隨著新能源汽車超快充技術(shù)普及，雙槍直流充電樁成為公共充電場(chǎng)景的主流配置，其核心計(jì)量單元 —— 直流電能表的準(zhǔn)確度，直接關(guān)系到車主、運(yùn)營(yíng)商及電網(wǎng)的三方利益。

目前直流充電樁電能表主要分為兩類：分體式（采用外接分流器，電表與分流器接線距離約 1 米）與一體式（分流器、采樣模塊與電表集成設(shè)計(jì)）。其中分體式因技術(shù)門(mén)檻低，制造成本低，一度被廣泛應(yīng)用，如今也有較高占有率。

但分體式直流表帶來(lái)的計(jì)量偏差問(wèn)題頻發(fā)；一體式則通過(guò)結(jié)構(gòu)與技術(shù)革新，成為解決計(jì)量失準(zhǔn)的核心方案。

本文聚焦雙回路場(chǎng)景，深入剖析分體式外接分流器的固有誤差與干擾，系統(tǒng)闡述一體式電能表的準(zhǔn)確度保障機(jī)制，為充電樁計(jì)量方案選型提供技術(shù)依據(jù)。

01連接線的電阻，是否影響分流器電壓采樣結(jié)果？

假設(shè)電表與分流器（分流器采用300A/75mv規(guī)格）的連接線為長(zhǎng)度1米的1mm2的銅線。

等效電路：將分流器視為一個(gè)理想電壓源（V_shunt = 75 mV），每根連接線的電阻為 R_probe = 0.0175 Ω，因此兩根接線電阻為 R_probe_total = 2 × 0.0175 Ω = 0.035 Ω。

電流計(jì)算：由于電表輸入阻抗為無(wú)窮大，流過(guò)電路的電流 I ≈ 0。

電壓降計(jì)算：

連接線上的電壓降：V_drop = I × R_probe_total = 0 × 0.035 Ω = 0 V。

因此，電能表輸入端子的電壓等于分流器電壓：V_measured = V_shunt - V_drop = 75 mV - 0 mV = 75 mV。

公式總結(jié)：

其中：

Vshunt=75mV（分流器電壓），

Rin是電能表輸入阻抗（理想情況下為 ∞），

Rshunt是分流器自身電阻（未提供，但即使考慮，也因 Rin極大而忽略），

Rprobe total=0.035Ω（總探針電阻）。

由于 Rin為無(wú)窮大，分式簡(jiǎn)化為：

結(jié)論：電能表與分流器的連接線，幾乎不用考慮采用什么規(guī)格的導(dǎo)線，因?yàn)檫B接線那點(diǎn)電阻值對(duì)分流器電壓采樣上，影響幾乎可以忽略不計(jì)。

那么，分流器外接的主要誤差/不穩(wěn)定因數(shù)來(lái)源是什么？

02長(zhǎng)接線電磁干擾：動(dòng)態(tài)誤差的主要誘因

充電樁環(huán)境存在變頻器、整流器等強(qiáng)干擾源，1 米長(zhǎng)的電壓采樣導(dǎo)線相當(dāng)于 “高頻信號(hào)接收天線”，當(dāng)測(cè)量引線在變化的磁場(chǎng)中會(huì)形成一個(gè)閉合回路，變化的磁通量會(huì)在這個(gè)回路中感應(yīng)出噪聲電壓（也稱為環(huán)路感應(yīng)電壓），易導(dǎo)致毫伏級(jí)采樣信號(hào)被干擾疊加，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)箿y(cè)量值完全失真。

根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，分體式電能表的外接線纜在充電樁環(huán)境中，電壓采樣波動(dòng)可達(dá) 5-10mV，這種波動(dòng)并非隨機(jī)噪聲，而是與充電功率變化同步的動(dòng)態(tài)干擾，會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)功率計(jì)算值頻繁跳變，長(zhǎng)期積分后電能誤差可達(dá) ±2%。

03理解溫漂及其對(duì)75mV分流器的影響

溫漂，簡(jiǎn)單說(shuō)就是分流器的電阻值隨溫度變化而發(fā)生變化。分流器本質(zhì)上是一個(gè)精密電阻，其核心原理是歐姆定律（I = V / R）。當(dāng)電流（I）流過(guò)時(shí)，測(cè)量其兩端產(chǎn)生的電壓降（V，例如75mV），再除以已知的標(biāo)稱電阻值（R），即可得到電流值。

理想情況下，電阻值R應(yīng)恒定。但現(xiàn)實(shí)中，分流器材料的電阻會(huì)隨溫度變化，這個(gè)特性用電阻溫度系數(shù)（TCR）表示，單位通常是 ppm/℃（百萬(wàn)分之一每攝氏度）。

例如，常見(jiàn)的低價(jià)位分流器TCR約為200 ppm/℃。這意味著溫度每變化1℃，其阻值大約變化0.02%。

溫漂引入的誤差可以通過(guò)以下方式估算：

阻值變化量 (ΔR) ≈ R? × TCR × ΔT

其中R?是初始電阻，ΔT是溫度變化量。

相應(yīng)的電流測(cè)量誤差百分比大致為：誤差% ≈ |TCR × ΔT| × 100%

舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)TCR為200 ppm/℃ (0.02%/℃) 的分流器：

若溫升ΔT為40℃，誤差約0.8%。這誤差就已經(jīng)很大了。

但若溫升ΔT達(dá)到100℃（大電流下可能發(fā)生），誤差達(dá)到2%，假設(shè)分體式直流表誤差1%，那么整體誤差就達(dá)到3%了。

在直流充電樁等應(yīng)用中，電流動(dòng)態(tài)范圍大，環(huán)境溫度也可能變化，分流器可能無(wú)法始終處于熱平衡狀態(tài)，這會(huì)增加計(jì)量不確定性。

04一體式直流電能表的計(jì)量準(zhǔn)確度保障機(jī)制

一體式直流電能表通過(guò) “分流器 - 采樣模塊 - 計(jì)量芯片 - MCU” 的集成設(shè)計(jì)，從結(jié)構(gòu)、硬件、軟件三方面針對(duì)性解決分體式的固有痛點(diǎn)，尤其針對(duì)雙回路場(chǎng)景強(qiáng)化了隔離與同步設(shè)計(jì)，其準(zhǔn)確度保障可概括為五大核心機(jī)制。

①一體化集成：根除接線相關(guān)的系統(tǒng)誤差

一體式電能表將分流器直接嵌入電表內(nèi)部（ “低溫漂錳銅基板分流器 + 板載直連” 設(shè)計(jì)），采樣線長(zhǎng)度縮短至厘米級(jí)，消除分流器長(zhǎng)接線帶來(lái)的電磁干擾誤差。

②雙回路獨(dú)立隔離：解決回路間耦合干擾

針對(duì)雙回路場(chǎng)景，一體式電能表采用 “多路獨(dú)立隔離模塊” 設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電壓、電流采樣及回路間的全隔離，消除小信號(hào)干擾。

③高精度元器件：奠定計(jì)量精度基礎(chǔ)

一體式電能表選用高等級(jí)核心元器件，從源頭降低溫漂與量化誤差，適配大動(dòng)態(tài)范圍的計(jì)量需求。

④強(qiáng)化抗干擾與環(huán)境適應(yīng)性：保障復(fù)雜場(chǎng)景精度

一體式電能表通過(guò)結(jié)構(gòu)屏蔽與電路優(yōu)化，提升抗干擾能力，同時(shí)拓寬工作溫度范圍，適應(yīng)充電樁極端環(huán)境，減少環(huán)境因素導(dǎo)致的誤差。

⑤全鏈路校準(zhǔn)與防篡改：確保數(shù)據(jù)可靠

一體式電能表在出廠前完成 “分流器 - ADC - 計(jì)量模塊” 的整體校準(zhǔn)，并通過(guò)物理與電子防篡改設(shè)計(jì)，避免后期誤差偏移與人為干預(yù)。

05雙回路分體式與一體式電能表計(jì)量性能對(duì)比

為直觀展現(xiàn)兩類電能表的準(zhǔn)確度差異，結(jié)合瑞銀電子一體化直流電能表，從核心計(jì)量指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比：

06結(jié)論

雙回路直流電能表的計(jì)量準(zhǔn)確度，本質(zhì)上由 “采樣鏈路的穩(wěn)定性” 決定。

如瑞銀電子一體式直流電能表的準(zhǔn)確度為0.5級(jí)（誤差±0.5%），而雙回路直流電能表外接分流器，其中直流表準(zhǔn)確度以1.0級(jí)（誤差±1%）為主，其外接的分流器的誤差以0.5%算（假設(shè)買(mǎi)到的分流器是真實(shí)不虛假的準(zhǔn)確度），則總誤差達(dá)到±1.5%。

如此計(jì)算，瑞銀一體式直流電能表整體誤差＜±0.5%，分體式直流表整體誤差＜±1.5%，可見(jiàn)瑞銀一體式準(zhǔn)確度明顯更好。

并且綜上所述，由于瑞銀采用低溫漂錳銅分流器，發(fā)熱少/功耗低，而且瑞銀一體式直流表抗干擾性更強(qiáng)，安裝更簡(jiǎn)便，準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性更好，已被眾多大品牌直流充電樁企使用，在充電樁等直流電能計(jì)量場(chǎng)景中，發(fā)揮著重要的作用。

審核編輯 黃宇