电动车充电桩能耗实时监测解决方案
一、背景
随着新能源汽车的快速发展，像特斯拉、BYD、蔚来、小鹏和理想等品牌的电动汽车在我们的日常生活中越来越多了，可见电动汽车如今已逐渐被我们所认可了。同汽油车需要加油一样，电动汽车需要充电，如此一来，电动汽车的弊端（续航里程短、充电时间长等）也就日益凸显了。对此，只有优化充电桩的各项性能，缩短充电时长，改进对充电桩的使用体验，提升其便利性，才能为电动汽车的普及打下坚实基础。
但目前，供电公司对于电动汽车充电站和停车场充电桩设备的实时能耗没有有效的监测手段，其只能监测到充电站或停车场充电桩总表的电量信息，而不能监测到总表后面各设备的用电情况。在这种情况下，一个在新能源汽车连接充电桩的充电过程中，可检测、记录充电桩能耗的设备应运而生。
二、方案
| 硬件支持
■ HVshunt
主要特点：
• 可用于电动和混合动力车辆；
• 可不破线进行测试；
• 高压输入高达1500VDC；
• 客户专用插头，用于连接高压网络；
• 内置高压转换模块；
• 可直连至SENS模块。
主要参数：
• 工作电压：9~36V；
• 符合CAT Ⅰ标准应用：±1000VDC；
• 符合CAT Ⅱ标准应用：600VAC@50…60Hz；
• 高压测量范围：±1500VDC；
• 电流测量范围：600VAC@50…60Hz（可定制选择范围）。
■ IPETRONIK M-SENS3 8
主要特点：
• 测量模式：每个通道输入可自由选择电压、电流、频率；
• 8通道传感器激励（单双极15V）；
• 测量数据输出到CAN FD；
• 电气隔离（输入，CAN，电源，外壳）；
• 专为发动机舱应用而设计；
• 坚固耐用的紧凑型模块，适用于恶劣环境。
主要参数：
• 工作电压：6~59V；
• 功耗：2.7W；
• 通道采样率：2/5/10min，1/2/5/10/100/200/500/1000/5000Hz；
• 传感器电压测量范围：±0.01/0.02/0.05/0.1/0.2/0.5/1/2/5/10/25/100V；
• 传感器电流测量范围：0~20mA，±20mA；
• 频率测量范围：0~200Hz。
| 设备连接
| 方案优势
■ 国内现行的标准《GB/T 27930-2023 非车载传导式充电机与电动汽车之间的数字通信协议》规定了非车载充电机与电动汽车之间CAN总线系统的基本参数。依据该协议且为了保证充电过程的可靠性，充电CAN必须是一路独立的专用通讯线路。该总线系统采用CAN2.0B 29位扩展标识符，位分配符合SAE J1939-21:2006里的规定。物理层符合ISO 11898-1:2003、SAE J1939-11:2006中关于物理层的规定。而我们的设备支持该协议，也可满足上述要求。
■ 在电动车充电时，充电桩和汽车会不停的交换数据，而串联入我们的HVshunt 2之后，不仅没有影响汽车正常充电通信，同时还可采集CAN信号，实现报文的实时存储和分析。
■ HVshunt 2设备内置有高压隔离模块，可测高压电压和高压电流。整套能耗采集设备引出两路CAN，一路传输SENS模块采集的电压电流等CAN信号。
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