电动汽车充电桩直流计量装置远程校验方法

王和忠 王慕将 曲钰 钟尚染 诸加荣

[摘    要]电动汽车具有的功能越来越丰富，直流快充装置的需求变得越来越多元，直流电能计量装置凭借自身具有的多元化优势已经在电动汽车充电桩中被广泛使用。本文通过对电动汽车充电装直流计量装置远程校验系统整体构架进行详细分析，结合实际情况将具有较高针对性和有效性的方法运用其中，从而使远程校验工作具有的可靠性和安全性目标得到充分实现，为大众享受高品质汽车服务提供积极帮助。

[关键词]电动汽车;充电桩;直流;设计装置;远程校验

[中图分类号]TM933.4 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）10–0–02

Remote Calibration Method for DC Metering Device of Electric Vehicle Charging Pile

Wang He-zhong，Wang Mu-jiang，Qu Yu，Zhong Shang-ran，Zhu Jia-rong

[Abstract]Electric vehicles have more and more rich functions， and the demand for DC fast charging devices has become more and more diversified. DC energy metering devices have been widely used in electric vehicle charging piles with their diversified advantages. Based on the detailed analysis of the overall framework of the remote calibration system of DC metering device for electric vehicle charging， this paper applies highly targeted and effective methods in combination with the actual situation， so as to fully realize the reliability and safety objectives of the remote calibration work， and provide positive help for the public to enjoy high-quality automobile services.

[Keywords]electric vehicle; charging pile; direct; design device; remote verification

通过对电动汽车直流计量装置的特点进行详细分析，能够明确了解电动汽车用户希望快速充电的需求。对于直流非车载充电系统，我国正式颁布了对应的质量计量标准。作为核心计量依据，直流电能表是否具有较高性能，对电力企业、电动车用户、充电站运营商是否能够获得较高经济效益起到了决定性作用。因此，定期对电能计量装置具有的误差进行严格校验，才能确保相关装置计量结果具有较高准确性。电动汽车充电桩直流计量装置进行远程校验方法，能够将传统由人工携带电能表在设备现场进行检查的方式彻底改变，不仅能够使校验工作具有的准确性得到有效提高，充分缩短校验时间，而且还能使校验成本大幅度降低，因此具有较高的实用价值。

1 电动汽车充电桩直流计量装置远程教校验系统的整体构架

根据对电动汽车充电桩直流计量装置远程校验系统展开详细分析能够知道，相关系统主要是由在集中管理中心布置的远程校验管理主站以及在充电站场安装的现场校验装置所组成。其中，远程校验管理主站包括管理工作站、服务器、其他客户端。以二层式通信方式作为整个远程校验系统的构架，具体如图1所示。当数量较多的充电桩站点接入时，能够结合实际情况，进行远程校验管理子站的设置，从而在二层式通用型构架的基础上，扩展成为三层[1]。

通过对具体线路进行有效切换，能够使现场装置在不同时刻对不同线路电路表进行误差检测、分流器二次负荷测试的目标得到有效实现，具体如下所示。

（1）本地控制模块。在落实现场校驗装置核心控制目标的过程中，主要通过工控机实现。工控机主要是针对现场校验装置发挥作用，通过结合实际工作需求，对现场校验装置的工作逻辑进行有效控制、管理本地通讯、与远程主站之间实现交互、操作本地人机界面等。脉冲通道切换模块与采样通道切换模块还能在本地控制模块的作用下，有效控制通道的切换。

（2）采样通道切换模块。通过对本地控制模块下发的控制指令进行有效接收，能够控制并切换测试通道，并且在同一时间，对各通道的电压信号和电流信号进行二次侧采样、调整，将最终得到的信号上传到标准表中。

（3）脉冲通道切换模块。通过对本地控制木块下发的控制指令进行有效接收，控制并切换每一个待测电能表中的脉冲信号通道，从而将得到的脉冲信号上传到标准表中。

（4）标准表。标准表的主要作用是确保电动汽车充电桩直流计量装置远程校验结果的准确性，提供具有较高准确性的校验对比标准源。通常情况下，会采用精准度在0.1级以上的标准表，对频率、相位、电流、电压、电量等电信号进行测量。

2 电动汽车充电桩直流计量装置远程校验功能的有效实现途径

2.1 系统具有的功能

对于电动汽车充电桩直流计量装置远程校验系统而言，能够凭借自身具有的多元化优势，在奠定汽车行业得到广泛发展和普及，其具有的功能主要表现在以下几个方面。

（1）能够对直流计量装置具有的误差进行校验。通过使用实时脉冲比较法，对直流计量装置具有的误差进行测试。不仅要计量装置直流电能表的数据和标准目标具有的电能脉冲信号，而且还要对比分析检测结果，从而准确得到直流电能表具有的误差数据。

（2）有效监测分流器的二次负荷情况。之所以电能计量存在的误差会不断增加，是原因分流器二次回路采样数据缺乏精准性。通过对分流器的二次负荷情况进行实时监测，对其是否超过标准数值进行判断，从而使计量校验工作具有的准确性得到保障[2]。

（3）远程校验操作。通过对主站后台管理软件以及无线网络的科学操作，能够有效实现在同一时间远程校验多个不同充电桩具有的直流计量方式，彻底解决传统校验方法需要工作人员到现场进行单独校验存在的众多问题。

（4）远程监测异常状态。通过对误差数据和检测数据记录的有效保存，当校验达到的误差数据超过最高上限时，系统服务器会第一时间发出异常报警，并将相关内容及时推送到客户端[3]。

2.2 系统通信建模

对于电动汽车充电桩直流计量装置远程校验系统而言，其具有的软件通信管理数据包不仅拥有固定数据帧长度的数据包（如对直流计量装置发出的校准操作和指令），而且还有不固定数据帧长度的数据包（如主站接收到设备端发送的直流计量装置相关精度误差数据）。为了能够使通信兼容的目的在每一个远程校验系统之间得到有效实现，应该对相关数据通信进行规范化管理。管理软件应该结合具体情况和实际要求，将IEC61850通信协议标准相关内容结合其中，从而适当扩展现有标准中的相关逻辑节点。

以IEC61850通信协议标准为基础，对电动汽车充电桩直流计量装置远程校验系统进行操作，需要对以下两个方面实现建模：①IEC61850的客户端需要由远程校验管理手段进行实现，对充分符合IEC61850标准的现场校验装置具有的数据读取操作和配置下装操作给予积极支持。②IEC61850服务器相关需求要能被现场校验装置有效满足，不仅要根据相关标准内容进行建模，而且还要为各项目服务提供接口，对ICD文件的配置给予支持，具体如图2所示[4]。

2.3 管理软件功能的实现

操作人员在系统远程校验管理主站端口，可以根据相关的图形对界面进行操作，在校验充电桩侧的直流计量装置的过程中，通过对数据库管理模块的查询，管理软件可以率先得到该计量装置具有的各项参数和属性，然后在充电桩通信管理模块的作用下，对该计量装置具有的充电桩通信属性请求准确的掌握，并将对应的通信Socket结构体配置其中，从而使相应通信连接在充电桩侧形成的校验装置和通信控制模块进行有效组合和建立[5]。

远程校验管理主站端口下发的各种远程教研操作指令被充电桩侧现场校验装置接收之后，现场校验装置能够充分发挥采样通道具有的切换模块作用以及脉冲通道具有的切换模块作用，针对目标充电桩计量装置进行有效校验。校验现场相关装置的主控模块能够对被校验充电桩具有的直流电能表和标准电流表之间相同的计量脉冲信号和电气参数进行同时采集，从而准确计算被校验充电桩电能表各項参数具有的误差，然后根据IEC61850协议规定的数据帧格式，对最后得到的数据进行处理。在此基础上，运用无线网络和有线网络将最后得到的数据传回到远程校验主站端口，从而充分发挥出对各个远程充电桩计量表装置进行准确校验的功能和价值[6]。

3 结束语

如今，电动汽车行业整体发展水平逐年提升。然而，由于我国目前电动汽车充电桩的分布位置比较零散，如果依然使用传统校验方式，工作量较大、成本较高、周期较长的问题就无法得到有效解决。通过对电动汽车充电桩直流计量装置远程校验方式的灵活运用，能够对电流表存在的误差进行远程校验，远程监控分流器具有的二次负荷情况和计量表装置具有的异常情况。不仅能够使充电桩具有的计量计费精度更加准确，还能使校验工作具有的劳动强度得到大幅度降低，使工作效率全面提高的同时，提升电动汽车充电收费的公开水平。因此，电动汽车行业应该加强对充电桩直流计量装置远程校验方法的积极推广和灵活使用，能够在一定程度上为我国电动汽车充电桩电能计量装置管理工作朝着标准化和规范化方向发展提供积极帮助。

参考文献

[1] 李爱民.浅谈电动汽车充电桩直流计量装置远程校验方法[J].数码设计（下），2019（5）：170.

[2] 陈文，赵玉祥，孙佳琪.电动汽车充电桩远程监测评价方法的研究[J].仪表技术，2020（4）：29-32.

[3] 王定富，毛卓越，毛勇，等.电动汽车智能充放电控制及计量装置、系统及方法：CN：201811148449.7[P].2018-09-29.

[4] 于海波，李贺龙，王兴媛，等.一种确定电动汽车充电桩电能计量装置的计量误差的方法和系统：CN201811037730.3[P].2019-09-06.

[5] 杜法刚，刘新，李毅.一种基于电动汽车充电桩的直流电能表现场检测装置：CN201811239749.6[P].2018-10-24.

[6] 陈金鹰，邓鹏，卿琦，等.基于FPGA的电动车充电桩手机遥控装置及其控制方法：CN201811240831.0[P].2018-10-23.