を超える電圧で動作する電源モジュールをテストする場合、従来の負荷テスト ソリューション (主に回生負荷と抵抗負荷) では、動的応答速度、電流スルー レート、精度、および連続的な高電圧調整機能に明らかな制限があります。

回生負荷

SiCやGaNなどの第3世代半導体をベースにした最新の高電圧電源モジュールは、負荷の動的応答速度と電流スルーレートに対して極めて高い要件を課します。固有のトポロジー制約により、回生負荷では高速かつ過渡的な負荷変動を正確にシミュレートすることが困難であり、応答速度とスルーレート制御の両方において不十分です。

抵抗負荷と従来の電子負荷

従来の高出力抵抗負荷バンクは、サイズが大きく、冷却が難しく、精密な制御が不足しています。最新のパワーモジュールに求められる複雑な動作条件をシミュレートすることはできず、動的応答や電流スルーレートに関する厳しい試験要件を満たすこともできません。

さらに、従来の散逸性電子負荷はデバイスの耐電圧能力によって制限され、通常は最大 1200V までしかサポートできないため、超高電圧負荷テストには適していません。

NGI、世界トップクラスのパワーモジュールメーカーの性能試験を実現

顧客の要望

顧客 A は、高性能充電モジュール、バッテリー交換システム、エネルギー貯蔵システムを対象とする製品を取り扱う世界有数のパワーモジュールメーカーであり、充電、バッテリー交換、エネルギー貯蔵アプリケーション向けの専門的なソリューションを提供しています。

開発の初期段階では、顧客は、負荷機器が厳しい性能要件を満たすことを期待しながら、DC 電源モジュールの動的出力特性のテストを要求していました。

NGIソリューション: 2400V高性能電子負荷

NGI は、業界の高電圧の進化に正確に対応するために、1200V を超える電源のテスト要件を完全に満たす、世界初の 2400V / 1600V 超高電圧、高速 DC 電子負荷を導入しました。

超高電圧カバレッジと高電力密度

2400V / 1600V 高電圧シリーズは、1500V 電源モジュールテストと完全に互換性があり、将来の技術アップグレードに十分な余裕を提供し、テストの安全性の余裕を確保します。

3U シャーシの単一ユニットの電力定格は 5kW で、システムは複数ユニットの並列操作をサポートし、数十または数百キロワットまで簡単に拡張できます。

最大電流能力は 2500A に達し、高出力充電モジュールの全負荷電流テスト要件を完全に満たします。

超高速ダイナミックレスポンス

このシステムは、マイクロ秒レベルの負荷過渡および応答速度を備えており、動的応答、制御ループの安定性、過電圧/過電流保護動作などの主要なパフォーマンス指標を正確に評価できます。

マルチレンジ設計による超高精度

U/I/P/Rトリプルレンジアーキテクチャ

電圧測定精度：0.015% + 0.015% FS

電流測定精度: 0.04% + 0.04% FS

この設計は、さまざまな動作条件にわたる広範囲かつ高精度のテスト要件を完全に満たします。