详解充电模块的输出电流是怎么校准的？

有人说：当满足“电压需求>电池电压+内阻x电流+连接线压降+防反接二极管压降“这个条件时，就是恒流，否则，就是恒压。

今天我们来讨论一下这个话题：上述结论中的“恒流”和“恒压”有多“恒定”？  就是说，充电的电流和电压的“精度”是怎么保证的？ 充电桩显示屏上显示的“电流需求”和“输出电流”之间是否有偏差？ 这个偏差产生的原因是什么？ 如何消除这个偏差？  

一、充电桩显示信息的理解

在某充电桩显示屏上显示下面这些信息：

屏幕上显示的“需求电流”和“需求电压”是BMS发送给充电桩的，表示动力电池可以接受的电压和电流。很多人认为，这里面的“需求电压”是指动力电池可以接受的最高允许电压，“需求电流“是动力电池可以接受的最大充电电流。“输出电压”和“输出电流”表示充电模块组当前的输出电压和输出电流。屏幕上显示的“输出电压”和“输出电流”这两个数值优先采纳的是充电桩控制器上独立的电压和电流采集电路采集的数据，如果充电桩方案没有专门的电压和电流采集电路，多数厂商采纳的是电能表的数据。因此，屏幕显示的“输出电压”和“输出电流“和使用功率计、万用表等专门的仪器测量到的电压和电流值可能是不一致的。本文不考虑充电桩屏幕显示的数值和专门仪器测量的数值之间的不一致， 我们要讨论的是电压需求和电流需求和真实的输出电压和输出电流之间的不一致。

当充电模块的最大允许电流Imax大于BMS给出的“电流需求”IBMS， 充电模块控制环路的电流给定Ig就是”IBMS, 当充电模块允许的最大电压Vmax和电流环的PI输出Vgc均大于BMS给出的“电压需求”VBMS时，控制环路的电压给定Vg就是VBMS。

根据之前得出的结论，“当满足“电压需求>电池电压+内阻x电流+连接线压降+防反接二极管压降“这个条件时，就是恒流，否则，就是恒压”。 本例中电压需求是426V，电池电压是422.7V，“内阻x电流+连接线压降+防反接二极管压降”的电压一般不超过2V,因此，现在工作在恒流模式，屏幕上也显示了是恒流充电。 但是，当前的需求电流是71.1A，但是充电桩的最大输出电流只有39.6A，所以屏幕上显示的输出电流只有39.6A。当输出电压和需求电压相等的时候，会进入恒压模式充电，但在实际中通常充不到那个阶段就结束了。

二、输出电流误差及电流测量方法

当需求电流小于模块的最大可输出电流时，而且充电模块工作在恒流模式，用户将看到“需求电流”和“输出电流”基本一致。两者之间的偏差就是“输出电流误差”指标。譬如上例中，需求电流是71.1A，假设是由60KW的充电桩充电，在422.7V时可以输出的最大电流是100A，因此，这时候输出电流受限于BMS发送的电流需求71.1A，这时候充电模块组的输出电流就应该是71.1A。但实际中，充电模块组的输出电流可能是70.9A或者是71.8A。这就是输出电流误差。在充电模块相关的行业标准NB/T 33001-2010 上的要求是不超过±1%或±0.3A。

同样，输出电压也一样有“输出电压误差”指标，标准上要求不超过±0.5%。实际应用中，由于电流采样的精度问题，特别是用户（一般是指充电桩企业）使用的电流测量仪器、方法和充电模块供应商的很不一样，电流输出误差的精度会有一些争议。电压输出误差一般在实际充电中很难进入恒压模式，而且电压的测量方法、测量误差比较容易控制，所以争议会少一些。

在行业标准NB/T 33008.1-2013 《电动汽车充电设备检验试验规范 第1部分：非车载充电机》里面给出了仪表精度的选择：

题外话：

遗憾的是，大家在日常讨论中，特别是对电源效率的讨论中常常不强调仪表的选择。这是让我难以理解的。譬如最可靠的充电模块—“充电桩之芯”的效率，我在自己实验室测量，最大只有95.7%，但是在国网系统认可的三大实验室之一测量时，却是96.6%。我估计换一个实验室测量，可能是97.8%，也可能是94.3%。在我曾经供职某电源企业时，为了避免其他同事测量效率的结果有争议，工程师会在测试报告中标明采用的仪表的序列号：虽然大家采用相同品牌相同型号的仪表，但是不是完全相同的仪表，结果也是有差别的。所以，我很憎恶针对充电模块的有些极其无聊的指标的数值要求。NB/T中定义的有些指标的意义是无聊的。为了这些无聊的指标，业内还有XX公司，在第三方实验室做“效率”这项测试时，干脆将MOS更换为SiC的，然后到处吹这种假效率，譬如高达97%。这种扯淡带有中国特色，各行各业都有。