电动汽车充电桩检定与应用研究

管慧清 漯河市质量技术检验测试中心

目前，全球能源和环境危机十分严重，人们越来越关注环境保护问题。电动汽车作为一种新型的生态交通工具，具有广阔的发展前景。我国政府还制定了一系列政策，积极促进新能源汽车的发展和应用。但是，电动汽车行业还不成熟，充电电池接口不兼容、质量参差不齐等市场问题依然存在。因此，国家还制定了规范电池组设计的标准。为了有效利用充电电池的社会和经济效益，设计人员必须从充电电池的基本功能入手，注重智能充电电池的创新，不断提高其安全性和实用性。

一、电动汽车充电装置概述

（一）简介分析

目前，电动汽车充电装置分为电动汽车交流充电电池和电动汽车直流充电器两类。一种特殊电源装置，称为电动汽车交流充电电池，为装有嵌入式充电设备的电动汽车提供传导交流电源；一种特殊的电动汽车蓄电池充电装置，称为电动汽车无载直流充电器。交流电池组通用接口规范如下：AC220V（10A/16A/32A）和AC380V（64A）。输出为交流电，输出功率低，负载慢。测量单位是交流电表，通常安装在居民区和公共停车场。DC 充电器分为一个充电器（30kW/60kW/120kW）和两个充电器（240kW），电压和电流通常为750v/1000v。直流充电器整流模块将交流电源转换为直流输出，从而提高输出功率，加快充电速度。其测量模块是直流电流表，其安装方法主要用于中控室。目前，这种模式通常用于充电公共汽车。从用户负荷过程的角度来看，交流电枢和直流充电器的基本过程相似，基本上可以分为六个阶段：物理连接阶段；低压辅助加电阶段；负载手柄；配置桩参数：载入中；一旦费用已开立账单，请计算已开立账单费用的成本。

（二）电动汽车充电桩分类

交流充电电池。交流充电电池广泛用于家用或小型电动汽车，主要用于公共停车场、商业停车场和社区/家庭充电电池。输入电压为220V 单相，频率50Hz+2Hz，电压变化范围为220v 15%单相，结构外壳采用坚固耐用抗老化抗冲击材料，具有较强的抗电磁干扰能力。交流电池组在额定负载下连续工作很长时间，充分考虑了冷却要求。交流电池组首先从交流电网给电动汽车充电器供电，然后汽车充电器将交流电源转换为交流电源，从而完成电动汽车电池的充电。交流充电电池功率低，耗时长，电动汽车空闲时易于使用。直流充电电池。直流充电电池最适合出租车、公共汽车、电动汽车和混合动力汽车等大型电动汽车的快速充电。总功率大，施工时要注意电网的保护，所以一般是在大型电动汽车停车场施工。交流电脚的输入功率为15%至380 伏，三相交流电压为4 线，5%至50 赫兹。不同类型的电池通常有两种充电模式，定时充电约5 小时，快速充电约1 小时。在充电过程中，应监控电池的状态，并根据电池的温度和电压自动调节电压和充电电流，同时提供报警和保护功能。直流充电座主要由地面供电，直接充电电动汽车动力电池，具有快速充电速度的优点。

二、交直流充电桩的检定与计量

（一）交流充电桩检定的基本要求

交流电池组电源检查系统由标准电能表、电源或电力负荷组成。电气负荷可以是要充电的电动汽车，也可以是模拟整个交流负荷过程的连续可调电气负荷。标准直流电源导出直流电压和直流电流，并提供给直流计数器进行测试。使用标准计时器测量直流电压表以恒定功率输出多个脉冲所需的时间，并通过将时间乘以标准直流电源产生的恒定功率来获得实际能量。将实际能量与用直流能表测量的能量进行比较，得出用直流能表测量的电能的相对测量误差。交流电池组收费的支付主要是根据收费数量的指示进行的。通过比较校验系统和测头同时测量的电量来确定测头指示误差（运行误差）是评定交流测头特性的基本指标。以广东省为例，本地区大部分交流电荷桩精度均为1级，因此交流电荷桩功率校核系统精度至少应为0.5 级。

（二）检定方法分析

交流充电桩电能检定系统由标准电能表、电源或电力负荷组成。电力负载可以是待充电的电动汽车，也可以是模拟交流充电全过程的连续可调的电子负载。电动汽车的使用是JJG1148-2018 的实载检定方法（使用实际运行载荷的检定方法）；使用电子负载是JJG1148-2018 的虚拟负载检定方法（利用充电桩检定装置提供的模拟负载进行检定的方法）。虚拟负荷检定方法可分为瓦特秒法或标准表（脉冲）法。交流充电枪插入电动车后，充电桩通过充电接口与电池BMS 通讯。电池BMS 根据车载动力电池的情况和充电桩的特性发出充电请求，交流充电桩调整自身参数达到最佳充电电流。充电后，充电桩内置的计量模块测量充电桩的输出电能，并通过通讯模块将电参数、时间、电池状态等信息告知充电系统和采集交互终端。电池达到沃利容量后，BMS 通知交流充电桩切断电源，结束充电。在整个充电过程中，交流充电桩的输出参数随时间波动。这两个阶段的充电功率在交流充电桩刚启动后和电池没电前是不恒定的，因此瓦特-秒法会产生较大的测量误差。交流充电柱在整个充电过程中需要不断的通讯、数据采集和数据交换，也需要消耗一定的电量。此外，模拟电子负载会随着热值的增加而降低电阻。因此，最优选的验证方法是实载标准表（脉冲）验证法。

三、结束语

简而言之，一些当地认证机构不了解检定的目的，对有关检定程序的理解与电动汽车充电设施的实际发展并不相符。使用了不适当的设备、校准方法、操作条件、校准算法以及温度和湿度校准方法进行现场校准，但没有导致对现场校准的普遍承认。它增加了充电设施的生产和运营成本，给电力电池制造商和运营商造成了很大的混乱。建议监管机构促进尽快在两国形成强制性的计量检定协议，并通过能力检定等技术手段统一实地检定。