《GB/T 28569-2024 电动汽车交流充电桩电能计量》标准解读
一、标准概况
1.发布与实施信息:《GB/T 28569-2024 电动汽车交流充电桩电能计量》由国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会于 2024 年 9 月 29 日发布,将于 2025 年 4 月 1 日正式实施 。该标准归口于中国电力企业联合会,主管部门为国家标准委 ,由中国电力企业联合会提出,众多单位共同起草,包括中国电力科学研究院有限公司、中国计量科学研究院等。
2.替代情况:全面代替 GB/T 28569-2012《电动汽车交流充电桩电能计量》。与旧版相比,除结构调整和编辑性改动外,在范围、术语定义、接口、功能、整桩要求、计量模块要求等方面进行了主要技术更新,以适应电动汽车交流充电桩行业发展对电能计量的新需求。
3.适用范围:规定了电动汽车交流充电桩与电动汽车之间交流电能计量的技术要求、试验方法、检验规则。适用于公用型充电桩整桩电能计量的设计、制造、验收和使用,其他类型交流充电桩参照执行,为整个行业的电能计量提供了统一规范。
二、主要技术变化
1.范围更改:从交流充电桩整体计量性能出发对范围进行修改,更精准地界定了标准适用的对象和内容,明确聚焦于交流充电桩与电动汽车之间交流电能计量相关方面,使标准应用范围更清晰,避免模糊性。
2.术语和定义新增:新增“公用型充电桩”“总充电量”“费率金额”“附加金额”“计费金额”“总计费金额”“计量模块” 等术语和定义。如 “公用型充电桩” 定义为安装在公共区域,具备计量、计费功能且提供结算凭证的交流充电桩,这些定义为标准的理解和应用奠定了明确的概念基础。
3.接口增加:给出交流充电桩电能计量测试和涉及计量计费通信的接口要求,包括应具有与电动汽车充电储能系统传输交流电能的接口、用于传输电能和电费信息的通信接口,宜具有用于测量误差的电能脉冲输出接口和适用于虚负荷检测的强弱电接口,完善了充电桩的接口功能,便于充电桩与其他设备的连接和数据交互。
4.功能要求更改与新增
◦功能要求更改:从充电桩整体计量计费功能考虑,对“计量功能”“计费功能”“费率时段设置功能”“校时功能”“信息记录功能”“清零功能”“显示功能” 进行修改。如计量功能要求应具有计量分时段电能量功能,宜具有计量双向电能量功能;计费功能要求依据时间、电能、费率等计算计费金额,使功能要求更贴合实际使用需求,提高充电桩计量计费的准确性和实用性。
◦新增功能:增加充电回执功能,要求充电结算完成后提供电子或纸质充电回执,并明确回执内容;增加一致性要求,确保具有多种人机交互方式的充电桩计量计费信息一致;增加软件保护功能,包括防止误操作、欺诈和参数未经授权修改,提升充电桩使用的安全性和可靠性。
1.整桩要求增加:针对交流充电桩整体计量性能提出要求,具体增加“连接点位置”“铭牌”“测量范围”“准确度要求”“气候环境影响要求” 等方面内容。明确连接点位置要求,规定铭牌标识内容,规范测量范围和准确度等级,提出气候环境影响要求,使充电桩整体计量性能要求更全面,保障充电桩在不同条件下计量的准确性和稳定性。
2.计量模块要求增加:对充电桩内部使用的计量模块提出最基础的要求,如计量模块外壳应能被封印,只有破坏封印后才可能触及内部部件,从硬件层面保障计量模块的安全性和计量准确性。
3.部分内容删除:删除配置要求及安装位置、电能表要求、交流充电桩要求等旧版相关内容,使标准内容更加简洁,聚焦核心的电能计量相关要求。
三、关键要求解读
1.接口要求
◦电能传输接口:确保充电桩能与电动汽车充电储能系统稳定传输交流电能,是实现充电功能的基础,其性能直接影响充电效率和稳定性。
◦脉冲输出接口(宜有):便于通过输出电能脉冲进行测量误差,为充电桩的计量准确性检测提供了一种方式,可用于校验和校准充电桩的计量功能。
◦通信接口:用于传输电能、电费信息,实现充电桩与计费系统、管理平台等的数据交互,方便用户查询充电信息、计费结算,也便于运营方进行管理和监控。
◦虚负荷检测接口(宜有):适用于虚负荷检测,可在不进行实际充电的情况下对充电桩计量性能进行测试,提高检测效率和便捷性,降低检测成本。
1.功能要求
◦计量功能:分时段电能量计量功能满足不同时段电价政策需求,双向电能量计量功能(宜有)为未来可能的电能双向流动场景(如车辆向电网送电)预留接口,提高充电桩计量的灵活性和适应性。
◦计费功能:依据时间、电能、费率等准确计算计费金额,确保计费的公平合理,保障运营方和用户的利益。
◦费率时段设置功能:宜在非运行状态下设置时段,24h 内至少可设置 8 个时段,时段最小间隔为 15min,并可设置配套费率,满足不同地区、不同运营策略的需求,使计费方式更加多样化和灵活化。
◦校时功能:具有校时功能且不在充电过程中进行校时,保证计费时间的准确性,避免因时间误差导致计费错误。
◦信息记录功能:记录计量计费信息和事件记录,计量计费信息包括总充电电量、总计费金额、充电记录等,事件记录包括计量模块编程、清零、校时、外壳开启等信息,为运营管理、故障排查、数据分析提供详细数据支持,有助于提高运营效率和服务质量。
◦清零功能:在调试状态下可清除部分信息,禁止随意设定,且清零事件永久记录,保证计量计费数据的严肃性和可追溯性,防止数据被随意篡改。
◦显示功能:明确显示位数及分辨力要求,如电量显示单位为 kW・h,显示位数不少于 6 位,至少含 3 位小数;计费金额显示单位为元,显示位数不少于 6 位,至少含 2 位小数;当前时钟时刻显示分辨力不大于 1s。同时规定充电起始、过程、结束的显示内容,使充电信息清晰展示给用户,方便用户了解充电状态和费用情况。
◦充电回执功能:提供电子或纸质充电回执,明确回执内容,为用户提供充电凭证,增强用户对充电服务的信任,也便于后续的费用核对和纠纷处理。
◦一致性要求:确保多种人机交互方式下计量计费信息一致,避免因信息不一致给用户带来困扰,提高用户体验和服务质量。
◦软件保护功能:防止误操作、欺诈和参数未经授权修改,保障充电桩计量计费软件的安全性和稳定性,防止恶意篡改数据和非法操作,维护运营秩序和用户利益。
◦其他功能:充电过程中若无法正常计费,立即停止充电及计量计费并存储数据,功能恢复后重新开始,确保计费的准确性和完整性,避免计费错误和漏计。
1.整桩要求
◦连接点位置:根据连接点在充电桩或车辆处的不同情况,分别规定应符合 GB/T 18487.1-2023 的相关要求,且多个连接点应能单独计量,保证充电连接的规范性和计量的准确性,便于充电设施的统一管理和维护。
◦铭牌:应包含产品依据的计量标准、标称电压、最小电流、最大电流、脉冲常数、准确度等级等计量相关信息,多路充电接口输出时标明每路参数,方便用户和维护人员了解充电桩的基本性能和计量参数,便于选型、安装和维护。
◦测量范围:电压测量范围覆盖充电桩相关标准规定的输入电压波动范围,电流测量范围覆盖铭牌标识的最小电流和最大电流,确保充电桩在各种工作条件下都能准确测量电能,适应不同电网环境和充电需求。
◦准确度要求:包括基本误差限和影响量引起的误差改变限值。工作在参比条件时,电能基本误差不应超过相应准确度等级极限;影响量(如电压改变、频率改变、电压不平衡、自热、电磁兼容等)引起的百分数误差改变量不应超过限值,保证充电桩在不同工作条件下计量的准确性和稳定性,为公平计费提供可靠依据。
◦脉冲常数:测试输出的电能脉冲数与显示器指示的电能量变化关系应与铭牌标示的电能脉冲常数一致,是校验充电桩计量准确性的重要参数,通过检测脉冲常数可验证充电桩计量的准确性。
◦误差变差:同一测试点下,相邻测试结果间的最大误差变化的绝对值不应超过误差限值绝对值的 1/5,确保充电桩计量的稳定性和重复性,避免因计量波动导致计费不准确。
◦时钟时刻误差:具有分时计费功能的充电桩,时钟示值误差不应超过 5s,保证分时计费的时间准确性,避免因时钟误差导致计费错误,保障计费公平。
◦气候环境影响要求:在规定的正常工作温度范围和湿度条件下工作运行时,电能基本误差应满足要求,确保充电桩在不同气候环境下仍能准确计量,提高充电桩的环境适应性和可靠性。
1.计量模块要求:计量模块外壳应能被封印,防止未经授权的人员随意接触内部部件,保障计量模块的安全性和计量数据的准确性,防止人为破坏或篡改计量数据。
四、试验方法要点
1.试验参比条件:为检验充电桩准确度要求设定的条件,包括接地处理、测试时间、电能示值比例、电压电流要求、环境条件(温度、湿度、电压、频率等)、相序要求、波形要求、电磁环境要求等,同时规定充电桩校验装置准确度等级最低要求。严格的试验参比条件确保试验结果的准确性和可比性,使不同充电桩的测试结果具有统一标准。
2.计量接口及铭牌检查:通过目测检查充电桩外观和铭牌标识,确认是否符合接口和铭牌相关要求,是对充电桩基本信息和硬件接口的初步检查,确保充电桩标识清晰、接口完整。
3.功能检查:充电桩通电后,通过目视、模拟充电、软件抄读等方式检查各项功能,验证充电桩功能是否正常实现,确保充电桩具备标准要求的所有功能,满足实际使用需求。
4.准确度试验
◦基本误差试验:在规定试验参比条件下,将校验装置与被检充电桩同时测定的电能值相比较确定基本误差,测试点包括最小电流和最大电流。按校验原理分为实负荷校验法和虚负荷校验法,实负荷校验法通过充电桩输出脉冲或电能示值与校验仪比较确定误差;虚负荷校验法针对有虚负荷检测接线端子的充电桩,采用标准表法或瓦秒法比较电能值确定误差。校验过程中记录多次误差测定数据取平均值,确保误差测试的准确性。
◦自热影响试验:在试验参比条件下,充电桩额定功率运行,测试电能计量误差并画出误差变化曲线,试验至少进行 2h,直至准确度百分数误差变化满足要求,计算误差稳定前后改变值,评估充电桩在长时间运行过程中因自热对计量误差的影响,确保充电桩在连续工作状态下计量准确。
◦电压改变试验:在试验参比条件下,在电流范围内选负载点测试基本误差,再分别设置输入电压为 120% U_{b} 和 80\%U_{b} 测试同一负载点基本误差,计算误差改变值,检验电压波动对充电桩计量误差的影响,确保充电桩在电压不稳定情况下仍能准确计量。
◦频率改变试验:在试验参比条件下,选负载点测试基本误差,分别设置输入频率为 51Hz 和 49Hz 测试同一负载点基本误差,计算误差改变值,评估频率变化对充电桩计量误差的影响,保证充电桩在不同电网频率下计量准确。
◦电压不平衡试验:在试验参比条件下,选负载点测试基本误差,设置供电电压三相不平衡度为 5% 测试同一负载点基本误差,计算误差改变值,检验三相电压不平衡对充电桩计量误差的影响,确保三相供电充电桩在不平衡条件下计量准确。
◦电磁兼容试验:在试验参比条件下选 0.5 I_{max } 负载点测试基本误差,然后按 GB/T 18487.2-2017 进行电磁兼容试验,每项试验过程中测试基本误差,计算误差改变值,评估电磁环境对充电桩计量误差的影响,确保充电桩在复杂电磁环境下计量稳定可靠。
1.脉冲常数试验:在试验参比条件下,记录充电桩显示电能值和测试输出脉冲数,通过公式计算误差,检查试验结果是否符合要求且误差值是否在规定范围内,验证充电桩脉冲常数的准确性,确保充电桩计量的准确性。
2.误差变差试验:在试验参比条件下,充电桩在同一测试点重复测试 3 次,计算相邻测试结果差值绝对值,检查是否符合规定,评估充电桩计量的稳定性和重复性,保证充电桩计量结果的可靠性。
3.时钟时刻误差试验:在试验参比条件下,将充电桩显示时间与参考时钟比较,计算时钟时刻误差,检查是否符合规定,确保充电桩时钟时间准确,保证分时计费的准确性。
4.气候环境影响试验:在试验参比条件下,分别进行高温试验、低温试验、交变湿热试验。高温试验按 GB/T 2423.2 要求,在规定温度下运行测量基本误差;低温试验按 GB/T 2423.1 要求进行;交变湿热试验按 GB/T 2423.4 要求,在规定温度和循环次数下试验后测量基本误差,评估气候环境对充电桩计量误差的影响,确保充电桩在不同气候条件下计量准确可靠。
五、检验规则详解
1.检验分类:产品检验类别包括出厂检验、型式检验、验收检验。出厂检验由制造商对新生产的充电桩进行,确保产品出厂质量;型式检验由具有相关资质的检测机构负责,在产品定型鉴定或设计、材料、工艺更改可能影响性能时进行,全面评估产品性能;验收检验由客户自行负责或委托检测机构,对产品进行比照检查和试验,确保产品符合客户需求和标准要求。
2.检验项目:明确规定不同检验类型的检验项目,如出厂检验包括计量接口及铭牌检查、功能检查、基本误差试验、脉冲常数试验、误差变差试验、时钟时刻误差试验等;型式检验涵盖所有项目;验收检验包括计量接口及铭牌检查、基本误差试验、脉冲常数试验等。详细的检验项目设置确保对充电桩不同方面性能进行全面检测。
3.合格判定:被测产品对应检验类别的所有试验项目都符合要求后,才能判定此类别合格,否则判定为不合格,严格的合格判定规则保证了充电桩产品质量,只有通过所有相关检验项目的产品才能进入市场或投入使用。
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