運營充電設施電能值誤差檢測方法探討

吳名功 吳曉燕

摘要：本文介紹了目前常用的充電設施電能值工作誤差現場檢測方法的現狀和缺陷，提出了兩種新的工作誤差檢測方式，并介紹了相應的檢測系統，并試驗驗證了這兩種新檢測系統的可行性及可靠性。

關鍵字：充電設施;工作誤差;車載檢測系統;遠程在線檢測系統

1背景

發展新能源汽車已經成為全球共識，歐盟已經宣布傳統燃油汽車停止銷售和使用時間表，“一帶一路”部分沿線國家也把發展新能源汽車視為本國汽車產業發展的重要契機。我國把新能源汽車列入國家新型戰略性發展產業，目前在推廣應用上已經位居世界第一，比亞迪、蔚來等一批自主品牌電動汽車，已經趕超世界水平，電動汽車已成為我國汽車出口新招牌。

隨著新能源汽車的快速發展，作為其供電設備，充電設施的數量近年來增長十分迅速。作為售電服務貿易結算工具，國家市場監管總局于2019年發布公告將其列為強制檢定產品，并按照國家充電設施檢定規程對其進行檢定，以此判定該產品合格與否，從而保證貿易結算公平，保障消費者權益。但在其龐大的數量面前，現有檢定方法效率低下，檢測的時效性和有效性已成為全球法制計量管理面臨的嚴峻問題。[1-2]

2現狀

充電設施作為售電服務貿易結算工具，檢定中最關注的就是其輸出和結算的電能值準確與否。目前對充電設施電能值的工作誤差和示值誤差，是按照JJG1148-2018《電動汽車交流充電樁檢定規程》和JJG1149-2018《電動汽車非車載充電機檢定規程》實施現場檢定。

現場檢定的方法是，由工作人員攜帶充電設施檢定儀器、電阻負載以及相應的配套工具和線纜到現場，根據現場情況對相關檢測設備進行供電后，按照國家充電設施檢定規程的要求進行檢定，其中電能值誤差測定需要根據產品銘牌信息，選擇試驗負載點，其中試驗負載點的選擇應滿足如表1所示：

現場檢測人員根據表1中規定，選取2-3個負載點，每個負載點測量兩次，并計算平均值。若該平均值處在0.8～1.2倍被檢充電設施的工作誤差限內，再進行兩次測定，各取測定數據的平均值計算被檢充電設施的電能值誤差。

使用該檢測方法，存在一下問題：

1）具有一定的人員安全風險

現場檢測人員需要從配電柜接線取電，搬運負載等設備，容易接觸強電線纜，從而具有一定的安全風險。

2）對檢定人員能力要求高

由于在現場需要接線取電和搬運設備等，故檢測人員不光具備對充電設施的檢定能力，而且應具備基礎電工技能以及體力。

3）需要運營商全程配合

現場檢定時，需要充電場站運營商的管理人員全程進行配合，并需要暫停充電業務開展現場檢定工作。

4）能源消耗大

根據檢定規程，檢定一個充電樁至少需要消耗4.5kWh電能，而且這些電能大多數是以熱能形式消耗掉，造成大量的能源浪費。

5）人力資源消耗大

根據要求，每組現場檢定人員至少2人，但根據實際工作情況來說（需要搬運相關設備等），通常會有3-4人。根據充電設施輸出功率的不同，每次檢測的時間差別很大。僅電能值誤差這一項需要耗時最長可達約3小時，最短也需要40分鐘左右，故每組檢定人員，每天檢定的充電設施數量在5臺左右。

3新的檢測方法

根據以上檢測方法的特點，我們對充電設施的電能值誤差檢測，提出兩種新的檢測方法。一是利用車載式充電設施檢測系統進行現場檢測，二是利用遠程在線檢測系統進行在線全程檢測。

（一）車載檢測系統

充電設施車載檢測系統是使用一輛改裝專用作業車作為設備載體，結合專用檢測軟件形成的車載檢測系統。該檢測系統由車輛載體、檢測系統、供電系統、電阻負載以及配套的應用軟件系統構成。

考慮到現場檢測需求、檢測儀器和負載以及供電系統等因素，我們選擇了江鈴全順檢測車作為載體，通過內部改裝，把相關設備集成到車內，其車輛改裝圖如下所示：

檢定人員到現場檢定時，只需要把充電設施的充電槍插入到檢測車側后方的檢測底座上，打開電源開關，供電系統即開始給檢測儀器和負載進行供電。檢測人員使用移動辦公設備（筆記本電腦或者平板電腦）運行檢測軟件，軟件通過無線方式與車內檢測儀器進行通信，使各個部分協同工作，完成充電設施檢定工作。

（二）遠程在線檢測系統

遠程在線檢測系統是在傳統的現場檢測方法的基礎上，將物聯網、互聯網+的技術，形成的一種新的檢測方法，以解決實際的操作中所遇見的問題。

遠程在線檢測系統主要是由在線監測模塊終端和遠程在線監測平臺組成。在線監測模塊可以監測充電設施是否有輸出，實時采集輸出時的電流、電壓、電能值以及溫度等參數，通過遠程數據通信功能，把采集到的數據處理結果上傳到遠程在線監測平臺。遠程在線監測平臺主要完成業務邏輯、數據傳輸、數據分析處理以及數據管理展示等功能。

根據目前的基礎環境，可以得知該檢測系統總體設施包括：充電站、充電設施、在線監測模塊、遠程無線網絡及遠程在線檢定平臺;其架構圖可以如圖5所示。

遠程在線檢測系統的工作原理是在充電設施輸出端安裝在線監測模塊，將充電設施的運行過程中的參數實時采集，經過分析處理后，把結果數據上傳到遠程在線監測平臺。同時采集充電設施與用戶結算的貿易電能值，并對兩個電能值進行比對分析，計算其電能值的誤差。

4試驗分析

為了對比三種檢測方法對于充電設施電能值工作誤差的檢測結果，我們在運營商充電站內，選擇已安裝在線監測模塊的充電設施進行檢測。為確保檢測試驗數據可比性，我們通過在同一個充電設施、對同一充電過程進行檢測，其檢測環境搭建如圖7所示：

將被測充電設施的充電槍插入現場檢測系統檢定儀，然后通過雙頭槍，再把現場檢測系統檢定儀和車載檢測系統串聯。在一個大循環中，把三種檢測系統都加入進來，便于檢測結果數據的比對。通過對三種電能值（1kWh、5kWh、10kWh）的設定輸出，各個檢測系統的測得值以及誤差如下表所示：

通過以上數據，我們可以看出三種檢測方法結果具有可比性，從而驗證了車載檢測系統及遠程在線檢測系統可以達到充電設施電能值工作誤差的檢測要求。

5總結

充電設施作為售電服務的貿易結算工具，已經被國家市場監督管理總局納入強檢目錄，對于其輸出的電能值這一核心參數必須進行有效的監督管理，故探索新的可行的檢測方法是眼下亟需解決的問題。只有確保充電貿易結算公平、公正，才能有力保障消費者權益，促進新能源汽車產業健康發展。

參考文獻（References）

[1]JJG 1148-2018電動汽車交流充電樁檢定規程[S].

[2]JJG 1149-2018電動汽車非車載充電機檢定規程[S].

作者簡介

吳名功，男，1979-02-21，工程師（碩士研究生）