談電動汽車充電樁電能計(jì)量系統(tǒng)主要問題

劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著電動汽車的普及，電動汽車充電樁的電能計(jì)量成為了一個重要的問題。然而，電能計(jì)量中存在著很多問題，如計(jì)量誤差、計(jì)量不穩(wěn)定、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等，這些問題嚴(yán)重影響了充電樁的計(jì)量精度和公平性。本文將從計(jì)量誤差、計(jì)量不穩(wěn)定和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等方面，對電動汽車充電樁電能計(jì)量中存在的問題進(jìn)行分析，以期為電動汽車充電樁的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化提供參考。

關(guān)鍵詞：電動汽車充電樁；電能計(jì)量；問題分析

0引言

隨著電動汽車的快速發(fā)展，電動汽車充電樁的建設(shè)成為了一個重要的問題。然而，充電樁的電能計(jì)量問題一直是一個備受關(guān)注的話題。電動汽車充電樁電能計(jì)量問題的存在，會嚴(yán)重影響用戶的充電體驗(yàn)，甚至?xí)l(fā)用戶不滿和投訴。此外，不規(guī)范的充電樁設(shè)計(jì)也會影響電動汽車市場的健康發(fā)展，損害相關(guān)企業(yè)和消費(fèi)者的利益。本文將從充電樁設(shè)計(jì)、類型和環(huán)境因素等方面，對電動汽車充電樁電能計(jì)量中存在的問題進(jìn)行分析。

1電動汽車充電樁概述

電動汽車充電樁是為電動汽車提供充電服務(wù)的設(shè)備，其作用類似于傳統(tǒng)燃油車加油站。電動汽車充電樁通常由充電樁本體和充電槍兩部分組成。充電樁本體負(fù)責(zé)供電和控制，而充電槍則負(fù)責(zé)將電能傳輸?shù)诫妱悠囍?。下面對電動汽車充電樁的概述進(jìn)行詳細(xì)介紹：

1.1充電樁類型

根據(jù)不同的充電速度和電力輸出，電動汽車充電樁可以分為三種類型：直流充電樁、交流快充樁和交流慢充樁。直流充電樁（DC充電樁）可以提供高功率的電流輸出，可以在短時間內(nèi)快速充電電池。直流充電樁一般可分為50kW、100kW、120kW等多種規(guī)格，其中120kW為目前市場上較高功率的充電樁。交流快充樁（AC快充樁）是一種可提供快速充電的交流充電樁，輸出功率一般在20-40kW之間。交流快充樁需要接入三相電網(wǎng)，適用于商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、停車場等需要快速充電的場所。交流慢充樁（AC慢充樁）是一種適用于家庭和居住區(qū)的交流充電樁，輸出功率一般在3-7kW之間，可以滿足日常充電需求。

1.2充電樁接口

電動汽車充電樁接口分為國際接口和國內(nèi)接口兩種。國際接口分為CHAdeMO和CCS兩種，其中CHAdeMO主要用于日本的電動汽車，CCS則是歐洲和美國電動汽車的主要接口。國內(nèi)接口主要是由中國自主品牌打造的GB/T接口。

2電動汽車充電樁的主要電能計(jì)量問題

精度問題：電能計(jì)量的精度是電動汽車充電樁中基本的要求之一。然而，由于電能計(jì)量設(shè)備的精度存在差異，以及環(huán)境因素（如溫度、電壓波動等）的影響，導(dǎo)致實(shí)際充電量與計(jì)量結(jié)果存在偏差，這將直接影響到用戶的充電費(fèi)用。

測量誤差：電能計(jì)量器的測量誤差是電能計(jì)量問題中的另一個關(guān)鍵因素。測量誤差是指電能計(jì)量器測量結(jié)果與實(shí)際充電量之間的差異。由于電能計(jì)量器的特性以及使用環(huán)境的影響，測量誤差往往難以避免，但是應(yīng)該保證測量誤差的范圍在合理范圍內(nèi)。

計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)：電動汽車充電樁的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)通常按照充電量或充電時間計(jì)費(fèi)。然而，在不同的地區(qū)和場所，計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)可能存在差異，這將導(dǎo)致用戶的充電費(fèi)用存在不確定性。

安全性問題：由于電能計(jì)量設(shè)備涉及到電氣安全問題，因此電動汽車充電樁的電能計(jì)量器需要符合相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。此外，還需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施，以避免電能計(jì)量器被惡意破壞和篡改。

3充電樁計(jì)量監(jiān)測中受到的影響

3.1環(huán)境因素

充電樁計(jì)量監(jiān)測中受到的環(huán)境因素主要包括溫度、濕度、空氣質(zhì)量等，具體影響如下：溫度：溫度是充電樁計(jì)量監(jiān)測中常見的環(huán)境因素之一。溫度的變化會導(dǎo)致電能計(jì)量器的精度發(fā)生變化，從而影響充電樁的計(jì)量準(zhǔn)確性。通常情況下，電能計(jì)量器的精度隨溫度的升高而下降，因此在設(shè)計(jì)充電樁和選擇計(jì)量器時需要充分考慮溫度因素對計(jì)量器精度的影響。濕度：濕度也會對電能計(jì)量器的精度產(chǎn)生影響。當(dāng)濕度較高時，計(jì)量器可能會出現(xiàn)漏電等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致計(jì)量誤差的發(fā)生。因此，在設(shè)計(jì)充電樁和選擇計(jì)量器時，需要考慮濕度因素對計(jì)量器精度的影響?？諝赓|(zhì)量：空氣質(zhì)量也會影響充電樁計(jì)量監(jiān)測的精度。例如，空氣中的塵埃、氣體等雜質(zhì)可能會對計(jì)量器的部件產(chǎn)生影響，從而影響計(jì)量器的精度和準(zhǔn)確度。在實(shí)際應(yīng)用中，需要采取一些措施，如對充電樁進(jìn)行定期清潔，以減少環(huán)境因素對計(jì)量器的影響。另外，光照也會對計(jì)量器的精度產(chǎn)生一定的影響。特別是在充電樁的室外安裝和使用時，陽光直射可能會導(dǎo)致計(jì)量器的溫度升高，從而影響計(jì)量器的精度和準(zhǔn)確度。

3.2充電樁類型

充電樁類型是影響充電樁計(jì)量監(jiān)測的另一個重要因素。不同類型的充電樁具有不同的充電方式、充電功率等特點(diǎn)，因此會對計(jì)量監(jiān)測產(chǎn)生不同的影響。以下是不同類型充電樁在計(jì)量監(jiān)測方面的影響：慢充電樁：慢充電樁一般采用交流充電方式，充電功率相對較低。在計(jì)量監(jiān)測方面，慢充電樁的精度相對較高，但充電時間較長，需要較長的計(jì)量監(jiān)測時間才能夠得出準(zhǔn)確的充電量數(shù)據(jù)。快充電樁：快充電樁一般采用直流充電方式，充電功率相對較高。在計(jì)量監(jiān)測方面，快充電樁的充電量數(shù)據(jù)可以在短時間內(nèi)得到，但是由于快充電樁充電過程中存在較大的電壓和電流波動，因此計(jì)量精度相對較低。超級充電樁：超級充電樁是一種集快充和慢充充電模式于一體的充電設(shè)備。在計(jì)量監(jiān)測方面，超級充電樁的精度相對較高，充電速度較快，適合用于一些特定的充電場景。除了充電方式和充電功率之外，充電樁的電能計(jì)量器類型和安裝位置也會對計(jì)量監(jiān)測產(chǎn)生影響。例如，有些充電樁采用電能表和電流互感器進(jìn)行計(jì)量監(jiān)測，而有些充電樁則采用電子電能計(jì)量器進(jìn)行計(jì)量監(jiān)測。此外，充電樁的安裝位置也會影響計(jì)量精度，例如在環(huán)境條件下的充電樁安裝需要采取相應(yīng)的措施以減小環(huán)境因素對計(jì)量精度的影響。

3.3充電樁設(shè)計(jì)

充電樁的充電插座設(shè)計(jì)：充電插座是電動汽車與充電樁進(jìn)行電能傳輸?shù)闹匾涌?，插座設(shè)計(jì)合理與否直接關(guān)系到充電樁計(jì)量監(jiān)測的準(zhǔn)確性。在設(shè)計(jì)充電插座時，需要考慮插座接觸面積、插座與連接器之間的距離和松緊度等因素，以確保充電時能夠獲得穩(wěn)定的電流和電壓信號。

充電樁的電纜設(shè)計(jì)：電纜是充電樁和電動汽車之間傳輸電能的關(guān)鍵部分。在設(shè)計(jì)充電樁的電纜時，需要考慮電纜的長度、電阻和電容等因素，以確保在充電過程中能夠獲得準(zhǔn)確的電流和電壓數(shù)據(jù)。

充電樁的系統(tǒng)設(shè)計(jì)：充電樁在高功率充電時會產(chǎn)生較大的熱量，為了保證充電樁的穩(wěn)定工作，一些充電樁配備了系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時，需要考慮系統(tǒng)的散熱效率和穩(wěn)定性，以確保充電樁在高功率充電時能夠穩(wěn)定運(yùn)行，并減少溫度對計(jì)量精度的影響。

4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺

4.1概述

AcrelCloud-9000安科瑞充電柱收費(fèi)運(yùn)營云平臺系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對接入系統(tǒng)的電動電動自行車充電站以及各個充電整法行不間斷地數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，實(shí)時監(jiān)控充電樁運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行充電服務(wù)、支付管理，交易結(jié)算，資要管理、電能管理，明細(xì)查詢等。同時對充電機(jī)過溫保護(hù)、漏電、充電機(jī)輸入/輸出過壓，欠壓，絕緣低各類故障進(jìn)行預(yù)警；充電樁支持以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入互聯(lián)網(wǎng)，用戶通過微信、支付寶，云閃付掃碼充電。

4.2應(yīng)用場所

適用于民用建筑、一般工業(yè)建筑、居住小區(qū)、實(shí)業(yè)單位、商業(yè)綜合體、學(xué)校、園區(qū)等充電樁模式的充電基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.3.1系統(tǒng)分為四層：

1）即數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層和客戶端層。

2）數(shù)據(jù)采集層：包括電瓶車智能充電樁通訊協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu。電瓶車智能充電樁用于采集充電回路的電力參數(shù)，并進(jìn)行電能計(jì)量和保護(hù)。

3）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：通過4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳至搭建好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。

4）數(shù)據(jù)中心層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器部署數(shù)據(jù)采集服務(wù)、WEB網(wǎng)站，數(shù)據(jù)服務(wù)器部署實(shí)時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

5）應(yīng)客戶端層：系統(tǒng)管理員可在瀏覽器中訪問電瓶車充電樁收費(fèi)平臺。終端充電用戶通過刷卡掃碼的方式啟動充電。

小區(qū)充電平臺功能主要涵蓋充電設(shè)施智能化大屏、實(shí)時監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能，同時為運(yùn)維人員提供運(yùn)維APP，充電用戶提供充電小程序。

4.4安科瑞充電樁云平臺系統(tǒng)功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏展示站點(diǎn)分布情況，對設(shè)備狀態(tài)、設(shè)備使用率、充電次數(shù)、充電時長、充電金額、充電度數(shù)、充電樁故障等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)顯示，同時可查看每個站點(diǎn)的站點(diǎn)信息、充電樁列表、充電記錄、收益、能耗、故障記錄等。統(tǒng)一管理小區(qū)充電樁，查看設(shè)備使用率，合理分配資源。

4.4.2實(shí)時監(jiān)控

實(shí)時監(jiān)視充電設(shè)施運(yùn)行狀況，主要包括充電樁運(yùn)行狀態(tài)、回路狀態(tài)、充電過程中的充電電量、充電電壓/電流，充電樁告警信息等。

4.4.3交易管理

平臺管理人員可管理充電用戶賬戶，對其進(jìn)行賬戶進(jìn)行充值、退款、凍結(jié)、注銷等操作，可查看小區(qū)用戶每日的充電交易詳細(xì)信息。

4.4.4故障管理

設(shè)備自動上報故障信息，平臺管理人員可通過平臺查看故障信息并進(jìn)行派發(fā)處理，同時運(yùn)維人員可通過運(yùn)維APP收取故障推送，運(yùn)維人員在運(yùn)維工作完成后將結(jié)果上報。充電用戶也可通過充電小程序反饋現(xiàn)場問題。

4.4.5統(tǒng)計(jì)分析

通過系統(tǒng)平臺，從充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、、充電時間、充電方式等不同角度，查詢充電交易統(tǒng)計(jì)信息、能耗統(tǒng)計(jì)信息等。

4.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

在系統(tǒng)平臺建立運(yùn)營商戶，運(yùn)營商可建立和管理其運(yùn)營所需站點(diǎn)和充電設(shè)施，維護(hù)充電設(shè)施信息、價格策略、折扣、優(yōu)惠活動，同時可管理在線卡用戶充值、凍結(jié)和解綁。

4.4.7運(yùn)維APP

面向運(yùn)維人員使用，可以對站點(diǎn)和充電樁進(jìn)行管理、能夠進(jìn)行故障閉環(huán)處理、查詢流量卡使用情況、查詢充電\充值情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置，同時可接收故障推送

4.4.8充電小程序

面向充電用戶使用，可查看附近空閑設(shè)備，主要包含掃碼充電、賬戶充值，充電卡綁定、交易查詢、故障申訴等功能。

4.5系統(tǒng)硬件配置

5結(jié)語

目前，電動汽車充電樁的電能計(jì)量中存在多個問題，包括環(huán)境因素、充電樁類型、充電樁設(shè)計(jì)、電能計(jì)量器的準(zhǔn)確性等方面。這些問題可能導(dǎo)致充電樁計(jì)量不準(zhǔn)確，影響電動汽車用戶的充電體驗(yàn)和運(yùn)營商的經(jīng)濟(jì)利益。為了解決這些問題，需要制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管政策，加強(qiáng)對充電樁的質(zhì)量監(jiān)督和計(jì)量監(jiān)測，提高電能計(jì)量器的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并采取適當(dāng)?shù)拇胧p少環(huán)境因素對計(jì)量的影響。

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作者簡介

劉細(xì)鳳，女，安科瑞電氣股份有限公司，從事電氣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)工作