电动汽车充电桩检定与应用研究

一、电动汽车充电装置简介

        电动汽车充电装置目前分为电动汽车交流充电桩和电动汽车直流充电机两种，其中采用传导方式为具有车载充电设备的电动汽车提供交流电源的专用供电装置称为电动汽车交流充电桩；固定安装在地面，将电网交流电能转换为直流电能，采用传导方式为电动汽车动力蓄电池充电的专用装置称为电动汽车非车载直流充电机。

        交流充电桩的常见接口规格分为AC220V(10A/16A/32A)和AC380V(64A)，输出为交流电，输出功率较低，充电速度较慢，计量单元为交流电能表，通常安装于居民小区和公共停车场。而直流充电机分为单枪(30kW/60kW/120kW)和双枪(240kW)，电压-电流通常为(750V/1000V)(80A/125A/200A/250A)。直流充电机中整流模块将交流电转换为直流电输出，输出功率较大，充电速度较快，其计量模块为直流电流表，安装方式也多用于集中建站，目前的电动公交车充电通常采用这种方式。

        从用户充电过程划分，交流充电桩与直流充电机基本过程大同小异，基本可以分为六个阶段:(1)物理连接阶段；(2)低电压辅助上电阶段；(3)充电握手；(4)充电桩参数配置；(5)充电；(6)充电结束，计算充电费用。

二、交流充电桩与直流充电机的计量

        电动汽车交流充电桩与电动汽车直流充电机的检定均分为首次检定、后续检定和使用中检查，检定中常见项目及要求:(1)外观检查中主要为标志是否完全，字迹清晰程度，是否有明显破损，有没有防止非授权人输入数据或操作的措施，显示位数是否符合规定，基本功能是否正常。(2)绝缘电阻试验是充电桩检定中比较重要的一项，涉及充电桩使用中是否安全等因素。(3)工作误差检定中通常采用标准表法比较检定装置与被检充电桩同时测定的电能值，以确定被检充电桩的误差。(4)检定示值误差时，是将充电桩与检定装置的同相电流线路串联，电压线路并联，施加最大负载运行一段时间后，计算被检充电桩的示值误差。(5)付费金额误差是以充电桩显示的分时段电量乘以对应费率单价得到的应付金额与充电桩显示的付费金额相比较，以确定金额误差。(6)充电桩与标准时钟仪同时记录其指示时间，其差值即为时钟示值误差。

        其中，检定过程中充电桩的工作误差限中，在最小电流与最大电流之间，功率因数取值为1；而温度系数中，功率因数的取值规定不小于0.9；付费金额误差与时钟示值误差相互联系；充电桩的电压偏差和电流偏差与实际的电能质量有直接关系；交流充电桩必须带有漏电保护功能；检定合格的充电桩必须在其内部使用的电能表或计量模块位置加以封印，充电桩的检定周期通常为一年。

        从大方向来考虑，交流充电桩与直流充电机的检定有诸多相通之处，但充电桩在检定和使用中都要注意恒功率区域问题。如图1所示，A、C区域为低电流情况，充电效率低，容易炸机；B区域为恒功率区域，适合检定。

        东北处于高寒地区,有长达3个月以上的冬季,温度范围变化较大,低温对电子元器件(电阻、电容、芯片等)有较高的要求。电子元器件都有其温度系数，超出其工作温度时，会产生漂移现象，直接影响其准确度和使用寿命，甚至会导致其无法正常工作。而且在低温情况下，电池的极化现象凸显，放电电压降低、放电不完全，都会影响其计量性能，在计量检定的过程中要注意这些因素的影响。

        东北的公共交通设施大部分为电动汽车，充电方式采用的是直流方式，利用计量手段分析其不同季节电能的利用效率、电池使用过程中的能量密度以及其循环使用寿命，对公交部门的能耗分析、成本控制有着重要的作用。