电动汽车直流充电计量研究进展

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283
数字通信世界
2019.11
（接上页）驱动决策、生产、经营和监管。

5 结束语
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参考文献
[1] 仲磊.云计算、虚拟化对传统IT 架构带来的挑战[J].才智，2012（6）：62-63.
石油、煤炭等传统能源的紧缺状态及环境污染情况不断加剧，使得世界各国纷纷着手进行清洁能源的研发，其中电动汽车是一项最为典型的研发成果。

电动汽车将电能转换为动能的效率非常高，充电方式也非常符合人们使用汽车的习惯。

我国电动汽车充电网络不断完善，随之而来的是对充电计量的高关注。

1 电动汽车直流充电方式的研究进展
直流充电是电动汽车两大充电模式之一，还可分为常规充电和快速充电两种方式。

其中快速充电方式较为新颖，又可被称为直流大功率充电。

在使用充电桩对电动汽车进行充电时，功率可高达150kW ，充电速度较常规充电方式显著提高。

以特斯拉电动汽车为例，该汽车在使用交流模式进行充电时，主要以单相220V 、32A 或三相380V 、每相32A 的输出进行充电[1]。

而在使用直流快充时，通过由多个充电器组合而成的快充充电器，能够直接以120kW 的功率对汽车电池进行电能补充。

根据实际检测结果，在上述功率下，30min 的充电效率就能达到80%以上，足够特斯拉电动汽车正常行驶260km 。

被主要采用的常规充电方式主要是恒压和恒流充电两种，但就目前的技术发展情况看，以上两种充电方式均存在一定的弊端，会对电动汽车电池内部极板造成一定的损害，并加速电池极化。

快速充电方式包括脉冲、正负脉冲、变相电流或电压充电等，这几种充电方式的充电效率都要高于常规充电方法，但不稳定性也较高，因此还没有得到大面积的推广。

从当前的发展趋势看，无线充电可能成为未来电动汽车充电方式的主要研究方向，需要重点解决其充电效率有限的问题。

2 电动汽车直流充电计量的研究进展
2.1 电动汽车直流充电站的计量方法
电能计量系统和计费系统共同组成电动汽车直流充电站的计费系统。

电能计量方式有两种，一是直流充电桩计量法。

该方法应用于电动汽车充电站中直流充电桩上，当用户进行充电时，可自动进行电量计算，为费用结算和电站管理提供数据参考。

二是在直流充电桩的交流侧安装交流计量器的方法。

该方法能够对直流充电桩在使用过程中的耗能情况进行监测，以便制定合理的充电价格。

2.2 电动汽车直流计量电能表的研究现状
电能表是进行电能计量的主要装置，早在1880年，这一装置就被研究问世。

但当时的电能表本身存在很多不足，如体型庞大、计量精度不够、使用不便等。

随着技术的发展及相关研究的深入，电能表的属性和功能得到不断的更新和完善，现已经成为电动汽车直流电计量的主要装置之一，并发展形成两大类型。

一是以微控制部件及计量芯片为主要结构的电能表。

由计量芯片对充电电压、电流进行测量，并计算输送电能的大小。

而微型控制部件的作用是控制芯片的工作过程，保证检测信号的可靠性，并对一些附属功能进行调节。

市面上比较常见的为DJZY 型直流电能表，其电能计量精度可达到1.0级，但是此电能表的适用范围存在一定限制，不能满足全部电动汽车用户的需求。

二是将芯片作为主要架构的电能表，将MCU 、DSP 等芯片安装到电能表中，能够实现电能表的诸多性能。

芯片电能表的一大好处就是能根据电动汽车用户的实际需求，选择相应的芯片进行组装，灵活性大大增强，满足更多用户的要求。

芯片行业的发展极大带动了此类电能表的研发，例如DJZY102直流电能表。

但与传统的专用芯片相比，需要耗费更高的生产成本，目前，该类电能表的研究重点放在如何同时实现电能表的灵活性和经济性。

在我国，直流计量电能表的研究还有很长的路要走，与发达国家对相关领域的研究成果相比存在明显的差距，主要是受到我国芯片研发水平和电能表核心生产技术能力的限制。

电动汽车在我国发展迅速，生产电能表的企业也越来越多，但这部分企业大多只能满足低端市场的需求，高端电能表仍需要依靠进口。

已有学者提出将电动汽车直流充电计量计费设备相融合，打造一体化计量装置，以解决目前电能计量装置容易被恶意改动、计量计费不精确的问题，同时实现直流充电计量装置低成本、高精确度、高可靠性、适用灵活便利等优点。

在该计量装置的电能计量模块，以零磁通电流互感器取代传统的分流器采集电流信号，以电阻分压器采集电压信号，采用高性能芯片进行电流、电压信号的模拟，并传输到设备CPU 当中进行电能计量[2]。

该系统中还加入了时钟电路，提供计时、备用电源等工作，保证电动汽车在直流充电过程中信号采集、计算的安全性和精确性。

3 结束语
随着电动汽车行业的进一步发展，直流充电方式将凭借其高速、高效等优点成为主流的充电方式。

行业应加强对直流充电计量设备及系统的研究，提升电能计量的可靠性，满足更多用户需求，不断填充我国高端电能表市场。

参考文献
[1] 陆春光，袁健.一种应用于直流充电机计量计费一体装置研制[J].数字通信世界，2019（03）：12-14.
[2] 马志强.电动汽车直流充电计量研究及计量模块设计[D].重庆大学，2017.
电动汽车直流充电计量研究进展
朱李晰，李　燚
（嘉兴市计量检定测试院，嘉兴 314050）
摘要：电动汽车近年来已发展成一项朝阳行业，配套充电系统建设不断完善，电动汽车直流充电计量也成为行业研究的重点。

但从整体上来看，对充电计量的研究还非常有限，因此本文将对电动汽车直流充电计量的研究进展进行探析，了解行业发展情况，为相关人员提供参考。

关键词：电动汽车；直流电；充电计量doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2019.11.242中图分类号：TM933.4；U469.72 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2019）11-0283-01。