充电桩行业发展背景

随着新能源汽车保有量的快速增长，充电基础设施建设成为支撑产业发展的关键环节。根据国家能源局数据，截至2024年底，全国充电桩数量已超过800万台，其中直流快充桩占比持续提升。直流充电桩以其充电速度快（通常30分钟可充至80%）的优势，成为公共充电场景的主流选择。

在直流充电桩中，电流检测是实现精准电能计量的核心环节，直接关系到充电费用结算的公平性和用户体验。本文将深入探讨直流充电桩中电流检测的技术要求和分流器应用方案。

一、直流充电桩的工作原理

1.1 系统组成

直流充电桩主要由以下部分组成：

• 整流模块：将三相交流电转换为直流电
• DC-DC变换模块：调节输出电压以匹配不同车型需求
• 计量模块：精确计量充电电能
• 充电控制器：与车辆BMS通信，控制充电过程
• 人机交互界面：显示充电信息，支持支付等功能

1.2 充电过程

直流充电过程通常分为几个阶段：恒流预充电、恒流快充、恒压充电、涓流充电。在恒流快充阶段，电流可达数百安培，对电流检测元件提出了较高要求。

二、电能计量的技术要求

2.1 法规标准要求

电动汽车充电桩作为贸易结算设备，必须符合国家计量法规要求。主要标准包括：

• JJG 1148-2018《电动汽车交流充电桩检定规程》
• JJG 1149-2018《电动汽车非车载充电机检定规程》
• GB/T 29318-2012《电动汽车非车载充电机电能计量》

根据上述标准，直流充电桩电能计量准确度等级应达到1.0级，部分高端产品可达0.5级。

2.2 环境适应性要求

充电桩通常安装在室外或半室外环境，需要在以下条件下正常工作：

• 工作温度：-40℃~+70℃
• 相对湿度：≤95%RH（不结露）
• 抗电磁干扰：满足GB/T 17626系列标准

三、分流器在充电桩中的应用

3.1 分流器选型要点

直流充电桩用分流器的选型需要考虑以下因素：

额定电流：根据充电桩功率等级选择。以240kW超充桩为例，最大输出电流约600A，分流器额定电流应选择750A或1000A规格。

电阻值：典型值在50μΩ~200μΩ范围内。电阻值的选择需平衡测量精度和功耗。

温度系数：应选择低TCR材料（≤±50ppm/℃），以保证宽温度范围内的测量精度。

安装方式：可选螺栓安装、焊接安装或PCB贴装等方式，根据充电桩内部结构选择。

3.2 一体化计量方案

为简化充电桩设计，目前市场上出现了分流器与计量芯片一体化的直流电能表产品。以某品牌300A一体化直流电能表为例，其特点包括：

• 内置高精度分流器，无需外部电流互感器
• 计量精度达到1.0级
• 支持多种通信协议（Modbus-RTU、DL/T 645等）
• 体积紧凑，便于充电桩集成

3.3 安装与接线要点

分流器在充电桩中的安装应注意：

• 位置选择：安装在充电输出回路的负极侧，远离热源
• 接触电阻：确保铜排连接牢固，减小接触电阻
• 采样线布线：采样线应远离功率线缆，使用双绞屏蔽线
• 散热设计：预留足够散热空间，必要时增加散热片

四、充电桩电能计量的挑战与对策

4.1 动态电流测量

在充电过程中，电流并非恒定值，而是随充电状态不断变化。特别是在启动、停止和充电模式切换时，电流变化较为剧烈。电流检测系统需要具备足够的动态响应能力，以准确捕捉这些变化。

4.2 谐波影响

充电桩整流器产生的谐波电流会影响电能计量精度。测量系统应具备一定的谐波分析能力，或通过滤波等手段抑制谐波影响。

4.3 温度漂移补偿

户外充电桩面临较大的温度变化范围。高质量的分流器本身具有低温漂特性，同时可通过内置NTC传感器监测分流器温度，在软件中进行实时补偿，进一步提高测量精度。

五、超级充电与未来趋势

5.1 超充技术发展

为缩短充电时间，超级充电技术正在快速发展。800V高压平台和液冷超充技术使得充电功率突破480kW甚至更高，充电电流可达600A以上。这对分流器的功率容量和散热设计提出了更高要求。

5.2 智能化与网联化

未来的充电桩将更加智能化和网联化。计量数据将与云平台实时同步，支持远程监控、故障诊断和预测性维护。分流器作为关键测量元件，其可靠性和稳定性至关重要。

结语

电能计量是充电桩的核心功能之一，分流器作为电流检测的关键元件，其性能直接影响计量准确性和用户体验。赛峰电子针对充电桩应用开发了系列化高精度分流器产品，具有低温漂、高稳定性、易于集成等特点，已在国内多家充电桩企业得到批量应用。