CN110682821A - 一种解决因充电桩功率降低导致车端停充的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种解决因充电桩功率降低导致车端停充的方法：自t0时刻开始，持续获取充电桩进入充电工作后的温度数据，并预存；在t1时刻，基于时间段
Figure 411190DEST_PATH_IMAGE002
内的温度数据预测t2时刻的温度
Figure 390648DEST_PATH_IMAGE004
；其中，所述t1时刻晚于t0时刻，时间段
Figure 232702DEST_PATH_IMAGE006
，所述t2时刻晚于t1时刻；基于所述预测的t2时刻的温度
Figure 18124DEST_PATH_IMAGE004
，确定t2时刻充电桩的最大输出功率
Figure 363655DEST_PATH_IMAGE008
；基于t1时刻的输出功率P和t2时刻模块的最大输出功率
Figure 248434DEST_PATH_IMAGE008
确定功率变化差值
Figure 171259DEST_PATH_IMAGE010
；以及确定功率变化差值
Figure 698056DEST_PATH_IMAGE012
是否在阈值范围[‑1,1]kW内；响应于功率变化差值
Figure 100004_DEST_PATH_IMAGE013
在阈值范围内，则不触发变功率动作；否则，触发变功率动作；本发明基于功率预测，通过功率补偿或通知车端降低需求功率，提高工作效率。

Description

一种解决因充电桩功率降低导致车端停充的方法
技术领域
本发明属于电动汽车充电桩技术领域，具体涉及一种解决因充电桩功率降低导致车端停充的方法。
背景技术
近些年，国内电动汽车发展迅速，电动汽车和充电桩的数量持续上升。但是也可以看到，各种充电安全事故不断，充电安全和可靠性已经成为一个非常重要且急需解决的问题。
目前绝大部分的充电桩，在因为环境变化导致输出功率降低的情况下，并没有什么特殊的处理，仅仅只是任由功率降低，这就导致充电桩的实际输出功率和车的需求功率会相差很大。在这种情景下，无疑增加了充电过程的不可控性和充电风险。另外，假如电动车能够检测这种异常，并且进行处理，那么往往将导致充电流程的异常停止，这也导致了充电流程的不可靠性，增加了充电的失败率。
发明内容
本发明主要解决提供了一种基于功率预测，通过功率补偿或通知车端降低需求功率，来优化上述缺陷的方法。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种解决因充电桩功率降低导致车端停充的方法:
自t0时刻开始，持续获取充电桩进入充电工作后的温度数据，并预存；
在t1时刻，基于时间段
Figure 927689DEST_PATH_IMAGE002
内的温度数据预测t2时刻的温度
Figure 720195DEST_PATH_IMAGE004
；其中，所述t1时刻晚于t0时刻，时间段
Figure 703195DEST_PATH_IMAGE006
，所述t2时刻晚于t1时刻；
基于所述预测的t2时刻的温度
Figure 534622DEST_PATH_IMAGE008
，确定t2时刻充电桩的最大输出功率
Figure 286678DEST_PATH_IMAGE010
；
基于t1时刻的输出功率P和t2时刻模块的最大输出功率
Figure DEST_PATH_IMAGE011
确定功率变化差值
Figure DEST_PATH_IMAGE013
；以及
确定功率变化差值
Figure DEST_PATH_IMAGE015
是否在阈值范围[-1,1]kW内；响应于功率变化差值
Figure 92829DEST_PATH_IMAGE015
在阈值范围内，则不触发变功率动作；否则，触发变功率动作。
较佳的，所述触发变功率动作包括：
若，通知车端增加需求功率值或将剩余功率切出，所述剩余功率值等于
Figure 733763DEST_PATH_IMAGE015
；以及
若
Figure 870347DEST_PATH_IMAGE019
，进行功率补偿，功率补偿值大于等于
Figure DEST_PATH_IMAGE021
。
较佳的，所述方法包括：
若充电桩能够提供的功率补偿值大于等于
Figure 883433DEST_PATH_IMAGE021
，则执行功率补偿动作；以及
若充电桩能够提供的功率补偿值小于
Figure 844174DEST_PATH_IMAGE021
，通知车端降低需求功率值。
较佳的，所述基于时间段
Figure 270607DEST_PATH_IMAGE002
内的温度数据预测t2时刻的温度包括：
基于时间段
Figure 882985DEST_PATH_IMAGE002
内的温度数据确定时间段
Figure 140791DEST_PATH_IMAGE002
的温度变化率k；
基于温度变化率k预测t2时刻和t1时刻的温度变化
Figure DEST_PATH_IMAGE025
；以及
基于所述温度变化和t1时刻的温度T确定t2时刻的温度
Figure DEST_PATH_IMAGE028
。
较佳的，所述基于温度变化
Figure 554324DEST_PATH_IMAGE025
和t1时刻的温度T确定t2时刻的温度
Figure 763326DEST_PATH_IMAGE028
包括：
确定所述温度变化是否在约束范围[2℃，10℃]内；
响应于所述温度变化
Figure 557286DEST_PATH_IMAGE026
<2℃，则所述温度变化取值为2℃；
响应于所述温度变化
Figure 995276DEST_PATH_IMAGE026
>10℃，则所述温度变化
Figure 11773DEST_PATH_IMAGE025
取值为10℃；以及
响应于所述温度变化
Figure 244172DEST_PATH_IMAGE026
在约束范围内，则所述温度变化取值为实际值。
较佳的，所述基于预测的t2时刻的温度
Figure 841823DEST_PATH_IMAGE028
确定t2时刻充电桩的最大输出功率
Figure DEST_PATH_IMAGE029
包括：
获取充电桩的电源模块的功率温度曲线；
基于预测的t2时刻的温度
Figure 832651DEST_PATH_IMAGE028
和电源模块的功率温度曲线确定t2时刻充电桩的最大输出功率。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.技术方案对于技术人员来说需求度较高，容易实现和操作。
2.提高了充电桩和车之间操作的冗余度，提高充电成功率，增加抗干扰能力。
3.充电桩端输出功率变得更加可控，增加充电安全的冗余度。
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为本发明的方法流程图。
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。
因为目前主要是温度影响电源模块的功率变化，所以实际上是预测温升，通过温度再计算输出功率的变化，因此本申请通过以下步骤完成对于电源模块的温度预测：
1. 自t0时刻开始，控制单元持续从温度传感器获得温度，并记录保存。
2. 在t1时刻，计算时间段
Figure 857238DEST_PATH_IMAGE002
的温度变化率k，预测温度变化
Figure DEST_PATH_IMAGE031
；其中，时间。
3. 对预测温度变化进行约束，例如，约束范围可以设定为[2℃，10℃]，具体实施时，与运行时间、模块的温度功率曲线相关，在此不加以限制。此处上下限多由技术人员依据多次试验经验确定，为预测温度变化的最佳约束范围。如果
Figure DEST_PATH_IMAGE035
小于上述约束范围的下限，则
Figure DEST_PATH_IMAGE037
的取值等于上述约束范围的下限；如果大于上述约束范围的上限，则的取值等于上述约束范围的上限；否则，则
Figure 422453DEST_PATH_IMAGE037
的取值等于预测温度变化
Figure 832705DEST_PATH_IMAGE034
。
4. 预测t2时刻的温度，所述t2时刻晚于t1时刻；通过传感器获取t1时刻的温度T，那么t2时刻的
Figure DEST_PATH_IMAGE039
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE041
。
5. 预测t2时刻模块的最大输出功率，并基于温度功率曲线确定，由于温度功率曲线为出厂预存，因此可直接获取，相当于查表操作。
6. 基于t1时刻的输出功率P和预测的t2时刻模块的最大输出功率
Figure DEST_PATH_IMAGE043
确定功率变化差值
Figure DEST_PATH_IMAGE045
。
7. 消抖处理：功率变化差值
Figure DEST_PATH_IMAGE047
是否在阈值范围[-1,1]kW内；如果
Figure DEST_PATH_IMAGE049
，不触发工作；否则，触发变功率处理。消抖处理即为：根据当前输出功率P，获得功率变化差值
Figure DEST_PATH_IMAGE051
，只有
Figure DEST_PATH_IMAGE052
高于某个阈值或者低于某个阀值的时候，才会触发变功率处理。
变功率处理：如果是正值，说明可能是温度降低，功率升高，通知车端功率变化，可以增加需求功率值。或者将剩余功率切出。如果
Figure 806139DEST_PATH_IMAGE052
是负值，说明温度升高，功率降低。首先进行功率补偿，如果不足以补偿功率变化，通知车端功率变化，让车端主动降低需求功率。通知车端降低需求功率即将充电桩目前能够输出的最大功率通知车端，让车端通过这个功率重新计算需求电压和电流，从而达到降低需求功率的目的。
而通过充电桩系统内的剩余功率补偿降功率，一般都是将空闲模块通过硬件控制切入当前输出电路中。这是一种通用的手段，本方案不对其进行详细描述。
其中，具体操作为：控制单元不断从温度传感器获得温度，并记录保存；控制单元每隔一个时间段进行一次功率预测(注意这个间隔时间和获取温度的时间间隔是独立的)；控制单元根据一个时间段
Figure DEST_PATH_IMAGE054
内的温度变化
Figure DEST_PATH_IMAGE056
，计算温度变化率k，并以变化率k为基础，计算
Figure DEST_PATH_IMAGE058
时间后的预测温度变化
Figure DEST_PATH_IMAGE060
，即，对
Figure 420660DEST_PATH_IMAGE060
进行约束，使其在某个上下限范围之内，得到
Figure DEST_PATH_IMAGE064
。获得
Figure 121638DEST_PATH_IMAGE058
时间后的温度，通过传感器获取当前温度T，那么
Figure 140409DEST_PATH_IMAGE058
时间后的温度
Figure 490619DEST_PATH_IMAGE039
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE066
；计算
Figure 128405DEST_PATH_IMAGE058
时间后的功率：根据电源模块的功率温度曲线，计算
Figure 504064DEST_PATH_IMAGE039
温度下模块的功率输出
Figure DEST_PATH_IMAGE067
。
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 (6)

1.一种解决因充电桩功率降低导致车端停充的方法，其特征在于：
自t0时刻开始，持续获取充电桩进入充电工作后的温度数据，并预存；
在t1时刻，基于时间段
Figure 555555DEST_PATH_IMAGE001
内的温度数据预测t2时刻的温度
Figure 186388DEST_PATH_IMAGE002
；其中，所述t1时刻晚于t0时刻，时间段
Figure 310202DEST_PATH_IMAGE003
，所述t2时刻晚于t1时刻；
基于所述预测的t2时刻的温度
Figure 109399DEST_PATH_IMAGE004
，确定t2时刻充电桩的最大输出功率
Figure 584243DEST_PATH_IMAGE005
；
基于t1时刻的输出功率P和t2时刻模块的最大输出功率
Figure 425291DEST_PATH_IMAGE006
确定功率变化差值；以及
确定功率变化差值
Figure 863267DEST_PATH_IMAGE008
是否在阈值范围[-1,1]kW内；响应于功率变化差值
Figure 69252DEST_PATH_IMAGE008
在阈值范围内，则不触发变功率动作；否则，触发变功率动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述触发变功率动作包括：
若
Figure 296971DEST_PATH_IMAGE009
，通知车端增加需求功率值或将剩余功率切出，所述剩余功率值等于
Figure 502562DEST_PATH_IMAGE008
；以及
若
Figure 86121DEST_PATH_IMAGE010
，进行功率补偿，功率补偿值大于等于
Figure 774592DEST_PATH_IMAGE011
。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
若充电桩能够提供的功率补偿值大于等于
Figure 801191DEST_PATH_IMAGE011
，则执行功率补偿动作；以及
若充电桩能够提供的功率补偿值小于
Figure 249621DEST_PATH_IMAGE011
，通知车端降低需求功率值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于时间段
Figure 202534DEST_PATH_IMAGE001
内的温度数据预测t2时刻的温度
Figure 514435DEST_PATH_IMAGE012
包括：
基于时间段
Figure 185588DEST_PATH_IMAGE001
内的温度数据确定时间段
Figure 172130DEST_PATH_IMAGE001
的温度变化率k；
基于温度变化率k预测t2时刻和t1时刻的温度变化；以及
基于所述温度变化
Figure 790248DEST_PATH_IMAGE014
和t1时刻的温度T确定t2时刻的温度
Figure 948696DEST_PATH_IMAGE015
。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于温度变化
Figure 270087DEST_PATH_IMAGE013
和t1时刻的温度T确定t2时刻的温度
Figure 712439DEST_PATH_IMAGE015
包括：
确定所述温度变化是否在约束范围[2℃，10℃]内；
响应于所述温度变化
Figure 637987DEST_PATH_IMAGE014
<2℃，则所述温度变化取值为2℃；
响应于所述温度变化
Figure 918981DEST_PATH_IMAGE014
>10℃，则所述温度变化
Figure 291057DEST_PATH_IMAGE013
取值为10℃；以及
响应于所述温度变化在约束范围内，则所述温度变化
Figure 24975DEST_PATH_IMAGE013
取值为实际值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预测的t2时刻的温度
Figure 176339DEST_PATH_IMAGE015
确定t2时刻充电桩的最大输出功率
Figure 516054DEST_PATH_IMAGE005
包括：
获取充电桩的电源模块的功率温度曲线；
基于预测的t2时刻的温度
Figure 621544DEST_PATH_IMAGE015
和电源模块的功率温度曲线确定t2时刻充电桩的最大输出功率。
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