新规程下充电桩现场检定的应用与分析

2022-02-16陈建升广东省计量科学研究院

上海计量测试 2022年5期

陈建升 / 广东省计量科学研究院

0 引言

电动汽车交流充电桩（以下简称“交流充电桩”）和电动汽车非车载充电机（以下简称“直流充电机”）作为电能贸易结算的计量器具，2019年已列入国家强制检定的计量器具目录中，2020年《市场监管总局关于调整实施强制管理的计量器具目录的公告》中规定：“电动汽车充电桩延期至2023年1月1日起实行强制检定，并鼓励各地方对其具体强制检定方式予以探索”。探索期间各地区都遇到了现场检定的难点：检定时间长，效率低；负载重，人力成本高；充电桩数量多，质量参差不齐。针对这些问题，2022年6月市场监管总局发布了新版充电桩检定规程，包括JJG 1148-2022《电动汽车交流充电桩检定规程（试行）》和JJG 1149-2022《电动汽车非车载充电机检定规程（试行）》（两个规程以下合并简称新规程），2022版的新规程都作出了相应的修订，有助于基层计量技术机构全面实施充电桩强制检定工作，并提出了计量性能在线监测的技术需求。

1 新规程的主要技术变化与现场检定的实际应用

1.1 检定项目中删除了绝缘电阻试验、付费金额误差和示值误差[1-2]

新规程中检定项目从原来的6项减少到现有的3项，即外观及功能检查、工作误差、时钟时刻误差，并在检定条件中增加了绝缘电阻的要求，绝缘电阻值从原来的“≥10 MΩ”修订为“≥5 MΩ”。实际操作中用电子式绝缘电阻表测试供电设备非电气连接的各带电回路之间、各独立带电回路与地（金属外壳）之间的绝缘电阻，按需求施加电压测试，读取测得值来判断是否满足检定条件。

1.2 修改了试验负载点的选择

新规程中检定工作误差时试验负载点选择的变化：交流充电桩从原来的至少三个负载点减少为至少一个负载点；当用户无特殊要求时，直流充电机从原来的至少二个负载点减少为至少一个负载点。

交流充电桩：测量充电桩工作误差应在50%Imax～Imax范围内选择一个负载点。以7 kW的单相交流充电桩为例，额定电压为220 V，实际检定工作中携带1台7 kW以上的交流负载，可在16～32 A范围内选择电流测试值，通常为了缩短电能累计时间而选择最大电流32 A进行测量。

直流充电机：测量充电机工作误差时通常在输出最大电流和最小电流之间选择一个负载点。以120 kW的直流充电机为例，恒流充电条件下额定电压为750 V，最大电流为160 A，实际检定工作中携带1台60 kW或2台30 kW直流负载，以负载最大承载功率运行，即选择电流80 A进行测量。

实际工作中为了提高工作效率，一般选择充电桩额定输出功率作为试验负载点，当携带负载功率小于充电桩额定输出功率时则选择负载最大承载功率作为试验负载点。由于负载的便携性差，特别是检定大功率直流充电机时需要携带多台大容量直流负载，检定员搬运压力大，所以现场检定前需先了解被检充电桩额定输出功率等性能参数，同时考虑检定时间及人力成本，再确定携带负载的数量，合理安排，避免费时费力[3-4]。

1.3 修改了工作误差检定方法

新规程检定工作误差分为实负荷检定法和虚负荷检定法，实负荷检定法包括方法Ⅰ（脉冲法）和方法Ⅱ（走字法），采用方法Ⅰ时应用方法Ⅱ校核常数，检定过程中至少记录两次误差测定数据，取其平均值计算工作误差。考虑到现场检定的适用性和便捷性，通常采用实负荷检定法，新生产的充电桩有脉冲输出检测接口的可用方法Ⅰ，而目前市场上的充电桩大部分都未提供脉冲输出检测接口，且只测一个负载点，因此，一般采用方法Ⅱ进行检定工作。新规程中方法Ⅱ要求被检充电桩最小电能变量与所累计的电能E'之比（%）不应大于被检充电桩等级指数的1/5，以1级充电桩为例，实际测量一次误差数据至少所需时间如表1所示，准确度等级为2级时所需时间减半。实际检定过程中，时间允许的情况下可适当增大累计电能值以提高数据的可靠性，因为考虑测量不确定度时，累计电能值越大，就可以减少数据同步等因素所带来的不确定度[5]。

表1 采用方法Ⅱ测量一次误差数据至少所需时间

1.4 修改了检定周期

新规程检定周期从一般不超过1 a修改为一般不超过3 a，而对于具有在线监测条件等功能并实施数据传输的充电桩可适当延长。此变化不但缓解了多地的充电桩数量多、增量快所带来的现场检定压力，而且也为充电桩在线监测和远程计量检定的探索研究争取了时间。具有物联网属性的充电桩是新兴数字智能计量器具，计量监管部门下一步将会运用大数据等技术对其实行计量智慧监管新模式[6]。

2 前期摸底充电桩检定不合格的常见问题

前期摸底工作中，依据旧规程要求，充电桩检定合格率较低，常见的问题主要是外观检查不合格和通用技术不符合要求，以及工作误差、时钟示值误差检定不合格和通信异常导致无法充电等。

1）外观检查不合格的主要原因是早期充电桩产品是按照能源行业标准NB/T 33001设计和生产的，相关外观和功能并未考虑到国家计量检定规程的要求，导致充电桩铭牌标识不完整和未能提供脉冲检测接口功能。对此，2022版新规程在外观及功能检查项目中有相关的备注：“对于2023年1月1日前安装的充电桩，可暂缓执行外观及功能检查项目至2027年12月31日”，此措施能够提高大量充电桩的检定合格率。关于充电桩的安装时间凭证，新规程未说明为安装完工单还是竣工验收报告，检定员现场检定时如要暂缓执行此项目，应取得安装时间的相关凭证作为原始记录附属证明。

2）通用技术不符合要求的主要原因是充电桩生产制造标准对于铭牌信息和人机交互界面的要求与检定规程不一致。在进行现场检定前，需要通知充电桩生产厂家和运营方按照新规程的通用技术要求进行自查，对不符合要求的项目进行改造升级，人机交互界面的内容可以通过软件和手机端进行整改，符合要求后才可进行下一步的现场检定工作。

3）工作误差检定不合格的主要原因包括充电桩的电能计量模块测量误差超差、软件数据处理有误、电能量显示的第3位小数设定值为0是非变量，导致计算结果超过工作误差限值。充电桩运营方需要自行排查原因并结合现场检定结果进行分析，通过更换计量模块或调试软件等整改措施解决问题。

4）时钟示值误差检定不合格的主要原因是充电桩显示时钟没有联网同步时间且欠缺日常管理。充电桩运营方可通过调整充电桩内部时钟或联网同步时间解决问题。新规程将此检定项目修改为“时钟时刻误差”，明确指出是对两个显示时刻进行比较。

5）通信异常导致无法充电的问题是因为直流充电机检定装置和直流充电机之间通信协议不统一。协议不统一分两种情况：第一种情况是直流充电机采用了老旧协议，与检定装置采用的标准协议GB/T 27930-2015《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议》[7]不一致；第二种情况是直流充电机虽然依据标准协议进行设计，但由于生产厂家或运营方技术能力问题导致对某些技术细节理解有偏差或考虑不周全，协议报文未按正常充电时序流程执行。对于通信协议有问题的直流充电机，运营方可通过更新协议或更正充电时序来解决。