引言

隨著電動汽車行業的迅猛發展，建設配套的充電樁設施已成為當務之急。然而，充電樁的電能計量問題始終是業界關注的焦點。這些問題的存在不僅會顯著影響用戶的充電體驗，還可能導致用戶的不滿和投訴。更甚者，充電樁設計的不規范可能會阻礙電動汽車市場的良性發展，損害制造商和消費者的利益。

1電動汽車充電樁概述

電動汽車充電樁是專為電動汽車提供充電服務的設備，其功能與傳統燃油車的加油站相似。通常情況下，電動汽車充電樁由兩部分構成：充電樁本體和充電槍。充電樁本體承擔著供電和控制的職責，而充電槍則負責將電能有效地傳輸至電動汽車。

1.1充電樁類型

電動汽車充電樁根據充電速度和電力輸出的不同，可分為三大類：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，能夠實現電池的快速充電。有50kW、100kW、120kW等多種規格，其中120kW代表了目前市場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，功率范圍20-40kW，適用于三相電網連接，適合商業區、居住區和停車場等場所。

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

1.2充電樁接口

電動汽車充電樁接口主要分為國際接口和國內接口兩大類。在國際接口中，存在CHAdeMO和CCS兩種標準，CHAdeMO接口主要服務于日本市場的電動汽車，而CCS接口則成為歐洲和美國電動汽車的主流選擇。至于國內接口，它主要是由中國本土品牌推廣的GB/T標準。

2電動汽車充電樁的主要電能計量問題

電動汽車充電樁中，精確的電能計量至關重要。但設備精度差異和環境因素（如溫度、電壓變化）導致實際充電量與計量結果有偏差，影響充電費用。

測量誤差：

測量誤差是電能計量準確度的關鍵因素，指顯示讀數與實際電能消耗之間的偏差。由于計量器特性和使用環境復雜，誤差難以完全消除，但應控制在可接受范圍內。

計費標準：

電動汽車充電樁的計費通常基于充電量或時長，但因地區和場所差異，費用標準可能不一，造成充電費用的不確定性。

安全性問題：

電能計量設備對電氣安全至關重要，因此電動汽車充電樁的電能計量器必須符合安全標準，并采取防護措施防止惡意破壞或篡改。

3充電樁計量監測中受到的影響

3.1環境因素

在充電樁計量監測過程中，環境因素如溫度、濕度和空氣質量等起著至關重要的作用。具體影響如下：

溫度是影響充電樁計量監測的重要因素，其波動可能改變電能計量器精度，影響充電樁計量準確性。電能計量器精度通常隨溫度升高而降低，因此設計充電樁和選擇計量器時需考慮溫度影響。

濕度會影響電能計量器的精度，高濕度可能導致漏電和計量誤差。因此，在設計充電樁和選擇計量器時，必須考慮濕度對精度的影響。

空氣質量影響充電樁計量精度。污染物可能損害計量器部件，降低精度。應定期清潔充電樁，減少環境影響。

光照會影響計量器精度，尤其是室外安裝的充電樁，陽光直射可能使計量器溫度升高，影響其準確度。

3.2充電樁類型

充電樁類型是計量監測性能的關鍵因素。不同充電樁因充電方式和功率差異，對計量監測的影響各異。下面將詳細說明各類充電樁在計量監測方面的影響：

慢速充電樁：通常使用交流方式，功率較低。盡管測量精度高，但充電時間長，需較長時間監測以確保數據準確。

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據，但因電壓和電流波動大，測量精度有限。

超級充電樁：超級充電樁結合了快速和慢速充電模式。在計量監測方面，超級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景。

充電樁的電能計量方式和安裝位置會影響監測精度。不同的計量器類型，如電能表配合電流互感器或電子電能計量器，以及安裝位置的選擇，都需考慮以減少環境因素對精度的影響。

3.3充電樁設計

充電樁的充電插座設計對電能交換至關重要，直接影響電能計量和監測的準確性。設計時需考慮接觸面積、間隙和連接緊密度，確保充電過程提供穩定、準確的電流和電壓信號。

充電樁電纜設計需考慮其作為電能傳輸核心組件的重要性，確保電纜長度、電阻、電容等關鍵參數的精確性，以保證充電過程中的電流和電壓數據準確。

充電樁設計需考慮散熱效率和穩定性，以確保在高功率充電時穩定運行并減少溫度變化對計量精度的影響。

4安科瑞充電樁收費運營云平臺

4.1概述

安科瑞AcrelCloud-9000充電柱收費運營云平臺系統運用物聯網技術，實現與接入系統的新能源充電樁的持續數據采集與監控。該系統能夠實時監控充電樁的運行狀態，可提供支付管理、充電服務、交易結算清單、資產管理、電能管理以及明細查詢清單等功能。此外，系統還具備對充電機過溫保護、漏電、輸入/輸出過壓、欠壓、絕緣低等各類故障的預警功能。充電樁支持通過以太網、4G或WIFI等方式接入平臺，用戶可通過微信、支付寶或云閃付方式進行掃碼充電。

4.2應用場所

適用于民用/工商業建筑、居住小區、企業、學校、園區等的充電樁基礎設施設計。

4.3系統結構

4.3.1系統分為四層：

該系統由四個層次構成：數據采集層、網絡傳輸層、數據中心層以及客戶端層。

1）數據采集層：以標準modbus-rtu作為通訊協議，電瓶車智能充電樁負責采集充電回路的電力參數，并執行電能計量和保護功能。

2）網絡傳輸層：利用4G網絡將數據傳輸至預先搭建好的數據庫服務器。

3）數據中心層：由應用服務器和數據服務器組成，應用服務器上部署了數據采集服務和WEB網站，而數據服務器則配置了實時數據庫、歷史數據庫和基礎數據庫。

4）客戶端層：系統管理員能夠通過瀏覽器訪問電瓶車充電樁收費平臺。用戶可通過刷卡或掃碼的方式進行充電。

小區充電平臺的主要功能包括充電設施的智能化大屏展示、實時監控、交易管理、故障管理、統計分析以及基礎數據管理等。此外，平臺支持運維APP和充電小程序。

4.4平臺功能

4.4.1智能化大屏

智能化大屏幕直觀顯示站點分布和關鍵數據統計，如設備狀態和充電次數、充電時長、充電金額、充電度數以及充電樁故障等。用戶可查看站點詳細信息，包括充電樁列表、充電記錄、收益情況、能耗數據以及故障記錄等。集中管理充電樁有助于監控使用率和資源分配。

4.4.2.實時監控

實時監控充電設施的運行狀況，涵蓋充電樁的運行狀態、電路狀態、充電過程中的電量消耗、充電電壓與電流，以及充電樁的報警信息等關鍵指標。

4.4.3交易管理

平臺管理人員承擔著管理充電用戶賬戶的職責，負責執行充值、退款、凍結以及注銷等操作。此外，他們能夠訪問并審查小區用戶每日充電交易的詳細記錄。

4.4.4故障管理

設備自動報告故障，平臺管理人員查看并安排處理。同時，運維人員通過APP接收通知，完成工作后反饋結果。此外，充電用戶可上報問題通過小程序。

4.4.5統計分析

借助系統平臺，用戶能夠從多個維度檢索相關信息，涵蓋充電站點、充電設施、充電時長、充電方法等，進而獲取充電交易的統計資料和能耗的統計數據。

4.4.6基礎數據管理

創建運營商賬戶后，運營商可建立和管理站點及充電設施，維護設施信息，設定價格和促銷活動，并處理在線卡用戶的充值、凍結和解綁。

4.4.7運維APP

專為運維人員設計，本系統能夠實現對站點和充電樁的有效管理。它具備故障閉環處理功能，能夠查詢流量卡的使用狀況以及充電和充值詳情。此外，系統支持遠程參數配置，并能接收故障通知推送。

4.4.8充電小程序

專為充電用戶設計，用戶能查看附近空閑充電設備，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系統硬件配置

5 結語

當前，電動汽車充電樁的電能計量面臨若干挑戰，這些挑戰涉及環境因素、充電樁的種類、設計以及電能計量器的精確度等多個方面。這些問題可能會導致充電樁的計量結果不精確，進而影響電動汽車用戶的充電體驗和運營商的經濟效益。為了解決這些挑戰，必須制定相應的技術規范和監管政策，強化對充電樁的質量控制和計量監測，提高電能計量器的精確度和可靠性，并采取有效措施降低環境因素對計量準確性的干擾。

參考文獻

[1]李麗娟,姚姣,陳賜,王樂.電動汽車充電樁電能計量中的問題分析.

[2]安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05版.

審核編輯 黃宇