引言

隨著電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的迅猛發(fā)展，建設(shè)配套的充電樁設(shè)施已成為當(dāng)務(wù)之急。然而，充電樁的電能計(jì)量問(wèn)題始終是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。這些問(wèn)題的存在不僅會(huì)顯著影響用戶的充電體驗(yàn)，還可能導(dǎo)致用戶的不滿和投訴。更甚者，充電樁設(shè)計(jì)的不規(guī)范可能會(huì)阻礙電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的良性發(fā)展，損害制造商和消費(fèi)者的利益。

1電動(dòng)汽車(chē)充電樁概述

電動(dòng)汽車(chē)充電樁是專(zhuān)為電動(dòng)汽車(chē)提供充電服務(wù)的設(shè)備，其功能與傳統(tǒng)燃油車(chē)的加油站相似。通常情況下，電動(dòng)汽車(chē)充電樁由兩部分構(gòu)成：充電樁本體和充電槍。充電樁本體承擔(dān)著供電和控制的職責(zé)，而充電槍則負(fù)責(zé)將電能有效地傳輸至電動(dòng)汽車(chē)。

1.1充電樁類(lèi)型

電動(dòng)汽車(chē)充電樁根據(jù)充電速度和電力輸出的不同，可分為三大類(lèi)：直流充電樁、交流快充樁和交流慢充樁。

1)直流充電樁（DC充電樁）提供高功率電流，能夠?qū)崿F(xiàn)電池的快速充電。有50kW、100kW、120kW等多種規(guī)格，其中120kW代表了目前市場(chǎng)上功率較高的直流充電樁。

2）交流快充樁（AC快充樁）提供快速充電服務(wù)，功率范圍20-40kW，適用于三相電網(wǎng)連接，適合商業(yè)區(qū)、居住區(qū)和停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所。

3)交流慢充樁（AC慢充樁），它主要適用于家庭和居住區(qū)，輸出功率一般在3-7kW，足以應(yīng)對(duì)日常的充電需求。

1.2充電樁接口

電動(dòng)汽車(chē)充電樁接口主要分為國(guó)際接口和國(guó)內(nèi)接口兩大類(lèi)。在國(guó)際接口中，存在CHAdeMO和CCS兩種標(biāo)準(zhǔn)，CHAdeMO接口主要服務(wù)于日本市場(chǎng)的電動(dòng)汽車(chē)，而CCS接口則成為歐洲和美國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的主流選擇。至于國(guó)內(nèi)接口，它主要是由中國(guó)本土品牌推廣的GB/T標(biāo)準(zhǔn)。

2電動(dòng)汽車(chē)充電樁的主要電能計(jì)量問(wèn)題

電動(dòng)汽車(chē)充電樁中，精確的電能計(jì)量至關(guān)重要。但設(shè)備精度差異和環(huán)境因素（如溫度、電壓變化）導(dǎo)致實(shí)際充電量與計(jì)量結(jié)果有偏差，影響充電費(fèi)用。

測(cè)量誤差：

測(cè)量誤差是電能計(jì)量準(zhǔn)確度的關(guān)鍵因素，指顯示讀數(shù)與實(shí)際電能消耗之間的偏差。由于計(jì)量器特性和使用環(huán)境復(fù)雜，誤差難以完全消除，但應(yīng)控制在可接受范圍內(nèi)。

計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)：

電動(dòng)汽車(chē)充電樁的計(jì)費(fèi)通?；诔潆娏炕驎r(shí)長(zhǎng)，但因地區(qū)和場(chǎng)所差異，費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)可能不一，造成充電費(fèi)用的不確定性。

安全性問(wèn)題：

電能計(jì)量設(shè)備對(duì)電氣安全至關(guān)重要，因此電動(dòng)汽車(chē)充電樁的電能計(jì)量器必須符合安全標(biāo)準(zhǔn)，并采取防護(hù)措施防止惡意破壞或篡改。

3充電樁計(jì)量監(jiān)測(cè)中受到的影響

3.1環(huán)境因素

在充電樁計(jì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中，環(huán)境因素如溫度、濕度和空氣質(zhì)量等起著至關(guān)重要的作用。具體影響如下：

溫度是影響充電樁計(jì)量監(jiān)測(cè)的重要因素，其波動(dòng)可能改變電能計(jì)量器精度，影響充電樁計(jì)量準(zhǔn)確性。電能計(jì)量器精度通常隨溫度升高而降低，因此設(shè)計(jì)充電樁和選擇計(jì)量器時(shí)需考慮溫度影響。

濕度會(huì)影響電能計(jì)量器的精度，高濕度可能導(dǎo)致漏電和計(jì)量誤差。因此，在設(shè)計(jì)充電樁和選擇計(jì)量器時(shí)，必須考慮濕度對(duì)精度的影響。

空氣質(zhì)量影響充電樁計(jì)量精度。污染物可能損害計(jì)量器部件，降低精度。應(yīng)定期清潔充電樁，減少環(huán)境影響。

光照會(huì)影響計(jì)量器精度，尤其是室外安裝的充電樁，陽(yáng)光直射可能使計(jì)量器溫度升高，影響其準(zhǔn)確度。

3.2充電樁類(lèi)型

充電樁類(lèi)型是計(jì)量監(jiān)測(cè)性能的關(guān)鍵因素。不同充電樁因充電方式和功率差異，對(duì)計(jì)量監(jiān)測(cè)的影響各異。下面將詳細(xì)說(shuō)明各類(lèi)充電樁在計(jì)量監(jiān)測(cè)方面的影響：

慢速充電樁：通常使用交流方式，功率較低。盡管測(cè)量精度高，但充電時(shí)間長(zhǎng)，需較長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)以確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

快速充電樁：通常使用直流方式，提供高功率充電。盡管它們能快速給出充電數(shù)據(jù)，但因電壓和電流波動(dòng)大，測(cè)量精度有限。

超級(jí)充電樁：超級(jí)充電樁結(jié)合了快速和慢速充電模式。在計(jì)量監(jiān)測(cè)方面，超級(jí)充電樁不僅精度較高，而且充電速度較快，非常適合用于特定的充電場(chǎng)景。

充電樁的電能計(jì)量方式和安裝位置會(huì)影響監(jiān)測(cè)精度。不同的計(jì)量器類(lèi)型，如電能表配合電流互感器或電子電能計(jì)量器，以及安裝位置的選擇，都需考慮以減少環(huán)境因素對(duì)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)對(duì)電能交換至關(guān)重要，直接影響電能計(jì)量和監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)時(shí)需考慮接觸面積、間隙和連接緊密度，確保充電過(guò)程提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的電流和電壓信號(hào)。

充電樁電纜設(shè)計(jì)需考慮其作為電能傳輸核心組件的重要性，確保電纜長(zhǎng)度、電阻、電容等關(guān)鍵參數(shù)的精確性，以保證充電過(guò)程中的電流和電壓數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

充電樁設(shè)計(jì)需考慮散熱效率和穩(wěn)定性，以確保在高功率充電時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行并減少溫度變化對(duì)計(jì)量精度的影響。

4安科瑞充電樁收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)

4.1概述

安科瑞AcrelCloud-9000充電柱收費(fèi)運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與接入系統(tǒng)的新能源充電樁的持續(xù)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控充電樁的運(yùn)行狀態(tài)，可提供支付管理、充電服務(wù)、交易結(jié)算清單、資產(chǎn)管理、電能管理以及明細(xì)查詢清單等功能。此外，系統(tǒng)還具備對(duì)充電機(jī)過(guò)溫保護(hù)、漏電、輸入/輸出過(guò)壓、欠壓、絕緣低等各類(lèi)故障的預(yù)警功能。充電樁支持通過(guò)以太網(wǎng)、4G或WIFI等方式接入平臺(tái)，用戶可通過(guò)微信、支付寶或云閃付方式進(jìn)行掃碼充電。

4.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于民用/工商業(yè)建筑、居住小區(qū)、企業(yè)、學(xué)校、園區(qū)等的充電樁基礎(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：

該系統(tǒng)由四個(gè)層次構(gòu)成：數(shù)據(jù)采集層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)中心層以及客戶端層。

1）數(shù)據(jù)采集層：以標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu作為通訊協(xié)議，電瓶車(chē)智能充電樁負(fù)責(zé)采集充電回路的電力參數(shù)，并執(zhí)行電能計(jì)量和保護(hù)功能。

2）網(wǎng)絡(luò)傳輸層：利用4G網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至預(yù)先搭建好的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。

3）數(shù)據(jù)中心層：由應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器組成，應(yīng)用服務(wù)器上部署了數(shù)據(jù)采集服務(wù)和WEB網(wǎng)站，而數(shù)據(jù)服務(wù)器則配置了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

4）客戶端層：系統(tǒng)管理員能夠通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)電瓶車(chē)充電樁收費(fèi)平臺(tái)。用戶可通過(guò)刷卡或掃碼的方式進(jìn)行充電。

小區(qū)充電平臺(tái)的主要功能包括充電設(shè)施的智能化大屏展示、實(shí)時(shí)監(jiān)控、交易管理、故障管理、統(tǒng)計(jì)分析以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等。此外，平臺(tái)支持運(yùn)維APP和充電小程序。

4.4平臺(tái)功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏幕直觀顯示站點(diǎn)分布和關(guān)鍵數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，如設(shè)備狀態(tài)和充電次數(shù)、充電時(shí)長(zhǎng)、充電金額、充電度數(shù)以及充電樁故障等。用戶可查看站點(diǎn)詳細(xì)信息，包括充電樁列表、充電記錄、收益情況、能耗數(shù)據(jù)以及故障記錄等。集中管理充電樁有助于監(jiān)控使用率和資源分配。

4.4.2.實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)時(shí)監(jiān)控充電設(shè)施的運(yùn)行狀況，涵蓋充電樁的運(yùn)行狀態(tài)、電路狀態(tài)、充電過(guò)程中的電量消耗、充電電壓與電流，以及充電樁的報(bào)警信息等關(guān)鍵指標(biāo)。

4.4.3交易管理

平臺(tái)管理人員承擔(dān)著管理充電用戶賬戶的職責(zé)，負(fù)責(zé)執(zhí)行充值、退款、凍結(jié)以及注銷(xiāo)等操作。此外，他們能夠訪問(wèn)并審查小區(qū)用戶每日充電交易的詳細(xì)記錄。

4.4.4故障管理

設(shè)備自動(dòng)報(bào)告故障，平臺(tái)管理人員查看并安排處理。同時(shí)，運(yùn)維人員通過(guò)APP接收通知，完成工作后反饋結(jié)果。此外，充電用戶可上報(bào)問(wèn)題通過(guò)小程序。

4.4.5統(tǒng)計(jì)分析

借助系統(tǒng)平臺(tái)，用戶能夠從多個(gè)維度檢索相關(guān)信息，涵蓋充電站點(diǎn)、充電設(shè)施、充電時(shí)長(zhǎng)、充電方法等，進(jìn)而獲取充電交易的統(tǒng)計(jì)資料和能耗的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

4.4.6基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

創(chuàng)建運(yùn)營(yíng)商賬戶后，運(yùn)營(yíng)商可建立和管理站點(diǎn)及充電設(shè)施，維護(hù)設(shè)施信息，設(shè)定價(jià)格和促銷(xiāo)活動(dòng)，并處理在線卡用戶的充值、凍結(jié)和解綁。

4.4.7運(yùn)維APP

專(zhuān)為運(yùn)維人員設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)站點(diǎn)和充電樁的有效管理。它具備故障閉環(huán)處理功能，能夠查詢流量卡的使用狀況以及充電和充值詳情。此外，系統(tǒng)支持遠(yuǎn)程參數(shù)配置，并能接收故障通知推送。

4.4.8充電小程序

專(zhuān)為充電用戶設(shè)計(jì)，用戶能查看附近空閑充電設(shè)備，也可以掃碼充電、賬戶充值、充電卡綁定、交易查詢和故障申訴等功能。

4.5系統(tǒng)硬件配置

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前，電動(dòng)汽車(chē)充電樁的電能計(jì)量面臨若干挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)涉及環(huán)境因素、充電樁的種類(lèi)、設(shè)計(jì)以及電能計(jì)量器的精確度等多個(gè)方面。這些問(wèn)題可能會(huì)導(dǎo)致充電樁的計(jì)量結(jié)果不精確，進(jìn)而影響電動(dòng)汽車(chē)用戶的充電體驗(yàn)和運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)濟(jì)效益。為了解決這些挑戰(zhàn)，必須制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范和監(jiān)管政策，強(qiáng)化對(duì)充電樁的質(zhì)量控制和計(jì)量監(jiān)測(cè)，提高電能計(jì)量器的精確度和可靠性，并采取有效措施降低環(huán)境因素對(duì)計(jì)量準(zhǔn)確性的干擾。

參考文獻(xiàn)

[1]李麗娟,姚姣,陳賜,王樂(lè).電動(dòng)汽車(chē)充電樁電能計(jì)量中的問(wèn)題分析.

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2022.05版.

審核編輯 黃宇