运营充电设施电能值误差检测方法探讨

吴名功 吴晓燕

摘要：本文介绍了目前常用的充电设施电能值工作误差现场检测方法的现状和缺陷，提出了两种新的工作误差检测方式，并介绍了相应的检测系统，并试验验证了这两种新检测系统的可行性及可靠性。

关键字：充电设施;工作误差;车载检测系统;远程在线检测系统

1背景

发展新能源汽车已经成为全球共识，欧盟已经宣布传统燃油汽车停止销售和使用时间表，“一带一路”部分沿线国家也把发展新能源汽车视为本国汽车产业发展的重要契机。我国把新能源汽车列入国家新型战略性发展产业，目前在推广应用上已经位居世界第一，比亚迪、蔚来等一批自主品牌电动汽车，已经赶超世界水平，电动汽车已成为我国汽车出口新招牌。

随着新能源汽车的快速发展，作为其供电设备，充电设施的数量近年来增长十分迅速。作为售电服务贸易结算工具，国家市场监管总局于2019年发布公告将其列为强制检定产品，并按照国家充电设施检定规程对其进行检定，以此判定该产品合格与否，从而保证贸易结算公平，保障消费者权益。但在其庞大的数量面前，现有检定方法效率低下，检测的时效性和有效性已成为全球法制计量管理面临的严峻问题。[1-2]

2现状

充电设施作为售电服务贸易结算工具，检定中最关注的就是其输出和结算的电能值准确与否。目前对充电设施电能值的工作误差和示值误差，是按照JJG1148-2018《电动汽车交流充电桩检定规程》和JJG1149-2018《电动汽车非车载充电机检定规程》实施现场检定。

现场检定的方法是，由工作人员携带充电设施检定仪器、电阻负载以及相应的配套工具和线缆到现场，根据现场情况对相关检测设备进行供电后，按照国家充电设施检定规程的要求进行检定，其中电能值误差测定需要根据产品铭牌信息，选择试验负载点，其中试验负载点的选择应满足如表1所示：

现场检测人员根据表1中规定，选取2-3个负载点，每个负载点测量两次，并计算平均值。若该平均值处在0.8～1.2倍被检充电设施的工作误差限内，再进行两次测定，各取测定数据的平均值计算被检充电设施的电能值误差。

使用该检测方法，存在一下问题：

1）具有一定的人员安全风险

现场检测人员需要从配电柜接线取电，搬运负载等设备，容易接触强电线缆，从而具有一定的安全风险。

2）对检定人员能力要求高

由于在现场需要接线取电和搬运设备等，故检测人员不光具备对充电设施的检定能力，而且应具备基础电工技能以及体力。

3）需要运营商全程配合

现场检定时，需要充电场站运营商的管理人员全程进行配合，并需要暂停充电业务开展现场检定工作。

4）能源消耗大

根据检定规程，检定一个充电桩至少需要消耗4.5kWh电能，而且这些电能大多数是以热能形式消耗掉，造成大量的能源浪费。

5）人力资源消耗大

根据要求，每组现场检定人员至少2人，但根据实际工作情况来说（需要搬运相关设备等），通常会有3-4人。根据充电设施输出功率的不同，每次检测的时间差别很大。仅电能值误差这一项需要耗时最长可达约3小时，最短也需要40分钟左右，故每组检定人员，每天检定的充电设施数量在5台左右。

3新的检测方法

根据以上检测方法的特点，我们对充电设施的电能值误差检测，提出两种新的检测方法。一是利用车载式充电设施检测系统进行现场检测，二是利用远程在线检测系统进行在线全程检测。

（一）车载检测系统

充电设施车载检测系统是使用一辆改装专用作业车作为设备载体，结合专用检测软件形成的车载检测系统。该检测系统由车辆载体、检测系统、供电系统、电阻负载以及配套的应用软件系统构成。

考虑到现场检测需求、检测仪器和负载以及供电系统等因素，我们选择了江铃全顺检测车作为载体，通过内部改装，把相关设备集成到车内，其车辆改装图如下所示：

检定人员到现场检定时，只需要把充电设施的充电枪插入到检测车侧后方的检测底座上，打开电源开关，供电系统即开始给检测仪器和负载进行供电。检测人员使用移动办公设备（笔记本电脑或者平板电脑）运行检测软件，软件通过无线方式与车内检测仪器进行通信，使各个部分协同工作，完成充电设施检定工作。

（二）远程在线检测系统

远程在线检测系统是在传统的现场检测方法的基础上，将物联网、互联网+的技术，形成的一种新的检测方法，以解决实际的操作中所遇见的问题。

远程在线检测系统主要是由在线监测模块终端和远程在线监测平台组成。在线监测模块可以监测充电设施是否有输出，实时采集输出时的电流、电压、电能值以及温度等参数，通过远程数据通信功能，把采集到的数据处理结果上传到远程在线监测平台。远程在线监测平台主要完成业务逻辑、数据传输、数据分析处理以及数据管理展示等功能。

根据目前的基础环境，可以得知该检测系统总体设施包括：充电站、充电设施、在线监测模块、远程无线网络及远程在线检定平台;其架构图可以如图5所示。

远程在线检测系统的工作原理是在充电设施输出端安装在线监测模块，将充电设施的运行过程中的参数实时采集，经过分析处理后，把结果数据上传到远程在线监测平台。同时采集充电设施与用户结算的贸易电能值，并对两个电能值进行比对分析，计算其电能值的误差。

4试验分析

为了对比三种检测方法对于充电设施电能值工作误差的检测结果，我们在运营商充电站内，选择已安装在线监测模块的充电设施进行检测。为确保检测试验数据可比性，我们通过在同一个充电设施、对同一充电过程进行检测，其检测环境搭建如图7所示：

将被测充电设施的充电枪插入现场检测系统检定仪，然后通过双头枪，再把现场检测系统检定仪和车载检测系统串联。在一个大循环中，把三种检测系统都加入进来，便于检测结果数据的比对。通过对三种电能值（1kWh、5kWh、10kWh）的设定输出，各个检测系统的测得值以及误差如下表所示：

通过以上数据，我们可以看出三种检测方法结果具有可比性，从而验证了车载检测系统及远程在线检测系统可以达到充电设施电能值工作误差的检测要求。

5总结

充电设施作为售电服务的贸易结算工具，已经被国家市场监督管理总局纳入强检目录，对于其输出的电能值这一核心参数必须进行有效的监督管理，故探索新的可行的检测方法是眼下亟需解决的问题。只有确保充电贸易结算公平、公正，才能有力保障消费者权益，促进新能源汽车产业健康发展。

参考文献（References）

[1]JJG 1148-2018电动汽车交流充电桩检定规程[S].

[2]JJG 1149-2018电动汽车非车载充电機检定规程[S].

作者简介

吴名功，男，1979-02-21，工程师（硕士研究生）