一、充电桩计量的重要性

随着新能源汽车保有量的快速增长，公共充电基础设施建设也在加速推进。截至2024年底，全国充电桩保有量已超过1000万台。充电桩作为一种”计量器具”，其电能计量的准确性直接关系到消费者权益和运营商收益。

充电桩电流测量是电能计量的核心环节，其精度要求远高于普通电气设备。国家对充电桩的计量性能有严格的法规要求，分流器作为直流充电桩的主要电流检测元件，其选型和应用至关重要。

二、相关国家标准解读

2.1 JJG 1148-2018《电动汽车交流充电桩检定规程》

主要要求：

• 电能计量准确度等级：2.0级
• 电流测量误差：≤±2.0%
• 功率因数范围：0.5L~1.0~0.8C

2.2 JJG 1149-2018《电动汽车非车载充电机检定规程》

直流充电机（充电桩）计量要求：

• 电能计量准确度：1.0级
• 电流测量误差：≤±0.5%（10%~100%额定电流范围）
• 电压测量误差：≤±0.5%
• 最大允许示值误差：±1.0%

2.3 GB/T 29316-2012《电动汽车充换电设施电能质量技术要求》

对充电设施的谐波、功率因数等电能质量指标提出要求，间接影响电流测量方案的选择。

三、直流充电桩电流测量方案

3.1 分流器方案

分流器是目前直流充电桩最主流的电流测量方案：

优势：

• 精度高：可达0.2%级，满足1.0级计量要求
• 线性好：全量程线性误差小
• 长期稳定：无零点漂移问题
• 成本可控：相比霍尔传感器更经济

典型参数：

• 电流规格：250A、500A、750A（对应60kW、120kW、180kW充电桩）
• 额定压降：50mV或75mV
• 精度等级：0.2%或0.5%
• TCR：≤50ppm/℃

3.2 霍尔传感器方案

部分充电桩采用闭环霍尔传感器，优势是天然隔离，但成本较高，且存在零点漂移。

3.3 方案对比

四、分流器选型要点

4.1 电流规格匹配

根据充电桩功率等级选择：

• 60kW充电桩（750V/80A或500V/120A）：选用150A或200A分流器
• 120kW充电桩（750V/160A或500V/240A）：选用250A或300A分流器
• 180kW及以上：选用400A或500A分流器
• 预留20%裕量应对峰值电流

4.2 精度等级

根据JJG 1149要求，电流测量误差≤±0.5%，建议选用0.2%级分流器，为系统其他误差源留出余量。

4.3 温度系数

充电桩工作环境温度范围宽（-20℃至+55℃），TCR应≤50ppm/℃，推荐≤30ppm/℃。

4.4 长期稳定性

计量器具要求定期检定，分流器的年漂移应<0.05%，确保检定周期内精度稳定。

4.5 过载能力

充电桩可能遇到短时过流，分流器应能承受1.2倍额定电流持续运行，2倍额定电流短时过载。

五、系统设计要点

5.1 信号调理电路

• 采用四端子连接，消除接触电阻影响
• 使用隔离运放或隔离ADC，实现高低压隔离
• ADC分辨率≥16位，推荐24位Σ-Δ型ADC

5.2 软件算法

• 温度补偿：采集分流器温度，修正阻值
• 数字滤波：去除噪声，提高信噪比
• 量程切换：大小电流自动切换量程（如有必要）

5.3 EMC设计

• 电压感应线使用屏蔽线
• PCB合理布局，数模分离
• 增加适当的滤波电路

5.4 可靠性设计

• 分流器安装牢固，接触良好
• 考虑散热设计，避免过热
• 防护等级满足户外要求（如IP65）

六、检定与校准

6.1 首次检定

充电桩出厂前需经过计量检定机构首次检定，检定项目包括：

• 电流测量误差
• 电压测量误差
• 电能示值误差
• 时钟误差

6.2 周期检定

根据规程要求，直流充电机检定周期为2年，需定期送检或现场检定。

6.3 校准建议

• 使用标准分流器进行比对校准
• 多点校准（10%、50%、100%额定电流）
• 不同温度点校准（如有条件）

七、市场趋势与展望

7.1 大功率充电

随着800V高压平台车型普及，超级充电桩功率向480kW甚至更高发展，对分流器的电流规格和散热能力提出更高要求。

7.2 液冷充电

液冷充电枪和液冷充电桩的应用，改变了充电桩的热管理方式，分流器的选型和安装也需要相应调整。

7.3 智能化

充电桩与车辆、电网的互动更加智能化，对电流测量的实时性和精度要求持续提升。

八、总结

充电桩作为计量器具，其电流测量精度受到严格的法规约束。分流器以其高精度、低成本、长期稳定的特点，成为直流充电桩电流检测的主流方案。在实际应用中，需要根据充电桩功率等级、工作环境、计量要求等因素综合选型，并在系统设计中注意信号调理、EMC防护、散热等细节，确保满足国家标准要求，保障消费者权益。