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摘要：公路運(yùn)輸對(duì)全球經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，但卡車運(yùn)輸產(chǎn)生的二氧化碳排放量占比較高，成為脫碳重點(diǎn)。歐洲為卡車設(shè)定了嚴(yán)格的減排目標(biāo)，電氣化成為主要解決方案，促使主要制造商轉(zhuǎn)向電動(dòng)卡車，這需要配套充電設(shè)施支持，特別是長(zhǎng)途運(yùn)輸充電設(shè)施。自2024年起，歐洲啟動(dòng)充電設(shè)施部署策略，亞馬遜等公司已率先采用電動(dòng)卡車，未來(lái)此類行為或大規(guī)模普及。電動(dòng)卡車充電需考慮總持有成本、充電設(shè)施安裝、充電成本及重量限制等因素。其電池容量大，主要依賴直流充電，不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)充電技術(shù)和功率要求不同，途中充電站需兆瓦級(jí)充電系統(tǒng)，帶來(lái)技術(shù)和電網(wǎng)挑戰(zhàn)。電量計(jì)量對(duì)確保用戶電力使用準(zhǔn)確測(cè)量和計(jì)費(fèi)至關(guān)重要。LEM作為電量測(cè)量領(lǐng)域的專注者，其直流計(jì)費(fèi)表DCBM系列產(chǎn)品旨在簡(jiǎn)化電表集成到充電樁的過(guò)程，為直流快速充電和直流目標(biāo)充電系統(tǒng)提供解決方案。LEM電動(dòng)汽車充電和計(jì)量全球產(chǎn)品經(jīng)理Florent Balboni詳細(xì)介紹了電動(dòng)卡車充電的挑戰(zhàn)以及對(duì)準(zhǔn)確電量計(jì)量的需求。

關(guān)鍵詞：脫碳；電動(dòng)卡車充電；電量計(jì)量；萊姆電子；直流計(jì)費(fèi)表

公路運(yùn)輸是全球經(jīng)濟(jì)的支柱之一。卡車將食物、物資、材料和許多其他貨物運(yùn)送到任何可以想象的地方。盡管中型和重型卡車數(shù)量?jī)H占全球汽車總量的4%，但它們占公路運(yùn)輸二氧化碳排放量的40%，是實(shí)現(xiàn)脫碳目標(biāo)必須解決的溫室氣體主要排放源之一。

在歐洲，卡車的二氧化碳減排目標(biāo)：與2020年相比，2030年減排達(dá)到45%，2040年減排達(dá)到90%，這對(duì)該行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)陡峭的曲線。在應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)的各種技術(shù)中，電氣化將發(fā)揮主導(dǎo)作用，并且已經(jīng)在乘用車技術(shù)上取得了快速發(fā)展。因此，主要的卡車制造商正在逐步轉(zhuǎn)向電動(dòng)卡車，這需要充電設(shè)施的配套支持，特別是應(yīng)用于長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)某潆娫O(shè)施。

自2024年起，根據(jù)《替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施條例》（AFIR）啟動(dòng)的部署策略，整個(gè)歐洲都發(fā)布了招標(biāo)書，以確保充電設(shè)施能夠有效地支持電動(dòng)卡車在道路上的推廣。這有助于貨運(yùn)公司和物流公司能夠更容易地過(guò)渡到電動(dòng)卡車。亞馬遜在今年年初率先宣布為其歐洲車隊(duì)配備200多輛長(zhǎng)途電動(dòng)卡車，此前它已經(jīng)為其北美車隊(duì)配備了用于最后一英里交付的電動(dòng)卡車。在不久的將來(lái)，此類行為可能會(huì)大規(guī)模被效仿。

重型車輛電氣化戰(zhàn)略的成功將取決于多種因素，如電動(dòng)卡車的總持有成本、沿行駛路線安裝足夠的大功率充電設(shè)施、可負(fù)擔(dān)的充電成本以及電動(dòng)卡車重量限制的演變。后者由歐盟委員會(huì)在審查《重量和尺寸指令》（W&D）時(shí)提出，與柴油卡車相比，為了承載更大容量的電池，將電動(dòng)卡車重量限額提高2至4噸。在這個(gè)充滿挑戰(zhàn)的過(guò)渡階段，行業(yè)、標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)和政策制定者之間必須進(jìn)行強(qiáng)有力的持續(xù)合作，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

電動(dòng)卡車充電

隨著電動(dòng)卡車發(fā)展速度的加快，需要為不同的用戶量身定制合適的充電設(shè)施。由于電動(dòng)卡車的電池容量非常大——梅賽德斯eActros的電池容量為600kWh，大約是電動(dòng)乘用車電池容量的十倍——電動(dòng)卡車主要需要直流充電來(lái)提高充電功率，以確保更短的充電時(shí)間（圖1）。相比之下，電動(dòng)乘用車同時(shí)依賴交流和直流充電。

圖1：交流和直流充電的平均時(shí)間 

充電時(shí)間取決于應(yīng)用場(chǎng)景，因?yàn)樵谕＼噲?chǎng)或目的地充電允許花費(fèi)的時(shí)間比途中充電長(zhǎng)得多（圖2）。在夜間充電的停車場(chǎng)，電動(dòng)卡車可能要花6到8個(gè)小時(shí)來(lái)充電，200-400kW的充電功率就足夠了。為此，乘用車使用的已經(jīng)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的CCS充電系統(tǒng)是適用的。在這里，多個(gè)CCS充電樁可以共享電力，這將是平衡和管理多輛電動(dòng)卡車充電以及優(yōu)化整體充電成本的重要因素。

圖2：電動(dòng)卡車的典型長(zhǎng)途旅行 

然而，途中充電站的應(yīng)用更具挑戰(zhàn)性。歐盟要求卡車司機(jī)每4.5小時(shí)休息一次，每次至少45分鐘，作為給電動(dòng)卡車充電的可用時(shí)間。為了快速為電動(dòng)卡車的大型電池充電，需要1MW以上的兆瓦級(jí)充電系統(tǒng)（MCS）。但這給充電技術(shù)和電網(wǎng)帶來(lái)了更多挑戰(zhàn)，其中包括充電技術(shù)中的發(fā)熱管理和電力需求的峰值管理。

一個(gè)典型的電動(dòng)卡車充電站提供2MW至8MW的功率，有多個(gè)充電樁，包括CCS和MCS類型（圖3）。與停車場(chǎng)充電一樣，途中充電站將使用功率共享。通過(guò)動(dòng)態(tài)功率共享，充電站可以根據(jù)充電車輛數(shù)量和所需服務(wù)調(diào)整輸送到每輛車的電力。這將平衡可用充電樁的總數(shù)和可用的總充電功率，以提升充電站的運(yùn)行效率。例如，一個(gè)充電站可以提供多個(gè)MCS和CCS充電樁，但只有連接了給定數(shù)量的電力卡車，充電站才能滿功率運(yùn)行。

圖3：一個(gè)包含多個(gè)充電樁的電動(dòng)卡車充電站

電動(dòng)卡車充電的電量計(jì)量方案

對(duì)于所有充電時(shí)段（以千瓦時(shí)為單位），用戶必須確信電動(dòng)卡車使用的電力得到了準(zhǔn)確的測(cè)量和計(jì)費(fèi)。電量計(jì)量為終端用戶和第三方（如電動(dòng)卡車車主和充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商）提供了公平和透明的保障。對(duì)于總持有成本特別敏感的電動(dòng)卡車，準(zhǔn)確計(jì)量的千瓦時(shí)計(jì)費(fèi)在支持向電氣化過(guò)渡方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

快速充電樁中的直流電量計(jì)量準(zhǔn)確測(cè)量消耗的電能，符合法律法規(guī)。這些充電系統(tǒng)會(huì)扣除額外的電量損耗，如充電電纜產(chǎn)生的電量損耗不應(yīng)該由用戶負(fù)擔(dān)，電表會(huì)扣除這部分損耗。電量計(jì)費(fèi)點(diǎn)位于電動(dòng)卡車充電入口處。

 電量計(jì)量的法定計(jì)量在這里至關(guān)重要，因?yàn)樗ＷC了精度，并保護(hù)最終用戶免受電量計(jì)費(fèi)中的潛在差異。歐洲制定了多年的法規(guī)，如德國(guó)的Eichlecht法規(guī)、法國(guó)的LNE法規(guī)，以及歐洲范圍內(nèi)的測(cè)量?jī)x器指令（MID 2014/32/EU）。北美緊隨其后，有加州/國(guó)家型式評(píng)定程序（CTEP/NTEP）等。

利用LEM的專業(yè)知識(shí)

LEM憑借其在電量測(cè)量領(lǐng)域50多年的專業(yè)知識(shí)和傳統(tǒng)，在電動(dòng)汽車充電和電量計(jì)量領(lǐng)域享有盛譽(yù)。當(dāng)電動(dòng)汽車充電行業(yè)處于起步階段時(shí)，LEM調(diào)研并確定了新興的應(yīng)用需求，使其成為充電計(jì)量領(lǐng)域值得信賴和認(rèn)可的合作伙伴，也是第一家開發(fā)適用于符合歐洲和北美所有法規(guī)的快速充電站的直流計(jì)費(fèi)表的公司。LEM還與幾個(gè)主要利益相關(guān)者就測(cè)試和認(rèn)證建立了牢固的關(guān)系，以便在多個(gè)地區(qū)以同質(zhì)的產(chǎn)品順利應(yīng)用于充電設(shè)施。

通過(guò)與監(jiān)管機(jī)構(gòu)和快速充電樁制造商密切合作，LEM在推進(jìn)直流電量計(jì)量方面發(fā)揮了主導(dǎo)作用。它率先獲得德國(guó)Eichlecht，法國(guó)LNE以及歐盟MID等市場(chǎng)校準(zhǔn)法的認(rèn)證。此外，其產(chǎn)品組合能夠快速響應(yīng)北美市場(chǎng)的需求，為直流充電樁生產(chǎn)商提供符合CTEP/NTEP認(rèn)證要求的高性能直流電表。

LEM的直流計(jì)費(fèi)表DCBM系列產(chǎn)品旨在簡(jiǎn)化電表集成到充電樁的過(guò)程，為直流快速充電和直流目標(biāo)充電系統(tǒng)提供解決方案。LEM的DCBM 400/600和DCBM 100產(chǎn)品具有精確計(jì)量和監(jiān)控功能。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、電量和法律規(guī)定的數(shù)據(jù)會(huì)顯示給最終用戶，并通過(guò)一套清晰全面的通信接口與充電樁控制器通信。DCBM適用于任何提供高達(dá)600A和1000V DC充電能力的充電樁，可確保安全通信、準(zhǔn)確計(jì)費(fèi)、與后端系統(tǒng)方便連接以及符合計(jì)量法規(guī)的更快認(rèn)證過(guò)程。

除了Eichlecht和2014/32/EU MID指令、法國(guó)法規(guī)LEN外，LEM的DCBM還符合EN 50470-1:2006、EN 50470-3:2006、PTB-A 50.7、PTB-B 20.1、CISPR32 B類電磁兼容、IEC 61000-6-2:2016、IEC 61000-6-3:2016、UL 61010-1、CAN/CSA-C22.2 No.61010-1和UL94-V0，這使得DCBM獲得了在歐洲和北美使用的認(rèn)證。LEM的DCBM電表已經(jīng)在歐洲廣泛安裝，在那里它們?cè)谥绷鞒潆娭衅鹬陵P(guān)重要的作用。

 電動(dòng)卡車的未來(lái)之路

如前所述，電動(dòng)卡車充電設(shè)施需要獨(dú)特的規(guī)格，從停車場(chǎng)到途中充電，多個(gè)CCS和MCS充電系統(tǒng)共享電力，以高效、安全和經(jīng)濟(jì)高效的方式滿足每個(gè)用戶的需求。高精度的測(cè)量在這里起著至關(guān)重要的作用，因?yàn)樗c電動(dòng)卡車行業(yè)的運(yùn)行成本直接相關(guān)；在高功率充電的苛刻條件下，測(cè)量精度的任何偏差都會(huì)影響計(jì)費(fèi)電量成本。

LEM正在不斷擴(kuò)大其產(chǎn)品組合，以支持電動(dòng)卡車充電設(shè)施的發(fā)展。例如，直流計(jì)量解決方案將繼續(xù)適應(yīng)停車場(chǎng)充電的具體需求，如為架空充電設(shè)計(jì)的通信電纜。這使得計(jì)量傳感器可以安裝在遠(yuǎn)程的架空系統(tǒng)中，但電表顯示單元仍然安裝在充電槍旁邊，客戶可以看到上面的數(shù)據(jù)。該解決方案適用于新項(xiàng)目和改造項(xiàng)目安裝。

LEM正在開發(fā)新一代模塊化電表產(chǎn)品，電流額定值為1500A，工作溫度范圍廣（-40°C至+85°C），非常適合MCS應(yīng)用。這確保了提供CCS和MCS充電樁的充電系統(tǒng)可以在任何操作條件下從這種苛刻應(yīng)用所需的可信、可靠和高質(zhì)量的電量計(jì)量中受益。

新的產(chǎn)品組合將提供完整的電量計(jì)量和監(jiān)測(cè)服務(wù)，包括經(jīng)過(guò)簽名和認(rèn)證的數(shù)據(jù)、溫度測(cè)量等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及通過(guò)遠(yuǎn)程軟件進(jìn)行電表維護(hù)。LEM的新產(chǎn)品組合將為電動(dòng)卡車充電站提供值得信賴和強(qiáng)大的電量計(jì)量和監(jiān)控解決方案，確保最終用戶和充電站運(yùn)營(yíng)商享受符合法規(guī)要求的計(jì)量服務(wù)。

長(zhǎng)途運(yùn)輸脫碳之路剛剛開始

通往長(zhǎng)途運(yùn)輸脫碳和向電動(dòng)卡車過(guò)渡的旅程才剛剛開始，但測(cè)量的準(zhǔn)確性和部署充電解決方案的穩(wěn)健性在一開始就至關(guān)重要，是重型車輛和電動(dòng)卡車成功實(shí)施可靠的直流快速充電、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)途運(yùn)輸、解決行業(yè)排放問(wèn)題的重要保障。電量計(jì)量是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它能確保對(duì)充電成本的可靠控制。只有采用最穩(wěn)健、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證和認(rèn)證的解決方案，運(yùn)營(yíng)商才能擴(kuò)展充電設(shè)施，為未來(lái)奠定基礎(chǔ)。