電動汽車充電設備計量準確性提升技術研究

電動汽車充電設備計量準確性提升技術研究摘要：新能源汽車處于新能源運輸?shù)那把亍Ｐ履茉措妱悠嚦潆娫O備主要包括:充電站及其輔助設備，如充電樁、充電站監(jiān)控系統(tǒng)、充電樁、配電室、安全防護設施等。充電設備作為一個新興行業(yè)，對充電計量技術的準確性提出了更高的要求。隨著行業(yè)的快速發(fā)展，充電設備暴露出一系列的問題。充電設備大量發(fā)布，充電樁在長時間運行后故障率增加，導致設備兼容性低。交流充電無法感知車輛信息，導致充電服務不安全、不方便，用戶體驗差。樁基設備需要不斷升級，存在各種安全隱患，運行維護壓力不斷增大。必須對電動汽車充電設施進行測試，以規(guī)范產(chǎn)品，促進行業(yè)發(fā)展。關鍵詞：電動汽車；充電設備；計量準確性；提升技術；研究一、電動汽車充電樁分類電動汽車充電樁是為電動汽車蓄電池充電的專用設備，根據(jù)安裝方式的不同可分為車載和非車載。采用相應的充電方法完成汽車蓄電池的充電功能。車載充電樁是指安裝在電動汽車內(nèi)部的充電樁;非車載充電樁是指安裝在電動汽車外部，與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車動力電池提供直流電的充電樁。充電站安裝的非車輛充電樁也應配備計量和充電功能。一般情況下，充電樁至少要能對以下三種動力電池中的一種進行充電:鐵鋰離子電池、鉛酸電池、金屬氫化物鎳電池。充電樁根據(jù)電流類型的不同可分為：交流充電樁和直流充電樁。交流充電樁是安裝在電動汽車外部，與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車車載充電樁提供交流電源的供電設備。它還具有計量和計費功能。直流充電樁是一種固定安裝在電動汽車外部，與交流電網(wǎng)連接，為電動汽車動力電池提供低功率直流電源的供電裝置。直流充電樁具有充電樁功能，可以實時監(jiān)控已充電電池的狀態(tài)。同時，直流充電樁可以測量充電電量。目前，現(xiàn)有的國家標準明確規(guī)定了電動汽車充電設備電能計量的技術要求，以及電能計量設備的檢定規(guī)則、安裝要求和試驗方法。然而，新能源汽車充電設備計量問題依然明顯：(1)電動汽車蓄電池在充電過程中會產(chǎn)生大量的諧波，對電網(wǎng)造成不同程度的諧波污染。此外，電動汽車電池是電容性負載，功率因數(shù)較低，不能滿足電力公司對可充電汽車功率因數(shù)的要求。因此，要求安裝在新能源汽車充電站的電能計量設備應具有諧波實時監(jiān)測、計量和消除的功能，特別是對于今天普遍使用的智能電能表。(2)當電動汽車采用快速充電方式時，大電流會造成電網(wǎng)不穩(wěn)定，密集充電可能導致充電站瞬時負荷大的現(xiàn)象，這將極大地考驗電網(wǎng)的負荷能力和供電能力。因此，如何在充電站快速充電時及時調整充電負荷，如何在充電時間分散時快速調整充電時間，以及如何在非高峰時段有效提高負載利用率，都成為電動汽車充電站計量設備迫切需要解決的技術問題。電動汽車計量設備技術問題應對措施對充電樁實施強制計量檢定的必要性充電樁作為一個新興的綜合性行業(yè)，對計量檢定提出了許多新的要求。充電樁計量檢定的實施，可以提高整個充電樁行業(yè)的計量檢定保障，使計量檢定與充電樁行業(yè)有機結合。因此，對充電樁實施強制性驗證是十分必要的。根據(jù)第九條規(guī)定的《計量》，縣級以上人民政府計量行政部門為計量器具的公共標準，部門和企業(yè)事業(yè)單位使用高標準計量，以及用于貿(mào)易結算、安全防護，醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測工作中，列入強制檢定目錄的計量器具，實行強制檢定?！彪S著電動汽車的快速增長，充電樁將會大量安裝，就像我們現(xiàn)在習慣使用燃油泵一樣，燃氣機也會出現(xiàn)在我們的生活中。充電樁作為一種新型電能計量裝置，無論是直流充電樁、交流充電樁、車載充電樁還是非車載充電樁，都涉及電能交易結算和用電結算。對電動汽車充電樁實施強制檢定的好處首先，對電動汽車充電樁進行強制性計量檢定，保障公共安全。目前大多數(shù)電動汽車動力電池使用的三元電池抗過充能力不足。過充會引起電池溫度急劇上升，電池損壞泄漏，嚴重時甚至會引起電動車火災。充電設施計量檢定的實施，要求充電設施建立良好的防過充機制，對充電環(huán)節(jié)進行多重保護，從根本上防止過充事故的發(fā)生。其次，它可以提高產(chǎn)品質量。充電設備產(chǎn)品的計量檢定將直接推動充電樁制造企業(yè)不斷完善質量管理體系和改進管理手段。鼓勵企業(yè)在生產(chǎn)過程中加強質量控制，為企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展提供保障。充電樁強制計量檢定通過對充電設施從產(chǎn)品質量到安裝規(guī)范的質量進行全面監(jiān)控，定期對使用中的充電樁進行計量檢定，可以有效保證充電設施的正常安全運行。最后，可以有效提升我國新能源汽車在國際上的地位，做好電動汽車充電樁的價值轉移和溯源工作，不斷增強我國新能源汽車計量檢定和校準能力。為電動汽車電源裝置技術的不斷發(fā)展和改進提供質量檢測服務。并推動全系列電動汽車儲能產(chǎn)品和行業(yè)供應。通過對電動汽車供能裝置的計量檢定，加強新能源汽車計量技術和計量方法的研究，從而促進電動汽車整體質量的不斷提高。研制新型檢定裝置以充電樁直流電能表檢定裝置為例，需要研制的檢定裝置應能有效滿足電能表的量程，并能全面、準確地評價直流電能表的電能計量性能。直流電能表基于JJG842-1993《檢定規(guī)程》，采用實時脈沖周期比例法和虛功率法，選擇高量程、低紋波電壓、電流源，采用快速采樣脈沖數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)采集卡能有效地對直流電能計量電能表的性能進行校準、驗證，為電能表的選擇提供依據(jù);也可作為電表廠家在生產(chǎn)過程中調試和出廠檢驗的測試儀器。該檢定裝置采用模塊化設計，各部件相互獨立，拆卸方便，可根據(jù)不同需要應用于現(xiàn)場檢定或實驗室檢定。3.1完善計量測試系統(tǒng)目前，新能源汽車充電設備的國家標準、計量程序尚未完成，計量機構應發(fā)揮技術先行優(yōu)勢，結合研究，牽頭制定相關國家標準、計量法規(guī)，逐步完善此類設備的計量檢測體系，將該儀器及計量檢定裝置納入國家傳播溯源體系，為保證量值與溯源的一致性奠定堅實的技術基礎。3.2規(guī)范計量市場行為可以預期,隨著新能源汽車的應用,充電計量設備將數(shù)量級的增長被廣泛使用,因為它是現(xiàn)在廣泛的駐扎燃料加油站,因此,質監(jiān)部門相應的行政監(jiān)管職能,計量機制作為技術提供商,對違反《計量法》和相關計量法律法規(guī)的公司和單位，給予嚴格的行政處罰。使新能源計量的市場行為從一開始就進入良性發(fā)展和管理的軌道。三、結語：總之，必須對涉及環(huán)境保護、人民社會保障、健康和重大經(jīng)貿(mào)結算的產(chǎn)品實施強制性計量檢定，使這些產(chǎn)品的準確性置于政府的全面監(jiān)督之下。因此，對電動汽車充電樁實施強制性計量檢定是十分必要的。新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對計量技術提出了更高的要求，這對計量機構是機遇也是挑戰(zhàn)。機遇在于新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了計量傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的進步，搶占計量技術領域的制高點，對我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展大有裨益，大力提升中國新能源汽車在國際上的地位;挑戰(zhàn)在于如何利用國際最新前沿技術，在傳統(tǒng)電力計量檢測面臨新的計量問題的情況下，做好價值傳遞、溯源和計量校準工作。這是一種測試計量機構。根據(jù)以上的論述，伴隨新能源電動汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，其市場規(guī)模不斷擴大，越來越多的問題出現(xiàn)在人們面前，只有采用完善的充電技術，才能幫助實現(xiàn)新能源電動汽車的穩(wěn)定發(fā)展。因此，本文首先闡述了新能源汽車的發(fā)展背景。認為目前的新能源電動汽車充電技術主要包括：傳導充電技術、電池置換技術和無線充電技術，未來的發(fā)展和應用主要針對充電互聯(lián)網(wǎng)服務和反向充電技術。只有合理規(guī)劃充電設施和實際使用，才能實現(xiàn)新能源電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。參考文獻：[1]佘承其，張照生，劉鵬，孫逢春.大數(shù)據(jù)分析技術在新能源汽車行業(yè)的應用綜述——基于新能源汽車運行大數(shù)據(jù)[J/OL].機械工程學報：1-14[2019-12-05].[2]陳中，陳妍希，車松陽.新能源汽車一體充能站框架及能量優(yōu)化調度方法[J/OL].電力系統(tǒng)自動化：1-