一种非车载充电机电能检定方法与流程

[0001]
本发明涉及一种非车载充电机电能检定方法，属于非车载充电机电能检定技术领域。


背景技术：

[0002]
受非车载充电机结构设计影响，现有非车载充电机强制检定仅支持实负荷检定方式，其原理是在非车载充电机和电动汽车(或模拟电动汽车的负载)之间插入现场校验仪(即标准电能表)，比较标准电能表与非车载充电机内直流电能表的电能量，以标准电能表计量的电能值为准，确定充电设备计量是否准确。
[0003]
但实负荷检定通过负载箱模拟电动汽车充电进行检定，检定过程能耗巨大，负载箱体积大、质量大，不便运输，人力和物力成本较高，且检定效率低下，无法支撑和满足未来不断增长的非车载充电机的建设需求和周期检定要求。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种与非车载充电机内直流电能表内部电压、电流线路连接的检定枪座；检定枪座的线路与直流电能表内部线路，构成供电回路，满足虚负荷检定条件；实现不开桩虚负荷检定的检定效率高，检定成本低的非车载充电机电能检定方法。
[0005]
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
[0006]
一种非车载充电机电能检定方法，包括以下步骤：
[0007]
第一步，装配与非车载充电机内直流电能表内部电压、电流线路连接的检定枪座；
[0008]
检定枪座的线路与直流电能表内部线路构成供电回路；
[0009]
第二步，通过虚负荷方法进行检定；
[0010]
具体包括以下内容：
[0011]
将非车载充电机关闭；从非车载充电机外部将测试功率源插入检定枪座，测试功率源的接头与检定枪座面板的辅助电源端子相连接；测试功率源通过检定枪座给非车载充电机内直流电能表的电压、电流线路供电，形成电流回路；构成虚负荷检定条件；实现不开桩虚负荷检定。
[0012]
本发明设置与非车载充电机内直流电能表内部电压、电流线路连接的检定枪座；检定枪座的线路与直流电能表内部线路，构成供电回路，满足虚负荷检定条件；实现不开桩虚负荷检定，检定效率高，检定成本低。
[0013]
作为优选技术措施：
[0014]
所述检定枪座的线路与直流电能表内部线路相连接：
[0015]
将检定枪座的管脚a+、管脚a-与直流电能表的电压正端、负端分别连接；
[0016]
检定枪座的管脚dc+、管脚dc-与直流电能表的电流正端、负端分别连接。
[0017]
作为优选技术措施：
[0018]
将检定枪座面板上辅助电源正端、负端管脚与直流电能表的辅助电源正端、负端分别连接；
[0019]
检定枪座的管脚s+、管脚s-与直流电能表中一路rs485a端、rs485b端分别连接；
[0020]
检定枪座的管脚cc1、管脚cc2与直流电能表的脉冲输出正端、负端分别连接，
[0021]
检定枪座的管脚pe与非车载充电机接地线连接。
[0022]
作为优选技术措施：
[0023]
所述直流电能表为能够单独封印的一体式直流电能表，所述一体式直流电能表设置电能脉冲信号输出口、双路rs485通讯口。本发明在非车载充电机中创新采用一体式直流电能表，代替直流电能表和分流器的组合计量方案，避免了检定过程中由于大电流和大电压的功率效应使大电流分流器发热严重造成的精度影响。
[0024]
本发明的电能表计量一体化的设计结构便于对充电机内置计量器具的封印管理，满足了检定规程对电能表或计量模块的封印管理要求，解决了原计量方案封印要求难以执行的难题。
[0025]
作为优选技术措施：
[0026]
所述一体式直流电能表通过内置电流传感器替代原外部分立的分流器进行电流采样，将原分立的间接式直流电能表和分流器的计量功能集成于一体，实现了直流大电流下直流电能的直接计量，避免了检定过程中由于大电流和大电压的功率效应，使大电流分流器发热严重造成的精度影响，提升了计量的精准性，同时便于对其进行封印管理。
[0027]
作为优选技术措施：
[0028]
所述一体式直流电能表通过增加散热面积和减少电流线路阻抗对电流采样回路进行性能优化，减少采样元件发热，保证了一体式直流电能表的良好的热稳定性，提升了计量的精准性，同时便于对其进行封印管理。
[0029]
作为优选技术措施：
[0030]
非车载充电机电能检定方法采用标准高频脉冲数预置法计算基本误差，其具体包括以下内容：
[0031]
步骤一，检验时由现场校验仪和被检充电机在同一负荷下同时工作，现场校验仪采用虚负荷检定法进行检定，即由现场校验仪(虚负荷源)实时输出测试电压、测试电流给非车载充电机内的直流电能表(一体式内置电能表)，让被检的直流电能表转动；
[0032]
步骤二，现场校验仪通过可编程脉冲输出模块对基准频率进行预分频，将设定的功率值转换成标准高频脉冲数m输出，同时装置接收被检的直流电能表输入的n个低频脉冲，被检的直流电能表低频脉冲和标准高频脉冲都传输至误差计算模块，将m作为实测高频脉冲数，再与装置预先算定的脉冲数m0进行比较，得到被测的直流电能表的相对误差γ(％)。
[0033]
作为优选技术措施：
[0034]
所述被测的直流电能表的相对误差的计算公式为：
[0035][0036]
[0037][0038]
式中：c
h0
——现场校验仪预设高频脉冲常数，imp/kwh；
[0039]
c
l
——被测的直流电能表的低频脉冲常数，imp/kwh；
[0040]
u、i：检定时标准源设定输出电压、电流满量程值。
[0041]
由公式(3)可知，直接影响被检充电机误差值大小的决定因素在于现场校验仪施加的电压u与电流i值和被检充电机上所反馈的电压u和电流i之间的误差。被检充电机上的显示电压和电流的大小与真实值之间的误差越大，则整体检定的误差值则越大。这就要求在整个检定过程中，务必减少电压电流在中间传输过程中的无意义的损耗，以免造成检定结果的偏差过大，导致整体检定效益低下。
[0042]
作为优选技术措施：。
[0043]
检定过程误差计算公式为：
[0044]
u＝u1+u1
÷
ru*r1
………………………………………………
(4)
[0045]
电压误差
[0046]
其中：
[0047]
u、i为非车载充电机枪头检定点检测电压电流值；
[0048]
ru、r1为检定过程中内置电能表电压采样内阻和电压采样接线的阻值；
[0049]
u1为非车载充电机电能表采样的电压值。
[0050]
根据公式(5)可知：电压采样线电阻r1的阻值越小，电压采样线对温度的敏感性越低，耐压性越高，则电压检测的误差越低，基本可以消除由于该误差因素的影响。
[0051]
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0052]
本发明设置与非车载充电机内直流电能表内部电压、电流线路连接的检定枪座；检定枪座的线路与直流电能表内部线路，构成供电回路，满足虚负荷检定条件；实现不开桩虚负荷检定，检定效率高，检定成本低。
附图说明
[0053]
图1为本发明直流虚负荷检定枪座面板；
[0054]
图2为本发明线路连接示图；
[0055]
图3为本发明非车载充电机虚、实负荷比对实验室测试结果(标准装置)。
[0056]
附图标记说明：
[0057]
1、检定枪座；2、枪头；3、测试功率源；4、电机控制器；5、一体式直流电能表；6、电压采样线；7、检定点；8、整流单元。
具体实施方式
[0058]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0059]
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修
改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
[0060]
如图1-2所示，一种非车载充电机电能检定方法，包括以下步骤：
[0061]
第一步，装配与非车载充电机内直流电能表内部电压、电流线路连接的检定枪座1；
[0062]
检定枪座的线路与直流电能表内部线路构成供电回路；
[0063]
第二步，通过虚负荷方法进行检定；
[0064]
具体包括以下内容：
[0065]
将非车载充电机关闭；从非车载充电机外部将测试功率3源插入检定枪座，测试功率源的接头与检定枪座面板的辅助电源端子相连接；测试功率源通过检定枪座给非车载充电机内直流电能表的电压、电流线路供电，形成电流回路；构成虚负荷检定条件；实现不开桩虚负荷检定。
[0066]
本发明设置与非车载充电机内直流电能表内部电压、电流线路连接的检定枪座；检定枪座的线路与直流电能表内部线路，构成供电回路，满足虚负荷检定条件；实现不开桩虚负荷检定，检定效率高，检定成本低。
[0067]
本发明一种线路连接示图：
[0068]
本发明的非车载电路设置整流单元8、电机控制器4、与非车载充电机内直流电能表处的电压线并接的电压采样线6。
[0069]
本发明在充电枪的枪头2内设置与非车载充电机内直流电能表处的电压线并接的电压采样线6，实现非车载充电机的实际计量点与现场校验仪的检定点保持完全一致的要求，避免了以往枪线上电压降的影响，且更贴合计量点设置要求。
[0070]
本发明电能表一种具体实施例：
[0071]
所述直流电能表为能够单独封印的一体式直流电能表5，所述一体式直流电能表5设置电能脉冲信号输出口、双路rs485通讯口。本发明在非车载充电机中创新采用一体式直流电能表，代替直流电能表和分流器的组合计量方案，避免了检定过程中由于大电流和大电压的功率效应使大电流分流器发热严重造成的精度影响。
[0072]
本发明的电能表计量一体化的设计结构便于对充电机内置计量器具的封印管理，满足了检定规程对电能表或计量模块的封印管理要求，解决了原计量方案封印要求难以执行的难题。
[0073]
所述一体式直流电能表通过内置电流传感器替代原外部分立的分流器进行电流采样，将原分立的间接式直流电能表和分流器的计量功能集成于一体，实现了直流大电流下直流电能的直接计量，避免了检定过程中由于大电流和大电压的功率效应，使大电流分流器发热严重造成的精度影响，提升了计量的精准性，同时便于对其进行封印管理。
[0074]
所述一体式直流电能表通过增加散热面积和减少电流线路阻抗对电流采样回路进行性能优化，减少采样元件发热，保证了一体式直流电能表的良好的热稳定性，提升了计量的精准性，同时便于对其进行封印管理。
[0075]
本发明计算基本误差的一种具体实施例：
[0076]
非车载充电机电能检定方法采用标准高频脉冲数预置法计算基本误差，其具体包
括以下内容：
[0077]
步骤一，检验时由现场校验仪和被检充电机在同一负荷下同时工作，现场校验仪采用虚负荷检定法进行检定，即由现场校验仪(虚负荷源)实时输出测试电压、测试电流给非车载充电机内的直流电能表(一体式内置电能表)，让被检的直流电能表转动；
[0078]
步骤二，现场校验仪通过可编程脉冲输出模块对基准频率进行预分频，将设定的功率值转换成标准高频脉冲数m输出，同时装置接收被检的直流电能表输入的n个低频脉冲，被检的直流电能表低频脉冲和标准高频脉冲都传输至误差计算模块，将m作为实测高频脉冲数，再与装置预先算定的脉冲数m0进行比较，得到被测的直流电能表的相对误差γ(％)。
[0079]
本发明计算相对误差的一种具体实施例：
[0080]
所述被测的直流电能表的相对误差的计算公式为：
[0081][0082][0083][0084]
式中：c
h0
——标准电能表预设高频脉冲常数，imp/kwh；
[0085]
c
l
——被测的直流电能表的低频脉冲常数，imp/kwh；
[0086]
u、i：检定时标准源设定输出电压、电流满量程值。
[0087]
由公式(3)可知，直接影响被检充电机误差值大小的决定因素在于现场校验仪施加的电压u与电流i值和被检充电机上所反馈的电压u和电流i之间的误差。被检充电机上的显示电压和电流的大小与真实值之间的误差越大，则整体检定的误差值则越大。这就要求在整个检定过程中，务必减少电压电流在中间传输过程中的无意义的损耗，以免造成检定结果的偏差过大，导致整体检定效益低下。
[0088]
本发明计算过程误差的一种具体实施例：。
[0089]
检定过程误差计算公式为：
[0090]
u＝u1+u1
÷
ru*r1
………………………………………………
(4)
[0091]
电压误差
[0092]
其中：
[0093]
u、i为非车载充电机枪头检定点7检测电压电流值；
[0094]
ru、r1为检定过程中内置电能表电压采样内阻和电压采样接线的阻值；
[0095]
u1为非车载充电机电能表采样的电压值。
[0096]
根据公式(5)可知：电压采样线电阻r1的阻值越小，电压采样线对温度的敏感性越低，耐压性越高，则电压检测的误差越低，基本可以消除由于该误差因素的影响。
[0097]
本发明的一种应用实施例：
[0098]
在充电机箱体外部装设检定枪座面板(如图1)。直流虚负荷检定枪座的管脚定义
如表1所示。参照表1定义将检定枪座和直流电能表内部电压、电流等线路预先连接。具体如图2，将a+、a-管脚与直流电能表的电压正端、负端分别连接。dc+、dc-管脚与直流电能表的电流正端、负端分别连接。
[0099]
面板上辅助电源正端、负端管脚与直流电能表的辅助电源正端、负端分别连接。s+、s-管脚与直流电能表中一路rs485a端、rs485b端分别连接，cc1、cc2管脚与直流电能表的脉冲输出正端、负端分别连接，pe管脚与非车载充电机接地线连接。
[0100]
虚负荷检定时，将非车载充电机关闭，从非车载充电机外部将测试功率源插入检定枪座，将辅助电源插入面板的辅助电源端子，即可通过虚负荷检定枪座和辅助电源端子给非车载充电机内直流电能表的电压、电流和辅助电源回路供电，构成虚负荷检定条件，实现不开桩虚负荷检定。
[0101]
表1直流虚负荷检定枪座定义
[0102]
标识符号功能dc+直流电流+dc-直流电流-s+485as-485ba+直流电压+a-直流电压-cc1脉冲+cc2脉冲-pe保护接地
[0103]
本发明的试验对比实施例：
[0104]
本发明依据jjg 1149-2018《电动汽车非车载充电机》，按照非车载充电机检定的要求，用虚负荷检定方式、实负荷检定方式对非车载充电机的电能误差进行了比对验证测试。试验中保证虚负荷测试点与实负荷测试点一致，通过串接现场校验仪作为标准器保证两组实验标准器一致。非车载充电机测试结果见表2。
[0105]
表2非车载充电机虚、实负荷比对测试结果
[0106][0107]
由表2、图3可知，非车载充电机虚、实负荷比对试验差值最大点出现在(500v、100a)和(350v、60a)测量点，修约前实、虚负荷平均误差差值为0.06％，修约后差值为0.1％，其余测量点误差修约后为0，对于1级桩来说0.1％的误差不会影响桩检定结果的评定。
[0108]
对比非车载充电机虚负荷检测和实负荷检测的现场测试设备尺寸、重量和测试时间，如表3所示：
[0109]
表3非车载充电机虚负荷和实负荷检定设备对比
[0110][0111]
由表3可知，虚负荷检定方式在设备尺寸、重量及测试时间上均较实负荷检定方式均有明显的缩减，在设备便携性和检测效率上较实负荷检定方式均有较大提升。
[0112]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。