EVSE基于标准的测试对确保安全和盈利功能的重要性
作者：Megger可再生能源行业总监Ahmed El Rasheed博士
 
电动汽车的采用在全球范围内是一个大趋势，尤其是在美国。大规模的联邦、州和私人投资正在推动美国各地充电器网络的指数级增长。这对现有电网造成了重大影响，并对发电需求产生了更大的需求。此外，大量的维护需求也在增加。这是来自E.V.内部的一篇文章：
“根据《汽车新闻》援引J.D.Power的电动汽车体验公共充电研究，充电失效的次数从2021年第一季度的15%增加到2022年第三季度的21%以上。在最糟糕的情况下，去年几乎有39%的充电器不成功。”
其他几份报告提供了类似的统计数据，指出需要定期进行现场测试。尽管大多数电动汽车供电设备（EVSE）都采用了提供远程遥测的最新技术，但仍需要进行现场测试。原则上，遥测数据应揭示危险和充电问题，而无需实际进入电动车辆供电设备。然而，正如报告所示，仅依靠远程遥测就导致电动汽车充电失效，几乎五分之二的情况都是如此。
手持仪器是检查电动汽车充电点的方便方法，是您定期维护计划的一部分。
因此，即使在安装后也有必要进行现场物理测试，以定期：
o检查安全和接触电压
o检查遥测是否正确
o检查功能是否正常（充电器响应正确）
o检查是否存在可能对本地供电和更宽电网产生负面影响的性能和干扰/谐波
这些现场定期检查有助于确保平稳、安全和高效的运营，带来巨大的投资回报率（ROI）。
 
现场测试
EVSE的测试应至少包括七项测试：四项安全测试、一项干扰跳闸检查和两项操作测试。因此，以安全检查为先的特定顺序进行测试至关重要。建议的测试包括：
1.保护接地：验证与保护接地的连接。
2.保护导体电阻：该测试验证充电器上暴露的金属制品是否有效连接到充电器插座或插头上的接地引脚。
3.接触电压测试：该测试确保在测试期间，接地不足不会将输出电压升高到危险水平。
4.跳闸时间：该测试检查接地故障断路器（GFCI）是否在适当的时间内工作，以保护设备损坏和人员免受伤害。
5.干扰跳闸测试：该测试检测外部电流，如长延长电缆的电容充电，这些电流可能是干扰跳闸的来源。
6.运行测试：
a.接近电路测试：这可确保接近电路正常工作。接近电路可防止车辆在充电过程中移动，这是一项明显的安全要求。
b.控制引导检查：该测试验证充电器和车辆之间通信的完整性。
一个好的检查工具，如Megger的EVCC300，见图1，将运行这些测试中的每一个，并提供通过/失效的结果。框架或接地导体上存在任何电压都是一个问题，因为这对用户来说是触电的直接风险。这是一项关键的安全测试，如果它显示存在电压，则必须在完成任何其他工作之前解决此问题。



图1：Megger EVCC300电动汽车充电器检查器
 
如果机架上存在电压，则检查保护接地连接及其电阻值可以确定此安全问题的原因。保护性接地连接的存在可以通过目视检查进行验证，但测量电阻值需要连续性电阻测量。该值越低，保护接地连接的质量越好。
 

图2：随着电动汽车需求的增加，充电站正在全国各地安装
 
大多数充电点都会安装安全断开装置，例如GFCI（接地故障断路器）。必须对这些设备进行检查和测试，以确保其正确运行。良好的GFCI将保护人员和设备免受故障电流的影响。还应测试它们，以确保它们不会在低于预期设置的情况下跳闸/断开，因为这可能导致错误跳闸（或干扰跳闸）。
在充电操作过程中，EVSE和电动汽车之间持续通信。但是，如果该通信因任何原因中断，则充电点必须停止供电。这是一项重要的安全预防措施，检查工具必须测试并提供合格/不合格结果。
充电点的功能由电动汽车和充电点之间的通信控制。因此，主要功能测试是对通信协议的检查。
充电点必须测试其接近导频（PP）信号。这是通知充电点是否存在电动汽车的通信信号。J1772控制导频信号协议是电动汽车和电动汽车供电设备之间的标准通信方法，详见表1。
然后，存在控制导频（CP）设置电流的若干设置，例如无电流、13A、20A、30A、50A、80A等。这决定了充电期间将提供的最大电流。CP是实现最高效、最安全充电的重要通信部件。为连接的电动汽车提供适当的电力至关重要，因为过多的电力会损坏电动汽车，过少的电力不会给电动汽车充电。此外，最好在电动汽车电池充电时减少电流，因为当电池达到100%容量时，充电电流的减少会限制过载、发热和损坏。
控制导频（CP）信号的另一个重要通信协议是充电状态。CP具有各种状态，如A（未连接车辆）、B（已连接但未准备好的电动汽车）、C（已准备好充电的电动汽车”）、D（已准备好在需要通风的情况下充电的电动车辆）和E（错误）。


表1:J1772控制试点状态


 
随后，对性能进行测试，以验证充电点是否提供了所需的电力并且具有可接受的质量。这需要一个具有电能质量分析的放电测试单元。
充电点可以是像350kW这样的高功率，也可以是只提供0.7kW的小型住宅单元，但在所有情况下都应该对电压和电流输出进行验证。放电测试仪通常用于测试电池并将其放电到已知负载上。然而，这些放电测试仪可用于测试电动汽车充电点本身。具有每次以相同方式表现的已知负载允许准确地确定随时间推移的任何退化或其他问题。
此外，根据谐波和失真对电能质量（PQ）进行分析也是良好维护实践的一部分。PQ分析是通过记录随时间变化的输出电流和电压来完成的。良好的PQ分析仪将自动检测和报告失真、相移和谐波等参数。这种电力验证可以确保客户获得他们支付的电力。质量分析有助于确定错误和安全断开的原因。
 
结论
使用正确的工具进行良好的测试对充电点的安全和正确操作至关重要。强烈建议在安装和维修后对充电点进行全面测试。大多数充电点都有传感器将信息发送回控制中心，但仍需要定期检查以确保传感器信息正确。因此，仍然建议将定期充电点检查作为维护程序的一部分。
未来几年将安装100多万个充电点，它们将为商业业主和公用事业公司提供良好的收入来源。但是，必须对其进行安装和维护，才能正常安全地工作。
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