CN110626198A - 一种用于充电桩的寻找热平衡功率的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于充电桩的寻找热平衡功率的方法及系统，设定运行环境温度为T、需求的热平衡功率为；设定充电桩的输出功率为，获取充电桩以所述输出功率运行一个时间段t后的当前参数，所述当前参数至少包括当前实际输出功率和当前模块温度；基于所述输出功率运行一个时间段t后的当前参数、历史参数，判断所述输出功率为所述热平衡功率的上限或下限;本发明通过让充电系统进行一种自我训练，来寻找热平衡功率，即热平衡温度下的最优充电功率；这个功率可以指导充电系统，让充电系统在特定的环境温度下，以最优功率持续运行。

Description

一种用于充电桩的寻找热平衡功率的方法及系统
技术领域
本发明属于电动汽车充电桩技术领域，具体涉及一种用于充电桩的寻找热平衡功率的方法及系统。
背景技术
目前充电桩中的一个非常普遍的问题是温度的问题。温度升高，将导致充电桩降容。特别是在夏季，这个问题更加严重，甚至可能导致停充。但是，简单的通过降低功率的方式来降低温升，效率并不高，而且降低多少功率，只能依靠经验。因此，需要找到热平衡温度，用于平衡功率和温升，来实现功率的最优化。
发明内容
本发明主要通过让充电系统进行一种自我训练，来寻找热平衡功率，即热平衡温度下的最优充电功率。这个功率可以指导充电系统，让充电系统在特定的环境温度下，以相应的最优功率持续运行。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种用于充电桩的寻找热平衡功率的方法，
设定运行环境温度为T、需求的热平衡功率为；
设定充电桩的输出功率为，获取充电桩以所述输出功率运行一个时间段t后的当前参数，所述当前参数至少包括当前实际输出功率和当前模块温度；
基于所述输出功率运行一个时间段t后的当前参数、历史参数，判断所述输出功率为所述热平衡功率的上限或下限。
较佳的，所述方法还包括：
响应于所述，则为上限，将赋值给；
响应于所述，则为下限，将赋值给。
较佳的，所述方法还包括：
基于所述和的差值，设定一个阈值范围；
判断所述差值是否稳定于所述阈值范围内。
较佳的，所述方法还包括：
响应于所述差值稳定于所述阈值范围内，则确定的值，并；
较佳的，所述方法还包括：
响应于所述差值不在所述阈值范围内，将赋值给充电桩的输出功率再次进入运行。
较佳的，所述方法还包括：
响应于调整后的输出功率为上限，则减小的值;
响应于调整后的输出功率为下限，则增加的值;
较佳的，所述方法还包括：
基于所设运行环境温度下的值已确定，将赋值给环境温度T再次进入运行，以获取多个所需运行环境温度下的所有热平衡功率入运行，获取多个所需运行环境温度下的所有热平衡功率。
一种用于充电桩的寻找热平衡功率的系统，包括上位机、通讯线、温控模块、充电桩和负载模块；
所述上位机，响应于充电桩以所述输出功率运行一个时间段t后的当前参数，通过所述通讯线连接所述温控模块、所述充电桩和所述负载模块，用于接受数据、处理数据和发出控制指令；
所述温控模块，响应于所述当前模块温度和所需运行环境温度，用于给所述充电桩提供合适的运行温度；
所述充电桩，响应于多个所需运行环境温度下的所有热平衡功率，用于给目标进行充电；所述负载模块，替代电动车，用于消耗所述充电桩的电量。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.规避复杂的计算和各种影响因素，通过自我学习的方式得到热平衡功率，使桩能够在各种温度条件下实现长时间稳定的输出，最优化充电时间。
2.方案本身与充电系统结构无关，不需进行复杂的系统调整，只要通过反复训练就可以实现。
3.整套方案基于主动控制模块，使充电的过程更安全可控。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的方法应用场景图；
图2为本发明的方法流程图；
图3为本发明的模块图。
图中：1上位机、2通讯线、3温控模块、4充电桩、5负载模块。
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。
如图1-3，本发明的实际运用场景：上位机1通过通讯线2连接温控模块3、充电桩4和负载模块5。然后根据设定的参数与负载模块5的实际损耗来控制温控模块3、充电桩4，此处负载模块5通过充电桩4的枪线连接充电，并由上位机1获取实际输出功率、温度等参数，实现三者之间的联动，进而通过训练获得充电桩4的热平衡功率。
其中，寻找热平衡功率的操作原理：首先假定某情形下最优热平衡功率为。我们设定某个功率，然后以运行后就可以得到结果。必然大于等于或者小于等于，这样一来，我们可以根据运行的结果反推是的“上限”还是的“下限”。然后再不断优化调整，不断运行训练，最终可以让不断接近，只要他们之间的差距在一定范围之内，就可以认为，然后就可以得到。
所用参数中，：热平衡功率；：的下限，永远小于等于；：的上限，永远大于等于；：运行时设定的功率。
具体操作流程可按以下步骤梳理：
1.初始化，将的值设定为充电桩的最大输出功率，将设定为0，设定为充电桩的最大输出功率。
2.让充电系统以设定功率运行一个时间段，并记录结果。
3.判断运行结果，根据功率变化，温度变化，判断是的上限还是下限，如果结果是的上限，将赋值给；如果是下限，赋值给。
4.判断和的差值，如果两者差值长时间稳定在例如[0,1]kW的范围内，认为应找到了。那么令。如果差值不在阈值之内，重复步骤2。
5.根据运行结果调整，如果是上限，就将的值减小，如果是下限，就将值的增加。
6.得到某个环境温度下的热平衡功率，更改环境温度，并重复步骤1，得到另一个环境温度下的热平衡功率。根据需求反复操作，就可以得到所需求的温度下的所有热平衡功率。
上述步骤3中，是的上限还是下限，依据以下方式进行判断：
假定运行结果得到降功率值 (设定输出功率减去当前输出功率)，温升 (当前温度减去运行前温度)。给设定一个阈值，在这个阈值之内，认为功率变化不明显。给设定一个阈值，在这个阈值之内，认为温升变化不明显。
（1）在阈值之内
（a）在阈值之内
压降不明显，温升不明显，说明是下限值，将小幅度上调
（b）高于阈值上限(>0)
压降不明显，温升明显。没有意义的点，不进行操作，继续下一轮运行
（c）低于阈值下线(＜0)
压降不明显，温度反而降低，说明是下限值，且余度较高，将上调较大幅度
（2）高于阈值上限(>0)
（a）在阈值之内
压降明显，温升不明显，说明是上限值，将小幅下调，并和当前输出功率比较，取两者中的最小值。
（b）高于阈值上限(>0)
压降明显，温升明显，说明是上限值，将大幅下调，并和当前输出功率比较，取两者中的最小值。
（c）低于阈值下线(＜0)
压降明显，温度反而降低(可能模块主动降低功率，导致后来温度反而降低)，说明是上限值，将小幅下调，并和当前输出功率比较，取两者中的最小值。
（3）低于阈值下限(<0)
由于充电桩的输出功率不会高于设定功率，因此不存在这种情况，可排除。
本方案通过让充电系统进行一种自我训练，来寻找热平衡功率，即热平衡温度下的最优充电功率。这个功率可以指导充电系统，让充电系统在特定的环境温度下，以相应的最优功率持续运行。
所谓热平衡功率，是指在某个特定环境（本方案中特指温度）和特定充电桩结构下，能够长时间稳定运行而没有较大温升的最大输出功率。
所谓自我训练，即一种自我学习的方式。在本方案中，就是通过这种方式寻找热平衡功率。大体思路是：让充电系统在某个环境下正常运行，运行中唯一能够控制的参数是输出功率，通过每个阶段的运行结果，不断自我调整优化输出功率，最终的目的是找到一个能够在此环境下长时间稳定运行而没有较大温升最大输出功率，这样就能够寻找到一个热平衡功率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于充电桩的寻找热平衡功率的方法，其特征在于：
设定运行环境温度为T、需求的热平衡功率为；
设定充电桩的输出功率为，获取充电桩以所述输出功率运行一个时间段t后的当前参数，所述当前参数至少包括当前实际输出功率和当前模块温度；
基于所述输出功率运行一个时间段t后的当前参数、历史参数，判断所述输出功率为所述热平衡功率的上限Ps-high或下限Ps-low。
2.根据权利要求1所述用于充电桩的寻找热平衡功率的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述，则为上限，将赋值给；
响应于所述，则为下限，将赋值给。
3.根据权利要求2所述用于充电桩的寻找热平衡功率的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述和的差值，设定一个阈值范围；
判断所述差值是否稳定于所述阈值范围内。
4.根据权利要求3所述用于充电桩的寻找热平衡功率的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述差值稳定于所述阈值范围内，则确定的值，并。
5.根据权利要求3所述用于充电桩的寻找热平衡功率的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于所述差值不在所述阈值范围内，将赋值给充电桩的输出功率再次进入运行。
6.根据权利要求5所述用于充电桩的寻找热平衡功率的方法，其特征在于，所述方法还包括：
响应于调整后的输出功率为上限，则减小的值;
响应于调整后的输出功率为下限，则增加的值。
7.根据权利要求4所述用于充电桩的寻找热平衡功率的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所设运行环境温度下的值已确定，将赋值给环境温度T再次进入运行，以获取多个所需运行环境温度下的所有热平衡功率。
8.一种用于充电桩的寻找热平衡功率的系统，其特征在于：包括上位机（1）、通讯线（2）、温控模块（3）、充电桩（4）和负载模块（5）；
所述上位机（1），响应于充电桩（4）以所述输出功率运行一个时间段t后的当前参数，通过所述通讯线连接所述温控模块（3）、所述充电桩（4）和所述负载模块（5），用于接受数据、处理数据和发出控制指令；
所述温控模块（3），响应于所述当前模块温度和所需运行环境温度，用于给所述充电桩（4）提供合适的运行温度；
所述充电桩（4），响应于多个所需运行环境温度下的所有热平衡功率，用于给目标进行充电；所述负载模块（5），替代电动车，用于消耗所述充电桩（4）的电量。
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