運營充電設(shè)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(shè)施電能值工作誤差現(xiàn)場檢測方法的現(xiàn)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(yīng)的檢測系統(tǒng)，并試驗驗證了這兩種新檢測系統(tǒng)的可行性及可靠性。

關(guān)鍵字：充電設(shè)施;工作誤差;車載檢測系統(tǒng);遠程在線檢測系統(tǒng)

1背景

發(fā)展新能源汽車已經(jīng)成為全球共識，歐盟已經(jīng)宣布傳統(tǒng)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(fā)展新能源汽車視為本國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要契機。我國把新能源汽車列入國家新型戰(zhàn)略性發(fā)展產(chǎn)業(yè)，目前在推廣應(yīng)用上已經(jīng)位居世界第一，比亞迪、蔚來等一批自主品牌電動汽車，已經(jīng)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(fā)展，作為其供電設(shè)備，充電設(shè)施的數(shù)量近年來增長十分迅速。作為售電服務(wù)貿(mào)易結(jié)算工具，國家市場監(jiān)管總局于2019年發(fā)布公告將其列為強制檢定產(chǎn)品，并按照國家充電設(shè)施檢定規(guī)程對其進行檢定，以此判定該產(chǎn)品合格與否，從而保證貿(mào)易結(jié)算公平，保障消費者權(quán)益。但在其龐大的數(shù)量面前，現(xiàn)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(xiàn)狀

充電設(shè)施作為售電服務(wù)貿(mào)易結(jié)算工具，檢定中最關(guān)注的就是其輸出和結(jié)算的電能值準確與否。目前對充電設(shè)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(guī)程》和JJG1149-2018《電動汽車非車載充電機檢定規(guī)程》實施現(xiàn)場檢定。

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

現(xiàn)場檢測人員根據(jù)表1中規(guī)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(shè)施的工作誤差限內(nèi)，再進行兩次測定，各取測定數(shù)據(jù)的平均值計算被檢充電設(shè)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(xiàn)場檢測人員需要從配電柜接線取電，搬運負載等設(shè)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(xiàn)場需要接線取電和搬運設(shè)備等，故檢測人員不光具備對充電設(shè)施的檢定能力，而且應(yīng)具備基礎(chǔ)電工技能以及體力。

3）需要運營商全程配合

現(xiàn)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(yè)務(wù)開展現(xiàn)場檢定工作。

4）能源消耗大

根據(jù)檢定規(guī)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(shù)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(jù)要求，每組現(xiàn)場檢定人員至少2人，但根據(jù)實際工作情況來說（需要搬運相關(guān)設(shè)備等），通常會有3-4人。根據(jù)充電設(shè)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(shè)施數(shù)量在5臺左右。

3新的檢測方法

根據(jù)以上檢測方法的特點，我們對充電設(shè)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(shè)施檢測系統(tǒng)進行現(xiàn)場檢測，二是利用遠程在線檢測系統(tǒng)進行在線全程檢測。

（一）車載檢測系統(tǒng)

充電設(shè)施車載檢測系統(tǒng)是使用一輛改裝專用作業(yè)車作為設(shè)備載體，結(jié)合專用檢測軟件形成的車載檢測系統(tǒng)。該檢測系統(tǒng)由車輛載體、檢測系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、電阻負載以及配套的應(yīng)用軟件系統(tǒng)構(gòu)成。

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

檢定人員到現(xiàn)場檢定時，只需要把充電設(shè)施的充電槍插入到檢測車側(cè)后方的檢測底座上，打開電源開關(guān)，供電系統(tǒng)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(shè)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(nèi)檢測儀器進行通信，使各個部分協(xié)同工作，完成充電設(shè)施檢定工作。

（二）遠程在線檢測系統(tǒng)

遠程在線檢測系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的現(xiàn)場檢測方法的基礎(chǔ)上，將物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)+的技術(shù)，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(tǒng)主要是由在線監(jiān)測模塊終端和遠程在線監(jiān)測平臺組成。在線監(jiān)測模塊可以監(jiān)測充電設(shè)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(shù)，通過遠程數(shù)據(jù)通信功能，把采集到的數(shù)據(jù)處理結(jié)果上傳到遠程在線監(jiān)測平臺。遠程在線監(jiān)測平臺主要完成業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析處理以及數(shù)據(jù)管理展示等功能。

根據(jù)目前的基礎(chǔ)環(huán)境，可以得知該檢測系統(tǒng)總體設(shè)施包括：充電站、充電設(shè)施、在線監(jiān)測模塊、遠程無線網(wǎng)絡(luò)及遠程在線檢定平臺;其架構(gòu)圖可以如圖5所示。

遠程在線檢測系統(tǒng)的工作原理是在充電設(shè)施輸出端安裝在線監(jiān)測模塊，將充電設(shè)施的運行過程中的參數(shù)實時采集，經(jīng)過分析處理后，把結(jié)果數(shù)據(jù)上傳到遠程在線監(jiān)測平臺。同時采集充電設(shè)施與用戶結(jié)算的貿(mào)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(shè)施電能值工作誤差的檢測結(jié)果，我們在運營商充電站內(nèi)，選擇已安裝在線監(jiān)測模塊的充電設(shè)施進行檢測。為確保檢測試驗數(shù)據(jù)可比性，我們通過在同一個充電設(shè)施、對同一充電過程進行檢測，其檢測環(huán)境搭建如圖7所示：

將被測充電設(shè)施的充電槍插入現(xiàn)場檢測系統(tǒng)檢定儀，然后通過雙頭槍，再把現(xiàn)場檢測系統(tǒng)檢定儀和車載檢測系統(tǒng)串聯(lián)。在一個大循環(huán)中，把三種檢測系統(tǒng)都加入進來，便于檢測結(jié)果數(shù)據(jù)的比對。通過對三種電能值（1kWh、5kWh、10kWh）的設(shè)定輸出，各個檢測系統(tǒng)的測得值以及誤差如下表所示：

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

5總結(jié)

充電設(shè)施作為售電服務(wù)的貿(mào)易結(jié)算工具，已經(jīng)被國家市場監(jiān)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(shù)必須進行有效的監(jiān)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(mào)易結(jié)算公平、公正，才能有力保障消費者權(quán)益，促進新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。

參考文獻（References）

[1]JJG 1148-2018電動汽車交流充電樁檢定規(guī)程[S].

[2]JJG 1149-2018電動汽車非車載充電機檢定規(guī)程[S].

作者簡介

吳名功，男，1979-02-21，工程師（碩士研究生）