电动汽车充电桩智能计费与安全保护电路设计及抗干扰性能分析

一、引言

随着电动汽车保有量的持续增长，充电桩已成为城市基础设施的重要组成部分。智能计费模块承担着电费与服务费核算的核心功能，其准确性直接关系到运营方的合规性与用户的消费公平；安全保护电路需应对充电过程中可能出现的各类故障，是避免设备损坏、人员触电等安全事故的关键；而充电桩所处的电网环境存在电压波动、谐波干扰，周边电磁设备也会产生辐射干扰，抗干扰性能不足将导致计费偏差、保护电路误动作，甚至引发设备停运。当前，部分充电桩智能计费存在费率更新不及时、计费逻辑单一等问题；安全保护电路多采用基础保护机制，覆盖场景有限；抗干扰设计仅依赖简单滤波手段，难以应对复杂环境。因此，深入研究充电桩智能计费与安全保护电路设计，优化抗干扰性能，具有重要的理论与实践价值。

二、电动汽车充电桩智能计费与安全保护电路设计及抗干扰现状分析

（一）智能计费模块设计缺陷

部分充电桩智能计费模块采用固定费率存储模式，无法根据电网峰谷电价调整实时更新费率，导致计费结果与实际用电成本不符；计费逻辑仅围绕电量消耗核算，未考虑充电时长、充电时段等差异化因素，难以满足多样化运营需求。此外，部分计费模块缺乏数据校验机制，当外部环境出现干扰时，易出现计费数据错乱，影响运营方与用户的权益平衡。

（二）安全保护电路覆盖不足

当前多数充电桩安全保护电路仅包含过流、漏电两种基础保护功能，未针对过压、过温、短路等常见故障设计专项保护机制。同时，部分保护电路的响应逻辑较为简单，仅依赖单一触发条件启动保护，难以应对多故障叠加的复杂场景。例如，当充电桩同时出现电压异常与温度升高时，现有保护电路可能因优先级设置不合理，无法及时切断电路，增加设备损坏风险。

（三）抗干扰性能设计薄弱

充电桩抗干扰设计多停留在电源端加装普通滤波器的基础层面，未针对电磁辐射、信号干扰等问题采取专项防护措施。当周边存在大功率通信设备 工业机械时，电磁辐射易侵入计费模块与控制电路，导致计费数据偏差、保护电路误触发[1]；此外，部分充电桩未重视接地设计，无法有效泄放干扰电流，进一步降低了设备的抗干扰能力。

三、电动汽车充电桩智能计费与安全保护电路设计及抗干扰优化策略

（一）智能计费模块优化设计

1.构建动态费率更新逻辑：将计费模块与电网调度系统联动，实时获取峰谷电价、阶梯电价等政策数据，自动更新计费标准，避免人工调整滞后问题。同时，设计多维度计费模型，将充电电量、时长、时段等因素纳入

核算体系，满足不同运营场景的需求。

2.完善数据校验机制：在计费模块中加入数据循环校验逻辑，对每笔充电订单的电量、时长、费用等数据进行实时校验，当检测到数据异常时，自动启动备份数据恢复功能，确保计费结果准确可追溯[2]。

（二）安全保护电路架构完善

1.拓展保护功能覆盖：构建 “过流 + 过压 + 漏电 + 过温 + 短路” 的多重保护架构，针对不同故障类型设计专项检测单元，例如通过电压监测单元实时监控输出电压，通过温度感应单元监测功率模块温度，确保各类故障均能被及时识别。

2.优化保护响应逻辑：采用分层响应设计，根据故障严重程度设定保护优先级，例如短路故障优先于过温故障启动保护，避免多故障叠加时出现保护延迟。同时，设计保护电路自复位机制，当故障排除后，设备可自动恢复正常运行，减少人工维护成本。

（三）抗干扰性能提升措施

1.强化电磁防护设计：在计费模块与控制电路外层设置金属屏蔽层，阻断外部电磁辐射侵入；在信号传输线路上加装抗干扰组件，减少信号干扰对数据传输的影响；优化电源滤波结构，采用多级滤波设计，抑制电网中的谐波干扰。

2.完善接地与布线设计：规范设备接地系统，确保接地电阻符合行业标准，通过接地网络有效泄放干扰电流；优化内部布线布局，将强电线路与弱电线路分开敷设，避免线路间的干扰传导。

四、结论

电动汽车充电桩智能计费与安全保护电路设计及抗干扰性能优化，是提升设备运行可靠性与用户体验的核心环节。通过优化计费逻辑与数据校验 电路架构 化电磁防护与接地设计，可有效解决当前充电桩存在的计费偏差、保护 中，需始终结合充电桩的实际应用场景，平衡功能实现与技术可行性， 确 。未来，随着新能源汽车技术的发展，充电桩还需进一步融合智能化技术， 故障预判与动态保护，为新能源汽车产业的持续健康发展提供支撑。

参考文献

[1]费平平.基于对抗网络的电动汽车充电状态安全研究[J].电气开关,2025,63(04):61-63+67.

[2]王晨,李雪晶,闻英友,孙锦山.一种基于区块链的充电桩并表计费管理系统[J].小型微型计算机系统,2022,43(08):1769-1775.

作者简介：程瑞龙（1982.03）男，汉，讲师，硕士研究生 研究方向 工业机器人技术应用