電動汽車充電樁檢定與應用研究

一、電動汽車充電裝置簡介

        電動汽車充電裝置目前分為電動汽車交流充電樁和電動汽車直流充電機兩種，其中采用傳導方式為具有車載充電設備的電動汽車提供交流電源的專用供電裝置稱為電動汽車交流充電樁；固定安裝在地面，將電網交流電能轉換為直流電能，采用傳導方式為電動汽車動力蓄電池充電的專用裝置稱為電動汽車非車載直流充電機。

        交流充電樁的常見接口規格分為AC220V(10A/16A/32A)和AC380V(64A)，輸出為交流電，輸出功率較低，充電速度較慢，計量單元為交流電能表，通常安裝于居民小區和公共停車場。而直流充電機分為單槍(30kW/60kW/120kW)和雙槍(240kW)，電壓-電流通常為(750V/1000V)(80A/125A/200A/250A)。直流充電機中整流模塊將交流電轉換為直流電輸出，輸出功率較大，充電速度較快，其計量模塊為直流電流表，安裝方式也多用于集中建站，目前的電動公交車充電通常采用這種方式。

        從用戶充電過程劃分，交流充電樁與直流充電機基本過程大同小異，基本可以分為六個階段:(1)物理連接階段；(2)低電壓輔助上電階段；(3)充電握手；(4)充電樁參數配置；(5)充電；(6)充電結束，計算充電費用。

二、交流充電樁與直流充電機的計量

        電動汽車交流充電樁與電動汽車直流充電機的檢定均分為首次檢定、后續檢定和使用中檢查，檢定中常見項目及要求:(1)外觀檢查中主要為標志是否完全，字跡清晰程度，是否有明顯破損，有沒有防止非授權人輸入數據或操作的措施，顯示位數是否符合規定，基本功能是否正常。(2)絕緣電阻試驗是充電樁檢定中比較重要的一項，涉及充電樁使用中是否安全等因素。(3)工作誤差檢定中通常采用標準表法比較檢定裝置與被檢充電樁同時測定的電能值，以確定被檢充電樁的誤差。(4)檢定示值誤差時，是將充電樁與檢定裝置的同相電流線路串聯，電壓線路并聯，施加最大負載運行一段時間后，計算被檢充電樁的示值誤差。(5)付費金額誤差是以充電樁顯示的分時段電量乘以對應費率單價得到的應付金額與充電樁顯示的付費金額相比較，以確定金額誤差。(6)充電樁與標準時鐘儀同時記錄其指示時間，其差值即為時鐘示值誤差。

        其中，檢定過程中充電樁的工作誤差限中，在最小電流與最大電流之間，功率因數取值為1；而溫度系數中，功率因數的取值規定不小于0.9；付費金額誤差與時鐘示值誤差相互聯系；充電樁的電壓偏差和電流偏差與實際的電能質量有直接關系；交流充電樁必須帶有漏電保護功能；檢定合格的充電樁必須在其內部使用的電能表或計量模塊位置加以封印，充電樁的檢定周期通常為一年。

        從大方向來考慮，交流充電樁與直流充電機的檢定有諸多相通之處，但充電樁在檢定和使用中都要注意恒功率區域問題。如圖1所示，A、C區域為低電流情況，充電效率低，容易炸機；B區域為恒功率區域，適合檢定。

        東北處于高寒地區,有長達3個月以上的冬季,溫度范圍變化較大,低溫對電子元器件(電阻、電容、芯片等)有較高的要求。電子元器件都有其溫度系數，超出其工作溫度時，會產生漂移現象，直接影響其準確度和使用壽命，甚至會導致其無法正常工作。而且在低溫情況下，電池的極化現象凸顯，放電電壓降低、放電不完全，都會影響其計量性能，在計量檢定的過程中要注意這些因素的影響。

        東北的公共交通設施大部分為電動汽車，充電方式采用的是直流方式，利用計量手段分析其不同季節電能的利用效率、電池使用過程中的能量密度以及其循環使用壽命，對公交部門的能耗分析、成本控制有著重要的作用。