关键词：脱碳；电动卡车充电；电量计量；莱姆电子；直流计费表
公路运输是全球经济的支柱之一。卡车将食物、物资、材料和许多其他货物运送到任何可以想象的地方。尽管中型和重型卡车数量仅占全球汽车总量的4%，但它们占公路运输二氧化碳排放量的40%，是实现脱碳目标必须解决的温室气体主要排放源之一。
在欧洲，卡车的二氧化碳减排目标：与2020年相比，2030年减排达到45%，2040年减排达到90%，这对该行业来说是一个陡峭的曲线。在应对这一挑战的各种技术中，电气化将发挥主导作用，并且已经在乘用车技术上取得了快速发展。因此，主要的卡车制造商正在逐步转向电动卡车，这需要充电设施的配套支持，特别是应用于长途运输的充电设施。
自2024年起，根据《替代燃料基础设施条例》（AFIR）启动的部署策略，整个欧洲都发布了招标书，以确保充电设施能够有效地支持电动卡车在道路上的推广。这有助于货运公司和物流公司能够更容易地过渡到电动卡车。亚马逊在今年年初率先宣布为其欧洲车队配备200多辆长途电动卡车，此前它已经为其北美车队配备了用于最后一英里交付的电动卡车。在不久的将来，此类行为可能会大规模被效仿。
重型车辆电气化战略的成功将取决于多种因素，如电动卡车的总持有成本、沿行驶路线安装足够的大功率充电设施、可负担的充电成本以及电动卡车重量限制的演变。后者由欧盟委员会在审查《重量和尺寸指令》（W&D）时提出，与柴油卡车相比，为了承载更大容量的电池，将电动卡车重量限额提高2至4吨。在这个充满挑战的过渡阶段，行业、标准化机构和政策制定者之间必须进行强有力的持续合作，这一点至关重要。
电动卡车充电
随着电动卡车发展速度的加快，需要为不同的用户量身定制合适的充电设施。由于电动卡车的电池容量非常大——梅赛德斯eActros的电池容量为600kWh，大约是电动乘用车电池容量的十倍——电动卡车主要需要直流充电来提高充电功率，以确保更短的充电时间（图1）。相比之下，电动乘用车同时依赖交流和直流充电。
图1：交流和直流充电的平均时间
充电时间取决于应用场景，因为在停车场或目的地充电允许花费的时间比途中充电长得多（图2）。在夜间充电的停车场，电动卡车可能要花6到8个小时来充电，200-400kW的充电功率就足够了。为此，乘用车使用的已经经过验证的CCS充电系统是适用的。在这里，多个CCS充电桩可以共享电力，这将是平衡和管理多辆电动卡车充电以及优化整体充电成本的重要因素。
图2：电动卡车的典型长途旅行
然而，途中充电站的应用更具挑战性。欧盟要求卡车司机每4.5小时休息一次，每次至少45分钟，作为给电动卡车充电的可用时间。为了快速为电动卡车的大型电池充电，需要1MW以上的兆瓦级充电系统（MCS）。但这给充电技术和电网带来了更多挑战，其中包括充电技术中的发热管理和电力需求的峰值管理。
一个典型的电动卡车充电站提供2MW至8MW的功率，有多个充电桩，包括CCS和MCS类型（图3）。与停车场充电一样，途中充电站将使用功率共享。通过动态功率共享，充电站可以根据充电车辆数量和所需服务调整输送到每辆车的电力。这将平衡可用充电桩的总数和可用的总充电功率，以提升充电站的运行效率。例如，一个充电站可以提供多个MCS和CCS充电桩，但只有连接了给定数量的电力卡车，充电站才能满功率运行。
图3：一个包含多个充电桩的电动卡车充电站
电动卡车充电的电量计量方案
对于所有充电时段（以千瓦时为单位），用户必须确信电动卡车使用的电力得到了准确的测量和计费。电量计量为终端用户和第三方（如电动卡车车主和充电设施运营商）提供了公平和透明的保障。对于总持有成本特别敏感的电动卡车，准确计量的千瓦时计费在支持向电气化过渡方面发挥着至关重要的作用。
快速充电桩中的直流电量计量准确测量消耗的电能，符合法律法规。这些充电系统会扣除额外的电量损耗，如充电电缆产生的电量损耗不应该由用户负担，电表会扣除这部分损耗。电量计费点位于电动卡车充电入口处。
电量计量的法定计量在这里至关重要，因为它保证了精度，并保护最终用户免受电量计费中的潜在差异。欧洲制定了多年的法规，如德国的Eichlecht法规、法国的LNE法规，以及欧洲范围内的测量仪器指令（MID 2014/32/EU）。北美紧随其后，有加州/国家型式评定程序（CTEP/NTEP）等。
利用LEM的专业知识
LEM凭借其在电量测量领域50多年的专业知识和传统，在电动汽车充电和电量计量领域享有盛誉。当电动汽车充电行业处于起步阶段时，LEM调研并确定了新兴的应用需求，使其成为充电计量领域值得信赖和认可的合作伙伴，也是第一家开发适用于符合欧洲和北美所有法规的快速充电站的直流计费表的公司。LEM还与几个主要利益相关者就测试和认证建立了牢固的关系，以便在多个地区以同质的产品顺利应用于充电设施。
通过与监管机构和快速充电桩制造商密切合作，LEM在推进直流电量计量方面发挥了主导作用。它率先获得德国Eichlecht，法国LNE以及欧盟MID等市场校准法的认证。此外，其产品组合能够快速响应北美市场的需求，为直流充电桩生产商提供符合CTEP/NTEP认证要求的高性能直流电表。
LEM的直流计费表DCBM系列产品旨在简化电表集成到充电桩的过程，为直流快速充电和直流目标充电系统提供解决方案。LEM的DCBM 400/600和DCBM 100产品具有精确计量和监控功能。实时数据、电量和法律规定的数据会显示给最终用户，并通过一套清晰全面的通信接口与充电桩控制器通信。DCBM适用于任何提供高达600A和1000V DC充电能力的充电桩，可确保安全通信、准确计费、与后端系统方便连接以及符合计量法规的更快认证过程。
除了Eichlecht和2014/32/EU MID指令、法国法规LEN外，LEM的DCBM还符合EN 50470-1:2006、EN 50470-3:2006、PTB-A 50.7、PTB-B 20.1、CISPR32 B类电磁兼容、IEC 61000-6-2:2016、IEC 61000-6-3:2016、UL 61010-1、CAN/CSA-C22.2 No.61010-1和UL94-V0，这使得DCBM获得了在欧洲和北美使用的认证。LEM的DCBM电表已经在欧洲广泛安装，在那里它们在直流充电中起着至关重要的作用。
电动卡车的未来之路
如前所述，电动卡车充电设施需要独特的规格，从停车场到途中充电，多个CCS和MCS充电系统共享电力，以高效、安全和经济高效的方式满足每个用户的需求。高精度的测量在这里起着至关重要的作用，因为它与电动卡车行业的运行成本直接相关；在高功率充电的苛刻条件下，测量精度的任何偏差都会影响计费电量成本。
LEM正在不断扩大其产品组合，以支持电动卡车充电设施的发展。例如，直流计量解决方案将继续适应停车场充电的具体需求，如为架空充电设计的通信电缆。这使得计量传感器可以安装在远程的架空系统中，但电表显示单元仍然安装在充电枪旁边，客户可以看到上面的数据。该解决方案适用于新项目和改造项目安装。
LEM正在开发新一代模块化电表产品，电流额定值为1500A，工作温度范围广（-40°C至+85°C），非常适合MCS应用。这确保了提供CCS和MCS充电桩的充电系统可以在任何操作条件下从这种苛刻应用所需的可信、可靠和高质量的电量计量中受益。
新的产品组合将提供完整的电量计量和监测服务，包括经过签名和认证的数据、温度测量等实时数据，以及通过远程软件进行电表维护。LEM的新产品组合将为电动卡车充电站提供值得信赖和强大的电量计量和监控解决方案，确保最终用户和充电站运营商享受符合法规要求的计量服务。
长途运输脱碳之路刚刚开始
通往长途运输脱碳和向电动卡车过渡的旅程才刚刚开始，但测量的准确性和部署充电解决方案的稳健性在一开始就至关重要，是重型车辆和电动卡车成功实施可靠的直流快速充电、实现长途运输、解决行业排放问题的重要保障。电量计量是一个关键环节，它能确保对充电成本的可靠控制。只有采用最稳健、经过验证和认证的解决方案，运营商才能扩展充电设施，为未来奠定基础。
