电动汽车直流充电桩电能计量方案

电动汽车由于其节能环保的特性，成为各国政府节能减排的理想选择。电动汽车的全面普及已是大势所趋。而电动汽车充电设施的计量准确可靠，关系到计费结算能否公平公正，是影响电动汽车普及的一个关键因素。电能表作为直流充电桩重要的电能计量仪表，被赋予商业充电服务公平可靠的重任。

 

 

 

 

▌直流充电桩电能计量方式

首先，直流充电桩从交流输入侧到直流输出侧经历了整流变换，这些器件是发热器件，期间损耗1.2%以上，从公平角度应选择直流输出侧计量，这就是为什么直流充电桩需要用到直流电能表。

由于，通过积分功率值才能得到电能值，而功率值是电压与电流相乘，于是，电能表要实现测电流。此外，充电桩测电流，主要通过两种电流传感器：分流器和霍尔传感器。

❶分流器实际就是一个阻值很小的电阻，当有直流电流通过时，产生压降。把大电流转换成mV级电压信号。分流器造价低，但不隔离。

❷霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，通过放大电路，可以把交直流电流变换成0~5v或0~20mA的小信号。隔离输出，精度优于1%，但造价略高。

 

 

 

 

以目前的行业技术水平，直流充电桩的电能计量方案，可以划分为以下四种：

方案1：芯片级方案

主控板通过计量芯片实现控制和计量功能，无需额外直流电能表。此方案需要设计者具备全面的计量产品设计知识，难度较大，且需考虑计量部分如何施加铅封问题。不易通过计量认证。

方案2、模块级方案

采用第三方计量电路模块，主控板读取模块电能信息作为充电消费的电能。与方案1相比设计难度降低，同样不易通过计量认证。

方案3、使用专用直流电能表方案

采用独立的直流电能表作为计量依据，主控板读取直流电能表电能作为充电消费电能。此方案中的直流电能表可选择已通过计量认证的产品，符合计量法规要求，是典型方案。

方案4、使用计费控制一体化智能直流电能表方案

直流电能表除具有电能计量功能外还具有充电控制功能，作为充电桩的核心元件。此方案需要智能型直流电能表，对表计厂家要求高。

总结：由于方案1、2、4受限于计量法规和实际技术发展，并不常见。目前较常用的是方案3。

 

 

 

 

▌直流电能表方案

瑞银电子一体式直流智能电能表，是专为充电桩等直流计量场景开发的新一代产品。该表采用分流器和电能表一体式设计，具有计量准确度高、体积小巧、接线方便、通信兼容性强、功能丰富等特点，可实现分流器和电能表整体封印，是直流充电桩行业流行的计量产品。

 

 

 

 

▲一体化直流电能表对比其他3种直流电能表

●分流器一体化设计

采用分流器和电能表一体式设计，具有计量精度高、体积小巧、接线方便、通信兼容性强、功能丰富等特点，可实现分流器和电能表整体封印。

●功耗低/发热低

通过内置高精度低温漂锰铜分流器、分层电路设计、采用功能芯和计量芯分离方案等技术，克服了传统直流大电流计量发热严重，功耗大的缺点。

●通信方式多样

电能表配置 RS485 通信接口，可用于参数设定和各类数据抄读。通信协议符合 DL/T 645-2007 和 DL/T 698.45 部分协议及扩展协议。

 

 

 

 

 

●DJZ1226系列一体化直流电能表（国内）选型

 

型号	准确度等级	最大电流Imax	最小电流 Imin	起动电流Ist	参比电流In	备注	参考	大客户报价
J5003-AQA	CL.0.5	300A	1.0A	0.2A	100A	J5003-AQB扩版，等级升为0.5	图1	报价请咨询：18042002123（同微信）
J5003-AQB	CL.1.0	300A	2.5A	0.2A	50A		图1
J5003-AQH	CL.0.5	400A	1.0A	0.2A	100A	J5003-AQA扩版，最大电流升为400A	图1
J5003-AQI	CL.0.5	250A	1.0A	0.2A	100A	接口为接插件形式	图2
J5003-AQK	CL.0.5	300A	1.0A	0.2A	100A	为J5003-AQI扩版，最大电流升级为300A	图2
J5003-AQM	CL.0.5	300A	1.0A	0.2A	100A	为J5003-AQK扩版，增加Modbus协议	图2
J5015-AQN	CL.1.0	600A	2.5A	0.2A	50A	超充桩用	图1
J5015-AQP	CL.0.5	600A	1.0A	0.2A	100A	超充桩用	图1

 

 

   ●该系列有两种接线图

 

图1 （参考图&接线）	图2（参考图&接线）

J5003-AQA、J5003-AQB、J5015-AQN、J5003-AQH、J5015-AQP	J5003-AQI、J5003-AQK、J5003-AQM、

 

 

总之，充电桩电能计量，最广泛最合适的就是使用专用直流电能表，并且随着技术的不断发展和应用场景的扩大，一体化直流电能表，在充电桩等行业的应用前景，将越来越广泛。

审核编辑 黄宇