电动汽车充电设备计量准确性提升技术研究

电动汽车充电设备计量准确性提升技术研究

李云飞 吴传顺 唐霄

国网安徽电动汽车服务有限公司 安徽 合肥 230000

摘要：新能源汽车处于新能源运输的前沿。新能源电动汽车充电设备主要包括:充电站及其辅助设备，如充电桩、充电站监控系统、充电桩、配电室、安全防护设施等。充电设备作为一个新兴行业，对充电计量技术的准确性提出了更高的要求。随着行业的快速发展，充电设备暴露出一系列的问题。充电设备大量发布，充电桩在长时间运行后故障率增加，导致设备兼容性低。交流充电无法感知车辆信息，导致充电服务不安全、不方便，用户体验差。桩基设备需要不断升级，存在各种安全隐患，运行维护压力不断增大。必须对电动汽车充电设施进行测试，以规范产品，促进行业发展。

关键词：电动汽车；充电设备；计量准确性；提升技术；研究

一、电动汽车充电桩分类

电动汽车充电桩是为电动汽车蓄电池充电的专用设备，根据安装方式的不同可分为车载和非车载。采用相应的充电方法完成汽车蓄电池的充电功能。车载充电桩是指安装在电动汽车内部的充电桩;非车载充电桩是指安装在电动汽车外部，与交流电网连接，为电动汽车动力电池提供直流电的充电桩。充电站安装的非车辆充电桩也应配备计量和充电功能。一般情况下，充电桩至少要能对以下三种动力电池中的一种进行充电:铁锂离子电池、铅酸电池、金属氢化物镍电池。

充电桩根据电流类型的不同可分为：交流充电桩和直流充电桩。交流充电桩是安装在电动汽车外部，与交流电网连接，为电动汽车车载充电桩提供交流电源的供电设备。它还具有计量和计费功能。直流充电桩是一种固定安装在电动汽车外部，与交流电网连接，为电动汽车动力电池提供低功率直流电源的供电装置。直流充电桩具有充电桩功能，可以实时监控已充电电池的状态。同时，直流充电桩可以测量充电电量。目前，现有的国家标准明确规定了电动汽车充电设备电能计量的技术要求，以及电能计量设备的检定规则、安装要求和试验方法。然而，新能源汽车充电设备计量问题依然明显：

　　(1) 电动汽车蓄电池在充电过程中会产生大量的谐波，对电网造成不同程度的谐波污染。此外，电动汽车电池是电容性负载，功率因数较低，不能满足电力公司对可充电汽车功率因数的要求。因此，要求安装在新能源汽车充电站的电能计量设备应具有谐波实时监测、计量和消除的功能，特别是对于今天普遍使用的智能电能表。

(2)当电动汽车采用快速充电方式时，大电流会造成电网不稳定，密集充电可能导致充电站瞬时负荷大的现象，这将极大地考验电网的负荷能力和供电能力。因此，如何在充电站快速充电时及时调整充电负荷，如何在充电时间分散时快速调整充电时间，以及如何在非高峰时段有效提高负载利用率，都成为电动汽车充电站计量设备迫切需要解决的技术问题。

2. 电动汽车计量设备技术问题应对措施

1. 对充电桩实施强制计量检定的必要性

充电桩作为一个新兴的综合性行业，对计量检定提出了许多新的要求。充电桩计量检定的实施，可以提高整个充电桩行业的计量检定保障，使计量检定与充电桩行业有机结合。因此，对充电桩实施强制性验证是十分必要的。根据第九条规定的《计量》，县级以上人民政府计量行政部门为计量器具的公共标准，部门和企业事业单位使用高标准计量，以及用于贸易结算、安全防护，医疗卫生、环境监测工作中，列入强制检定目录的计量器具，实行强制检定。”

随着电动汽车的快速增长，充电桩将会大量安装，就像我们现在习惯使用燃油泵一样，燃气机也会出现在我们的生活中。充电桩作为一种新型电能计量装置，无论是直流充电桩、交流充电桩、车载充电桩还是非车载充电桩，都涉及电能交易结算和用电结算。

2. 对电动汽车充电桩实施强制检定的好处

首先，对电动汽车充电桩进行强制性计量检定，保障公共安全。目前大多数电动汽车动力电池使用的三元电池抗过充能力不足。过充会引起电池温度急剧上升，电池损坏泄漏，严重时甚至会引起电动车火灾。充电设施计量检定的实施，要求充电设施建立良好的防过充机制，对充电环节进行多重保护，从根本上防止过充事故的发生。

其次，它可以提高产品质量。充电设备产品的计量检定将直接推动充电桩制造企业不断完善质量管理体系和改进管理手段。鼓励企业在生产过程中加强质量控制，为企业的持续健康发展提供保障。充电桩强制计量检定通过对充电设施从产品质量到安装规范的质量进行全面监控，定期对使用中的充电桩进行计量检定，可以有效保证充电设施的正常安全运行。

最后，可以有效提升我国新能源汽车在国际上的地位，做好电动汽车充电桩的价值转移和溯源工作，不断增强我国新能源汽车计量检定和校准能力。为电动汽车电源装置技术的不断发展和改进提供质量检测服务。并推动全系列电动汽车储能产品和行业供应。通过对电动汽车供能装置的计量检定，加强新能源汽车计量技术和计量方法的研究，从而促进电动汽车整体质量的不断提高。

3. 研制新型检定装置

　　以充电桩直流电能表检定装置为例，需要研制的检定装置应能有效满足电能表的量程，并能全面、准确地评价直流电能表的电能计量性能。直流电能表基于JJG842-1993《检定规程》，采用实时脉冲周期比例法和虚功率法，选择高量程、低纹波电压、电流源，采用快速采样脉冲数据，该数据采集卡能有效地对直流电能计量电能表的性能进行校准、验证，为电能表的选择提供依据;也可作为电表厂家在生产过程中调试和出厂检验的测试仪器。该检定装置采用模块化设计，各部件相互独立，拆卸方便，可根据不同需要应用于现场检定或实验室检定。

　　3.1完善计量测试系统

目前，新能源汽车充电设备的国家标准、计量程序尚未完成，计量机构应发挥技术先行优势，结合研究，牵头制定相关国家标准、计量法规，逐步完善此类设备的计量检测体系，将该仪器及计量检定装置纳入国家传播溯源体系，为保证量值与溯源的一致性奠定坚实的技术基础。

3.2规范计量市场行为

可以预期,随着新能源汽车的应用,充电计量设备将数量级的增长被广泛使用,因为它是现在广泛的驻扎燃料加油站,因此,质监部门相应的行政监管职能,计量机制作为技术提供商,对违反《计量法》和相关计量法律法规的公司和单位，给予严格的行政处罚。使新能源计量的市场行为从一开始就进入良性发展和管理的轨道。

三、结语：

总之，必须对涉及环境保护、人民社会保障、健康和重大经贸结算的产品实施强制性计量检定，使这些产品的准确性置于政府的全面监督之下。因此，对电动汽车充电桩实施强制性计量检定是十分必要的。新能源产业的发展对计量技术提出了更高的要求，这对计量机构是机遇也是挑战。机遇在于新兴产业的发展带动了计量传统产业的进步，抢占计量技术领域的制高点，对我国新能源汽车产业的发展大有裨益，大力提升中国新能源汽车在国际上的地位;挑战在于如何利用国际最新前沿技术，在传统电力计量检测面临新的计量问题的情况下，做好价值传递、溯源和计量校准工作。这是一种测试计量机构。

根据以上的论述，伴随新能源电动汽车行业的不断发展，其市场规模不断扩大，越来越多的问题出现在人们面前，只有采用完善的充电技术，才能帮助实现新能源电动汽车的稳定发展。因此，本文首先阐述了新能源汽车的发展背景。认为目前的新能源电动汽车充电技术主要包括：传导充电技术、电池置换技术和无线充电技术，未来的发展和应用主要针对充电互联网服务和反向充电技术。只有合理规划充电设施和实际使用，才能实现新能源电动汽车产业的快速发展。

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