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电动汽车充电桩检定新模式的思考

来源:《中国质量监管》杂志 时间:2021-06-05

随着石化能源危机的加剧和环境的急剧恶化,节能减排是世界各国政府重中之重。而新能源汽车由于其节能环保的特性,其全面普及已是大势所趋,有利促进国家能源结构的调整和国民经济的可持续发展。

2020年11月3日国务院印发《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》(以下简称规划),进一步明确发展目标:到2025年新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,到2035年纯电动汽车成为新销售车辆的主流,公共领域用车全面电动化。同时,加快充换电基础设施建设;提升充电基础设施服务水平。那么,有关充电桩的检定是现状又如何呢?

 

一、国家政策及环境

JJG1148-2018、JJG1149-2018规程发布后,要求对所有公共充电桩的电量计量进行检定,且检定周期不超过1年。2019年国家市场监管总局发布了《关于调整实施强制管理的计量器具目录的公告》,该公告将充电桩纳入了强检目录。相关要求制定后,由于现场检定的工作量巨大,且投入人力、物力巨大,无法应对规程的要求。全国各地都面临类似的情况。导致强检工作并未如期按计划进行,2020年10月国家市场监管总局发布《关于调整实施强制管理的计量器具目录的公告》(2020年第42号),将充电桩强检工作推迟到2023年。

市场监管总局鼓励在充电桩强制检定工作暂缓期间,鼓励各地开展电动汽车充电桩检定新模式的探索。

 

二、充电桩检定现状及困难

目前市场建设的充电桩设施分布范围极广,数量众多,以杭州为例,截止目前共有社会公用充电桩近1万个,年充电量约1.6亿千瓦时,年贸易结算金额超过2亿元,且数量还在快速增长。据不完全统计,北京有充电桩5万个,上海有8万个,全国范围更是天文数字。

充电桩在实际检定中,存在以下困难:

(一)计量器具封印问题。直流充电桩的计量系统由分流器和电能表组成,电能量=电能表显示值×分流器倍率。通常两者安装在充电桩内的不同位置,无法同时铅封。其中分流器安装在强电部分,更加大了铅封困难。由于充电桩的使用者为非专业人员,损坏率较高,时常需要开箱检修,因此也无法通过封印整个充电桩来保证计量器具不被人为改动。

(二)作为现场检定计量器具,检定人员对运行充电桩的日常现场检定工序复杂,负荷检测装置笨重,检定过程耗能耗时、检定工作量大。

很多充电桩安装在露天停车场等地,实际检定中环境影响也会大大降低检定效率。如高温或低温保护使得充电桩无法输出检定所需的电流值;雨天处于安全考虑无法开展露天检定;业务量比较饱满的充电场站需要和业主很好的沟通配合才能保证检定效率等。

因此,目前亟需一种高效、准确的新型检定方法来完善或取代传统的现场检定的方法。

 

三、充电桩检定新模式的思路

(一)计量模块比对法

1. 原理与方法

通过对现有充电桩及新充电桩原有内部结构的基础上,加装监测用计量模块,并通过数据模块接口实时上传平台,实时将计费用电能表数据与监测用计量模块电能数据进行比对,两者之差超过计量检定规程所要求的最大允许误差则判定为异常数据,进而筛选出可能存在异常的充电桩,并进行现场确认。

2.优缺点分析

优点:可对充电桩进行实时监测,解决了充电桩防作弊和无法铅封的困难。监控用计量模块可拆卸,可在实验室检定。

缺点:对已投入使用的充电桩需要进行硬件改造和经费投入。未来可写入产品标准,由生产企业制造充电桩时一并安装一体化直流电能表,但会增加生产成本,虽已有较为成熟的实物,但其可靠性和准确性需要现场试验和时间的验证。

(二)大数据筛选法

1.原理与方法

原理:利用能量守恒原理,即进入充电站的总电量应等于每台充电桩充出电量与损耗之和。

方法:

(1)充电桩根据进电总表与分表电能之和的差,筛选出异常充电桩电能数据。

(2)在每个充电桩的进线侧加装交流电能表及互感器,将所有电动汽车充电桩联网并建立监测平台,实时上传每笔充电交易数据。

利用大数据建立数学模型或算法,将交流电能×转换效率-其他损耗=理论直流电能,对比直流电能表的电能数据,进而筛选出可能存在异常的充电桩,按照检定规程对异常充电桩进行现场检定。

2.难点分析

该方案最大的难点是如何设置科学合理的损耗值。由于直流充电桩的交直流转换模块在不同负载下,不同型号的模块,同一模块在不同的使用年限下其转换率都不一样,同一个充电桩不同的车辆或者同一辆车的电池剩余量不同,充电转换效率也不一样,损耗也不一样,需要时间进行大量数据验证并建立测算模型。

综上所述,对于能进行数据传输的强制检定计量器具,利用大数据进行数据的实时监控、筛选,结合现场检定验证,能减少检定工作量,提高效率,保证计量器具的使用周期内的数据稳定准确。未来将会是针对量大面广的强制检定计量器具的管理思路的方向之一。

 

 

文/叶佳旻 陈洁琼(作者单位:浙江杭州市质量技术监督检测院  浙江机电职业技术学院)