電動汽車充電樁檢定與應(yīng)用研究

管慧清 漯河市質(zhì)量技術(shù)檢驗測試中心

目前，全球能源和環(huán)境危機十分嚴重，人們越來越關(guān)注環(huán)境保護問題。電動汽車作為一種新型的生態(tài)交通工具，具有廣闊的發(fā)展前景。我國政府還制定了一系列政策，積極促進新能源汽車的發(fā)展和應(yīng)用。但是，電動汽車行業(yè)還不成熟，充電電池接口不兼容、質(zhì)量參差不齊等市場問題依然存在。因此，國家還制定了規(guī)范電池組設(shè)計的標準。為了有效利用充電電池的社會和經(jīng)濟效益，設(shè)計人員必須從充電電池的基本功能入手，注重智能充電電池的創(chuàng)新，不斷提高其安全性和實用性。

一、電動汽車充電裝置概述

（一）簡介分析

目前，電動汽車充電裝置分為電動汽車交流充電電池和電動汽車直流充電器兩類。一種特殊電源裝置，稱為電動汽車交流充電電池，為裝有嵌入式充電設(shè)備的電動汽車提供傳導(dǎo)交流電源；一種特殊的電動汽車蓄電池充電裝置，稱為電動汽車無載直流充電器。交流電池組通用接口規(guī)范如下：AC220V（10A/16A/32A）和AC380V（64A）。輸出為交流電，輸出功率低，負載慢。測量單位是交流電表，通常安裝在居民區(qū)和公共停車場。DC 充電器分為一個充電器（30kW/60kW/120kW）和兩個充電器（240kW），電壓和電流通常為750v/1000v。直流充電器整流模塊將交流電源轉(zhuǎn)換為直流輸出，從而提高輸出功率，加快充電速度。其測量模塊是直流電流表，其安裝方法主要用于中控室。目前，這種模式通常用于充電公共汽車。從用戶負荷過程的角度來看，交流電樞和直流充電器的基本過程相似，基本上可以分為六個階段：物理連接階段；低壓輔助加電階段；負載手柄；配置樁參數(shù)：載入中；一旦費用已開立賬單，請計算已開立賬單費用的成本。

（二）電動汽車充電樁分類

交流充電電池。交流充電電池廣泛用于家用或小型電動汽車，主要用于公共停車場、商業(yè)停車場和社區(qū)/家庭充電電池。輸入電壓為220V 單相，頻率50Hz+2Hz，電壓變化范圍為220v 15%單相，結(jié)構(gòu)外殼采用堅固耐用抗老化抗沖擊材料，具有較強的抗電磁干擾能力。交流電池組在額定負載下連續(xù)工作很長時間，充分考慮了冷卻要求。交流電池組首先從交流電網(wǎng)給電動汽車充電器供電，然后汽車充電器將交流電源轉(zhuǎn)換為交流電源，從而完成電動汽車電池的充電。交流充電電池功率低，耗時長，電動汽車空閑時易于使用。直流充電電池。直流充電電池最適合出租車、公共汽車、電動汽車和混合動力汽車等大型電動汽車的快速充電。總功率大，施工時要注意電網(wǎng)的保護，所以一般是在大型電動汽車停車場施工。交流電腳的輸入功率為15%至380 伏，三相交流電壓為4 線，5%至50 赫茲。不同類型的電池通常有兩種充電模式，定時充電約5 小時，快速充電約1 小時。在充電過程中，應(yīng)監(jiān)控電池的狀態(tài)，并根據(jù)電池的溫度和電壓自動調(diào)節(jié)電壓和充電電流，同時提供報警和保護功能。直流充電座主要由地面供電，直接充電電動汽車動力電池，具有快速充電速度的優(yōu)點。

二、交直流充電樁的檢定與計量

（一）交流充電樁檢定的基本要求

交流電池組電源檢查系統(tǒng)由標準電能表、電源或電力負荷組成。電氣負荷可以是要充電的電動汽車，也可以是模擬整個交流負荷過程的連續(xù)可調(diào)電氣負荷。標準直流電源導(dǎo)出直流電壓和直流電流，并提供給直流計數(shù)器進行測試。使用標準計時器測量直流電壓表以恒定功率輸出多個脈沖所需的時間，并通過將時間乘以標準直流電源產(chǎn)生的恒定功率來獲得實際能量。將實際能量與用直流能表測量的能量進行比較，得出用直流能表測量的電能的相對測量誤差。交流電池組收費的支付主要是根據(jù)收費數(shù)量的指示進行的。通過比較校驗系統(tǒng)和測頭同時測量的電量來確定測頭指示誤差（運行誤差）是評定交流測頭特性的基本指標。以廣東省為例，本地區(qū)大部分交流電荷樁精度均為1級，因此交流電荷樁功率校核系統(tǒng)精度至少應(yīng)為0.5 級。

（二）檢定方法分析

交流充電樁電能檢定系統(tǒng)由標準電能表、電源或電力負荷組成。電力負載可以是待充電的電動汽車，也可以是模擬交流充電全過程的連續(xù)可調(diào)的電子負載。電動汽車的使用是JJG1148-2018 的實載檢定方法（使用實際運行載荷的檢定方法）；使用電子負載是JJG1148-2018 的虛擬負載檢定方法（利用充電樁檢定裝置提供的模擬負載進行檢定的方法）。虛擬負荷檢定方法可分為瓦特秒法或標準表（脈沖）法。交流充電槍插入電動車后，充電樁通過充電接口與電池BMS 通訊。電池BMS 根據(jù)車載動力電池的情況和充電樁的特性發(fā)出充電請求，交流充電樁調(diào)整自身參數(shù)達到最佳充電電流。充電后，充電樁內(nèi)置的計量模塊測量充電樁的輸出電能，并通過通訊模塊將電參數(shù)、時間、電池狀態(tài)等信息告知充電系統(tǒng)和采集交互終端。電池達到沃利容量后，BMS 通知交流充電樁切斷電源，結(jié)束充電。在整個充電過程中，交流充電樁的輸出參數(shù)隨時間波動。這兩個階段的充電功率在交流充電樁剛啟動后和電池沒電前是不恒定的，因此瓦特-秒法會產(chǎn)生較大的測量誤差。交流充電柱在整個充電過程中需要不斷的通訊、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)交換，也需要消耗一定的電量。此外，模擬電子負載會隨著熱值的增加而降低電阻。因此，最優(yōu)選的驗證方法是實載標準表（脈沖）驗證法。

三、結(jié)束語

簡而言之，一些當?shù)卣J證機構(gòu)不了解檢定的目的，對有關(guān)檢定程序的理解與電動汽車充電設(shè)施的實際發(fā)展并不相符。使用了不適當?shù)脑O(shè)備、校準方法、操作條件、校準算法以及溫度和濕度校準方法進行現(xiàn)場校準，但沒有導(dǎo)致對現(xiàn)場校準的普遍承認。它增加了充電設(shè)施的生產(chǎn)和運營成本，給電力電池制造商和運營商造成了很大的混亂。建議監(jiān)管機構(gòu)促進盡快在兩國形成強制性的計量檢定協(xié)議，并通過能力檢定等技術(shù)手段統(tǒng)一實地檢定。