摘要：阐述了直流充电桩现场检测的意义、直流充电桩的特点及组成，研究总结了现场检测项目及标准、阐述了检测设备及检测步骤，并结合实际经验总结了直流充电桩常见的问题，导致现场问题的主要原因是软硬件和管理维护问题，需要各方共同努力解决这些问题。
关键词：电动汽车；直流充电桩；互操作性；现场检测；
引言
随着电动汽车及充电桩的普及，电动汽车充不上电、充不满电、出现充电安全事故的情况时有发生，为了确保安装在现场的直流充电桩能够安全、稳定、可靠地工作，防止事故的发生，就需要了解现场充电桩存在的具体问题，这就需要对其进行现场检测。
1 直流充电桩现场检测的意义
随着电动汽车的推广，车主们对充电桩的需求也随之增加。为了对直流充电系统、充电接口和通信协议进行全面规范和完善，国家制定了一系列标准。目前，直流桩标准包含了充电系统、充电接口、通信协议的国家标准及其相关检测试验方面的能源局标准[1]。但标准的不完善，厂家对标准的理解和执行不到位等种种原因，导致目前现有投运的充电桩仍然经常出现充不上电、充不满电、甚至出现安全事故的现象。因此对直流充电桩实施现场检测是有利于及时发现并解决安全隐患，保障使用者安全，提升充电体验的重要手段，也有利于电动汽车产业健康发展。
2 直流充电桩检测
2.1直流充电桩的特点及组成
直流充电桩相比交流充电桩的优势在于充电功率大，充电速度快，可节省车主充电等待时间。目前市面上常见的直流充电桩功率有：60 kW、120 kW、150 kW、180 kW、240 kW。按照充电桩的结构形式，直流充电桩分为，一体式直流充电桩和分体式直流充电桩。其主要由功率单元（交直流转换单元）、计费控制单元、充电控制器、计量表计、充电接口（充电枪）、人机交互界面等部分组成。
2.2直流充电桩现场检测项目及标准
由于目前尚无现场检测的统一标准，笔者根据现场检测的目的及特点，研究总结了直流充电桩现场可能涉及的部分检测的项目，涉及包括安规类测试（绝缘电阻、接地电阻、接地导通电阻等）、互操作性测试（充电控制状态测试、充电连接控制时序测试、充电异常状态测试、充电控制输出测试、充电控制导引回路测试）、协议一致性测试、电能质量测试等。测试涉及的标准主要有：
1)GB/T 18487.1-2015《电动汽车传导充电系统 第1部分 通用要求》；
2)NB/T 33008.1-2018《电动汽车充电设备检验试验规范 第1部分：非车载充电机》；
3)GB/T 50150-2016《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》；
4)GB/T 34657.1-2017《电动汽车传导充电互操作性测试规范 第1部分：供电设备》；
5)GB/T 34658-2017《电动汽车非车载传导式充电机与电池管理系统之间的通信协议一致性测试》；
6)GB/T 29316-2012《电动汽车充换电设施电能质量技术要求》。
由于检测目的及现场安装的充电桩的情况的不同，实际现场项目执行过程中，可视情况选择上述检测项目的部分项目进行检测，但出于安全的目的，绝缘电阻、接地电阻、接地导通电阻、充电控制状态、充电异常状态测试等测试项目需要重点考虑测试。
2.3直流充电桩现场检测设备
现场检测设备一般分为车载式移动检测设备和便携式测试仪2种[2]。但充电桩现场检测的地点及环境多变，现场可能存在灰尘、积水，转场路途中可能存在颠簸等情况，因此直流充电桩现场检测的设备需要有较高的防护等级，坚固耐用的便携式仪器为佳。另外由于检测量巨大，测试场地相对分散，每测一个充电桩，都需进行设备搬运，并重新接线，因此，充电桩检测的现场设备，在保证基本性能功能的前提下，集成度越高，现场测试效率会更高，操作体验会更好，安全性会更有保证，并确保检测的一致性。
现场检测设备需要能满足现场互操作性、协议一致性测试，具备充电接口模拟器、电池电压模拟器、BMS通讯模拟、负载(某些测试项目需要大功率负载)、高精度高速波形采集器、CAN报文采集器、嵌入式控制器等设备，能完全模拟电动汽车充电回路，实现插枪即可测试，降低测试操作复杂程度。
2.4直流充电桩现场检测的步骤
在执行直流充电桩现场检测项目时，可采取如下步骤进行：
1)对充电桩的外观及铭牌进行检查，是否有损坏、缺失，生锈等情况；
2)将被测充电桩的基本信息填入记录表格中，测试并记录现场环境等信息；
3)测试绝缘电阻、接地电阻及接地导通电阻等安规测试项目；
4)连接充电桩与测试设备，接通电源，按照测试软件提示对测试设备进行设置，输入充电桩信息，根据项目需求选择测试项目；
5)开始测试，按照软件提示进行插拔枪及确认操作。
2.5直流充电桩现场检测常见问题及可能的原因
在经历包括山东省潍坊市及济南市、海南省海口市及三亚市、四川省南充市等地多个以安全和功能验收为主的的直流充电桩现场验收检测项目后，统计出直流充电桩现场检测过程中部分常见的问题及可能原因有：
1)枪头损坏。可能的原因：维护不到位。
2)二维码损坏，无法扫描。可能的原因：管理维护不到位。
3)整机未接地、柜门未接地或接地导通电阻较大。可能的原因：安装施工不规范、生产厂家忽视、维护不到位。
4)充电准备就绪测试过程中，模拟接触器外端电压与通信报文电池电压误差范围>±5%和/或不在充电机正常输出电压范围内时，充电桩准备就绪，发送00AA报文。可能的原因:充电机未准确检测电压值或未设置保护。
5)充电中止过程中，电压泄放时间过长；可能的原因：控制泄放电阻投放时间过长或泄放电阻功率不够。
6)模拟过压故障时，直流充电桩无响应或启动保护时间较长（＞1 s）。可能的原因：未采集枪头电压或未设置过压保护。
7)充电过程中，电子锁可以打开。可能的原因：程序未设置启用电子锁或电子锁损坏。
8)车辆接口断开测试过程中，K3K4值充电机发完统计报文和收到车辆统计报文之前就已断开。可能的原因：程序控制问题。
9)绝缘故障测试时，在模拟绝缘故障（R＜100 Ω/V）情况下，至直流电桩仍然可以启动充电；可能的原因：直流充电桩未设置绝缘故障保护功能或采集的绝缘电阻值不准确。
10)故障模拟测试中，直流充电桩发送的CST停机原因与实际模拟的故障不同；可能的原因:直流充电桩未正确判断停机原因或未按要求发送停机原因报文。
11)正常充电过程中，直流充电桩实际输出电压与车辆需求电压不一致。可能的原因：直流充电桩控制问题或直流充电桩输出电压采集不准确。
12)进行协议一致性测试测试例DN1004时，充电桩在发送CRM报文4.791秒后，发送CEM报文，不符合5(+0.5)秒时间要求。可能的原因：程序问题。
13)进行协议一致性测试测试例DN2003时,充电桩在发送CML报文4.8秒后，发送CEM报文，不符合5(+0.5)秒时间要求。可能的原因：程序问题。
14)进行协议一致性测试测试例DP4002时，充电机因故障中止充电（故障处理b、c方式），不需要重新插拔枪即可消除故障。可能的原因：程序设置问题。
经过分析总结发现，上述14项直流充电桩常见的问题中，问题1-3主要可能是产品质量或者管理维护不到位造成，问题4-14均有可能是由软件的问题存在。而由于直流充电桩相比交流充电桩更加复杂，相关技术标准也还不够完善，各厂家对标准的理解与执行还存在一定偏差，加上充电桩现场的管理和维护存在一些不足，造成现场的充电桩经常出现这一类的问题。
3. 总结
目前电动汽车及充电设施行业已步入快车道，充电桩的安全性可靠性和稳定性事关安全和行业的发展。通过现场检测结果统计发现现有充电桩经常出现的各种问题，与充电桩本身的软硬件及管理维护有关。因此，要需各方共同努力来解决这些问题。充电桩厂家要加强对标准对理解和认识，严格执行标准要求，提高并控制产品质量，严把质量关，为市场提供优质的充电桩产品；充电桩运营单位要提高管理和维护水平，及时将不符合安全要求的充电桩进行维修或更换，避免出现安全事故；国家相关部门需加强监管，组织或要求对安装于现场的充电桩定期进行检测，及时发现安全隐患和故障。相信通过各方努力，电动汽车及充电桩行业将持续健康发展。
参考文献
[1] 曾作钦.电动汽车直流充电桩典型性能安全问题探讨[J].质量技术监督研究，2020，67(1)：39.
[2] 徐广腾，杜科，张涛等.电动汽车充电设施检测技术及故障分析.[J].供用电，2018，10：22.