謝磊雷 陳蘇聲 劉鄧

摘要：伴隨著實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，電動(dòng)汽車(chē)及充電樁在國(guó)內(nèi)各個(gè)區(qū)域得到了廣泛而有效的應(yīng)用。由于電動(dòng)汽車(chē)充電樁實(shí)行的是無(wú)人監(jiān)管的管理模式，因此想要對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控就只能通過(guò)搭建電動(dòng)汽車(chē)充電樁的監(jiān)測(cè)平臺(tái)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。本文簡(jiǎn)單概述了電動(dòng)汽車(chē)充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)的工作模式，明確樂(lè)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)相關(guān)設(shè)備和通信協(xié)議等方面的相關(guān)需求，并結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)充電樁的檢測(cè)、檢定以及校準(zhǔn)的要求，針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁，從其計(jì)量性能以及產(chǎn)品的質(zhì)量與安全等多方面提出了相應(yīng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方法。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē);充電樁;遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè);充電樁監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)

前言：隨著我國(guó)提出力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)在自身的快速發(fā)展的同時(shí)，還促進(jìn)了電動(dòng)汽車(chē)充電樁行業(yè)的整體提升。而隨著我國(guó)加大了對(duì)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的扶持力度，使得電動(dòng)汽車(chē)充電樁逐步成為了現(xiàn)代城市中的基礎(chǔ)配套設(shè)施的重要組成部分。同時(shí)，由于電動(dòng)汽車(chē)充電樁自身不僅具備相應(yīng)的智能終端功能，還具備了計(jì)量功能。因此，當(dāng)客戶利用充電樁進(jìn)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電時(shí)，除了出現(xiàn)可能難以避免的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題以及安全隱患問(wèn)題之外，還有可能遇到計(jì)量校準(zhǔn)方面的問(wèn)題。隨著2019年底國(guó)家強(qiáng)制將電動(dòng)汽車(chē)充電樁納入強(qiáng)制計(jì)量檢定目錄之中，進(jìn)而對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方法提出了更高的要求。因此，如何結(jié)合國(guó)家計(jì)量檢定過(guò)程以及與充電樁相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)充電樁進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，成為了當(dāng)下需要注重的問(wèn)題。

一、電動(dòng)汽車(chē)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)工作原理

電動(dòng)汽車(chē)充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)使得其對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁實(shí)施的計(jì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)分析，通過(guò)云平臺(tái)數(shù)據(jù)功能進(jìn)行有效分析。其遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)工作原理見(jiàn)圖表1。

由上圖1可以得知，電動(dòng)汽車(chē)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，主要包括三個(gè)層級(jí)：用戶層、平臺(tái)服務(wù)器以及設(shè)備層。而平臺(tái)服務(wù)器自身又包含了四個(gè)部分：系統(tǒng)功能板塊、數(shù)據(jù)接收單元、數(shù)據(jù)庫(kù)以及接口層等。平臺(tái)服務(wù)器不僅能夠滿足對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和組裝，使其轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺R(shí)別的序列對(duì)象，還能夠經(jīng)過(guò)處理進(jìn)行長(zhǎng)期存儲(chǔ)。同時(shí)，系統(tǒng)功能板塊根據(jù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的執(zhí)行邏輯和操作流程，可以有效滿足系統(tǒng)功能的需求，比如說(shuō)GIS地圖分布、可視化圖表展示以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)記錄判斷等功能，為電動(dòng)汽車(chē)充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)提供相應(yīng)的服務(wù)。此外，電動(dòng)汽車(chē)充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)的設(shè)備層利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的充電樁以及配電終端等相應(yīng)的能源設(shè)備的數(shù)據(jù)和狀態(tài)，進(jìn)行有效的測(cè)量和監(jiān)控，最后通過(guò)相應(yīng)的通信模塊與平臺(tái)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接[1]。

二、電動(dòng)汽車(chē)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊標(biāo)準(zhǔn)需求

（一）充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的范圍測(cè)量

電動(dòng)汽車(chē)充電樁所需的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊主要位于充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)的設(shè)備層之中。按照充電樁的種類(lèi)，可以將其分為直流和交流等兩部分監(jiān)測(cè)模塊。電動(dòng)汽車(chē)充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊的范圍應(yīng)能夠覆蓋當(dāng)前市場(chǎng)常規(guī)類(lèi)型的電動(dòng)汽車(chē)充電樁。其中，直流遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊的電流、電壓范圍分別為5A～300 A和10V1000V;而交流遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊的電流、電壓范圍則為0.05A～80A與30V～480V。

（二）充電樁遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊的連接線方法

首先，從電動(dòng)汽車(chē)充電樁遠(yuǎn)程交流監(jiān)測(cè)模塊來(lái)看，該部分與充電樁體進(jìn)行連接，為采樣板進(jìn)行供電、通信與測(cè)試。其電壓接入端應(yīng)與充電樁的電壓側(cè)并聯(lián)，而電流接入端則會(huì)利用穿心電流傳感器連接交流計(jì)量模塊和充電樁。遠(yuǎn)程交流監(jiān)測(cè)模塊采樣板的供電為12V的直流電壓，可以利用遠(yuǎn)程交流監(jiān)測(cè)模塊引線與交流充電樁的連接通過(guò)12V開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生。另外可以利用專(zhuān)用的9芯通信線和DTU通信模塊串口兩者進(jìn)行連接，進(jìn)行構(gòu)成交流計(jì)量模塊的通訊口。

其次，從電動(dòng)汽車(chē)充電樁的遠(yuǎn)程直流監(jiān)測(cè)模塊來(lái)看，該部分和充電樁體進(jìn)行連接，其電壓接入端同樣是與充電樁的電壓側(cè)并聯(lián)，并同樣利用會(huì)利用穿心電流傳感器連接直流計(jì)量模塊和直流充電樁。直流遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)模塊的供電部分與通信部分，分別采用了DC12V的供電方式、開(kāi)關(guān)電源以及利用RS-485通信方式與J304端子接DTU模塊等，作為通信部分，通過(guò)DTU模塊和遠(yuǎn)程終端設(shè)備進(jìn)行互相通信。最后，其測(cè)量采樣的部分可以簡(jiǎn)單分為電壓、電流采樣等。

三、電動(dòng)汽車(chē)充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方法分析

（一）從充電樁計(jì)量性能方面的評(píng)價(jià)

首先，從電動(dòng)汽車(chē)充電電能誤差方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)在充電樁充電結(jié)束之后，充電樁顯示界面所顯示的充電電能值，和監(jiān)測(cè)模塊實(shí)際過(guò)程中采集的電壓電流數(shù)據(jù)以及時(shí)間積分等等進(jìn)行累計(jì)的電能值之差，進(jìn)而來(lái)表示充電電能誤差以及相對(duì)的誤差。

其次，從充電樁付費(fèi)金額的誤差評(píng)價(jià)方面來(lái)說(shuō)。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)充電結(jié)束之后，充電樁所顯示相應(yīng)的充電金額，和充電的電量以及該時(shí)段單位電價(jià)的乘積之差，進(jìn)而來(lái)表示付費(fèi)金額的誤差。付費(fèi)金額的誤差應(yīng)當(dāng)符合電動(dòng)汽車(chē)充電樁的準(zhǔn)確度等級(jí)要求[2]。

最后，從充電樁充電時(shí)間誤差方面評(píng)價(jià)，當(dāng)充電樁的時(shí)間誤差在遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)下發(fā)給予充電樁標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之后，充電樁顯示界面就會(huì)顯示實(shí)際時(shí)間的誤差，并且時(shí)間的誤差首次遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)不能超過(guò)5s，而后續(xù)的時(shí)間監(jiān)測(cè)誤差不能超過(guò)3分鐘。

以上三種誤差評(píng)價(jià)的誤差判定應(yīng)當(dāng)結(jié)合國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程文件JJG 1148-2018 《電動(dòng)汽車(chē)交流充電樁檢定規(guī)程》、或JJG1149-2018《電動(dòng)汽車(chē)非車(chē)載充電機(jī)檢定規(guī)程》。

（二）充電樁質(zhì)量安全以及其性能的評(píng)價(jià)

首先，想要認(rèn)識(shí)到電動(dòng)汽車(chē)充電樁的質(zhì)量安全以及性能安全，可以從其輸出電流與電壓的誤差方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)充電樁在充電過(guò)程中，所顯示的輸出充電電流與電壓和監(jiān)測(cè)模塊所實(shí)際采集到的充電輸出電流和電壓之間的誤差以及與其負(fù)載點(diǎn)的輸出電流與電壓的誤差均要以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的情況所測(cè)值進(jìn)行評(píng)估，并以相對(duì)的誤差分別進(jìn)行表示[3]。

其次，可以從充電樁的輸出電流和電壓的穩(wěn)定性方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。在電動(dòng)汽車(chē)充電樁額定的電流范圍之中，以及電動(dòng)汽車(chē)充電樁額定的電壓范圍之內(nèi)，經(jīng)過(guò)隨機(jī)對(duì)充電運(yùn)行過(guò)程的輸出電流和輸出電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)的時(shí)長(zhǎng)均在10分鐘左右。通過(guò)監(jiān)測(cè)輸出充電的電流實(shí)測(cè)值的曲線記錄，結(jié)合實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算出電流和電壓的穩(wěn)定性。電動(dòng)汽車(chē)充電樁的輸出電流和輸出電壓的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)都要符合NB/T33001-2018《電動(dòng)汽車(chē)非車(chē)載傳導(dǎo)式充電機(jī)技術(shù)條件》或NB/T 33002-2018 電動(dòng)汽車(chē)交流充電樁技術(shù)條件。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，想要對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)，只有通過(guò)加強(qiáng)對(duì)計(jì)量檢測(cè)規(guī)程以及校準(zhǔn)的規(guī)范和各級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)的合規(guī)，進(jìn)行對(duì)相應(yīng)的充電樁設(shè)備進(jìn)行質(zhì)檢與校準(zhǔn)，并將其錄入監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)之中。在通過(guò)相應(yīng)的監(jiān)測(cè)平臺(tái)來(lái)判斷電動(dòng)汽車(chē)充電樁是否滿足并符合國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，還可以從通信協(xié)議、產(chǎn)品質(zhì)量以及安全性等方面來(lái)作為對(duì)充電樁的評(píng)價(jià)方法，并結(jié)合遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)，來(lái)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁進(jìn)行管理。而其充電樁的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)方法的成功，進(jìn)一步降低了計(jì)量產(chǎn)業(yè)的成本，提高了地方政府對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電樁的監(jiān)管工作效率，促進(jìn)了充電樁監(jiān)測(cè)、監(jiān)管技術(shù)的提升，從而使得電動(dòng)汽車(chē)充電樁行業(yè)健康穩(wěn)定的發(fā)展。

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