本发明涉及一种电动汽车充电设备电气安全保护考核方法，主要针对电动汽车充电设备的电气安全保护。
背景技术：
到2020年，国内电动汽车数量将突破500万辆，与之相配套的充电设备也将达到相应规模，但近年来电动汽车充电设备的安全事故频发，对人身安全和社会财产埋下了隐患。电动汽车产业发展至今，充电技术已不是阻碍行业发展的难题，而是在公交等大型场站的建设上，需要有完善的高压变配电、交直流充电、平台管控、整体场站监控运营等综合性的技术能力，使得部分没有独立开发能力的企业采用简化处理或“外购”的方式建设，导致设备间的兼容性差、接口标准不统一、运营维护能力弱等潜在问题，并诱发不可预估的安全事故。其中，电路设计简单且缺乏基本的保护电路和有保护电路但其电气安全保护合格率低是充电设备的电气安全事故频发的主要原因。随着要求的进一步严格和相关检查通知的出台，缺乏相关保护电路的产品将会被淘汰，此时，保证充电设备的电气安全保护合的格率将成为电动汽车电气安全方面的基本要求。
提出该考核指标的目的是，对电动汽车充电设备的电气安全保护能力提出要求。以往，厂商和机构只对充电设备是否具有相关保护功能提出要求，而并没有关注到保护的的效果，本考核指标的提出，将对提高厂商和相关机构对充电设备电气安全保护更进一步的关注，同时有效促使其电气安全保护能力及效果的提升。
技术实现要素：
本发明提供一种电动汽车充电设备电气安全保护能力的考核指标，通过保护合格率的计算对保护效果进行考核。
电动汽车充电设备电气安全保护能力的考核步骤如下：
1)分析并列举电动汽车充电设备电气安全事故类型，本发明以冲击电流、漏电流、过压过流保护、充电枪拔插保护等30项电气安全安全事故为例，计算综合考核指标，但不限于这些。
2)定义电动汽车充电设备电气安全保护合格率。
3)考虑到测试过程中可能出现的误动作的情况，对可能的项目单独增加一组正常工作测试。
4)从主观和客观两个方面计算每个项目的权重，主观权重计算采用层次分析法构建三层评价体矩阵进行计算；客观权重采用熵权法，利用测试数据经公式计算得到客观性权重；最后，基于标准离差法计算主观性和客观性权重的组合权重，得到综合权重。
5)综合考虑上述因素，得出综合考核指标——电动汽车充电设备电气安全保护合格率的计算式。
所述步骤3)为：电动汽车充电设备的电气安全保护是指在发生电气安全事故时，充电控制单元能检测识别到事故的发生，并向相关保护模块发出动作指令。定义“合格”为：在给定电气安全故障的情况下，能够检测到充电控制单元发出的保护动作信号；定义“不合格”为：在给定电气安全故障的情况下，未能检测到充电控制单元发出的保护动作信号或在正常运行情况下检测到充电控制单元发出的保护动作信号，即出现误动作。
所述步骤4)为：
(1)基于层次分析法计算主观性权重
建立三层评价体系：目标层为电动汽车充电设备保护考核指标；准则层为电动汽车充电类型分类，包含电压电流类、开关线路类、绝缘耐压类等5项，次准则层为电动汽车电气安全保护事故测试项目，包括冲击电流、漏电流、过压过流保护、充电枪拔插保护等30项。按层析分析法计算过程列写判断矩阵，求解其特征值进行一致性校验，通过几何平均法等计算方法，进行归一化处理，得到主观性权重向量ui。
(2)基于熵权法计算客观性权重
对于每个电动汽车充电设备的电气安全保护事故测试项目进行m次测试，取得测试数据作为熵权法的数据源，每组数据作为一个列向量，对每个列向量用(1)(2)式进行标准化，之后用(3)式计算其熵值，最后由(4)式计算得到各指标的权重。
(1)式对应于数值越大越好的指标，(2)式对应于数值越小越好的指标，式中fij为列向量中的数据，dij为标准化后得到的数据；Ej为标准化后的列向量计算出来的熵值；其中pij如(5)式所示；uij是计算出来的指标客观权重。
(3)基于标准离差法计算综合权重
利用标准差计算主观权重与客观权重之间的权重分配公式为
式(6)中，i为1或者2，主要为了区分两个权重向量，σ1为主观性权重向量u1的标准差，σ2为客观性权重向量的标准差。综合权重计算公式为：
Wi＝μ1ωi+μ2ui(i＝1,2,…,n) (7)
式(7)中，Wi为综合权重向量。
所述步骤5)为：
电动汽车充电设备电气安全保护合格率计算公式
在电池充电过程中，分别针对N种故障测试项目，在规定的M次试验中记录合格与不合格的次数，对于可能有误动发生的项目另加M次正常运行测试，同样记录合格与不合格系数；按照国标和国际标准中的测试方法进行各种应力进行测试，能够检测到充电控制单元发的出保护动作信号，称为一次电气安全保护测试成功，否则称为一次电气安全保护测试失败；在正常工作测试中，让充电站正常运行，条件允许的情况下可以考虑加入合理的扰动，测试中没有检测到充电控制单元发出保护信号称为一次正常工作测试成功，否则称为一次正常工作测试失败；合格率计算表达式见式(8)。
式(8)中，η为充电设备的电气安全保护率；Sij为电气安全保护项目i的第j次测试，i为电气安全保护项目的编号，j为测试次数的编号，Sij的值如公式(9)所示；M为单个项目的测试次数，N为总共的测试项目的数量，αi为误动系数，取值如(10)式。
本发明中考核指标的提出，量化了电动汽车充电设备电气安保护的能力，为电动汽车综合评价体系中对厂商电气安全方面的考核提有了有效指导，能有效提高电动汽车充电设备的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一种实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是基于层次分析法建立的三层评价体系的示意图。
附图中所列部件列表如下所示：
O：目标层
A：准则层
A01：电压电流类 A02：线路开关类
A03：绝缘耐压类 A04：温度及防护类
A05：电网侧侵入类
B：次准则层
B01：冲击电流 B02：漏电流
B03：接触电流 B04：过压过流保护
B05：剩余电流保护器 B06：充电枪拔插保护
B07：充电线缆过载保护 B08：充电线缆短路保护
B09：接触器保护 B10：断路器保护
B11：继电器保护 B12：开关和隔离开关保护
B13：绝缘电阻 B14：介电强度
B15：冲击耐压 B16：电气间距和爬电距离
B17：雷电防护 B18：常规温度要求
B19：极限温升 B20：IP防护等级
B21：锁紧装置 B22：电动车辆保护导体的电气连锁检查
B23：急停保护 B24：暂态冲击
B25：瞬时摇摆 B26：骤升骤降
B27：电力中断 B28：低电压过电压
B29：谐波畸变 B30：电压闪变
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
电动汽车充电设备电气安全保护合格率考核指标考核步骤如下：
1)分析并列举电动汽车充电设备电气安全事故类型，本发明以冲击电流、漏电流、过压过流保护、充电枪拔插保护等30项电气安全安全事故为例，计算综合考核指标，但不限于这些。
2)定义电动汽车充电设备电气安全保护合格率。
3)考虑到测试过程中可能出现的误动作的情况，对可能的项目单独增加一组正常工作测试。
4)从主观和客观两个方面计算每个项目的权重，主观权重计算采用层次分析法构建三层评价体矩阵进行计算；客观权重采用熵权法，利用测试数据经公式计算得到客观性权重；最后，基于标准离差法计算主观性和客观性权重的组合权重，得到综合权重。
5)综合考虑上述因素，得出综合考核指标——电动汽车充电设备电气安全保护合格率的计算式。
所述步骤3)为：电动汽车充电设备的电气安全保护是指在发生电气安全事故时，充电控制单元能检测识别到事故的发生，并向相关保护模块发出动作指令。定义“合格”为：在给定电气安全故障的情况下，能够检测到充电控制单元发出的保护动作信号；定义“不合格”为：在给定电气安全故障的情况下，未能检测到充电控制单元发出的保护动作信号或在正常运行情况下检测到充电控制单元发出的保护动作信号，即出现误动作。
所述步骤4)为：
(1)基于层次分析法计算主观性权重
建立三层评价体系：目标层为电动汽车充电设备保护考核指标；准则层为电动汽车充电类型分类，包含电压电流类、开关线路类、绝缘耐压类等5项，次准则层为电动汽车电气安全保护事故测试项目，包括冲击电流、漏电流、过压过流保护、充电枪拔插保护等30项。按层析分析法计算过程列写判断矩阵，求解其特征值进行一致性校验，通过几何平均法等计算方法，进行归一化处理，得到主观性权重向量ui。
(2)基于熵权法计算客观性权重
对于每个电动汽车充电设备的电气安全保护事故测试项目进行m次测试，取得测试数据作为熵权法的数据源，每组数据作为一个列向量，对每个列向量用(1)(2)式进行标准化，之后用(3)式计算其熵值，最后由(4)式计算得到各指标的权重。
(1)式对应于数值越大越好的指标，(2)式对应于数值越小越好的指标，式中fij为列向量中的数据，dij为标准化后得到的数据；Ej为标准化后的列向量计算出来的熵值；其中pij如(5)式所示；uij是计算出来的指标客观权重。
(3)基于标准离差法计算综合权重
利用标准差计算主观权重与客观权重之间的权重分配公式为
式(6)中，i为1或者2，主要为了区分两个权重向量，σ1为主观性权重向量u1的标准差，σ2为客观性权重向量的标准差。综合权重计算公式为：
Wi＝μ1ωi+μ2ui(i＝1,2,…,n) (7)
式(7)中，Wi为综合权重向量。
所述步骤5)为：
电动汽车充电设备电气安全保护合格率计算公式
在电池充电过程中，分别针对N种故障测试项目，在规定的M次试验中记录合格与不合格的次数，对于可能有误动发生的项目另加M次正常运行测试，同样记录合格与不合格系数；按照国标和国际标准中的测试方法进行各种应力进行测试，能够检测到充电控制单元发的出保护动作信号，称为一次电气安全保护测试成功，否则称为一次电气安全保护测试失败；在正常工作测试中，让充电站正常运行，条件允许的情况下可以考虑加入合理的扰动，测试中没有检测到充电控制单元发出保护信号称为一次正常工作测试成功，否则称为一次正常工作测试失败；合格率计算表达式见式(8)。
式(8)中，η为充电设备的电气安全保护率；Sij为电气安全保护项目i的第j次测试，i为电气安全保护项目的编号，j为测试次数的编号，Sij的值如公式(9)所示；M为单个项目的测试次数，N为总共的测试项目的数量，αi为误动系数，取值如(10)式。
本发明中考核指标的提出，量化了电动汽车充电设备电气安保护的能力，为电动汽车综合评价体系中对厂商电气安全方面的考核提有了有效指导，能有效提高电动汽车充电设备的安全性。