CN112020272A - 一种充电桩风机调速系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了充电桩技术领域的一种充电桩风机调速系统及方法，系统包括：一个充电桩桩体；一个充电桩控制器，设于所述充电桩桩体的内部；若干个电源模块，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述充电桩控制器连接；各所述电源模块均设有一进风口、一出风口以及一第一风机；所述第一风机设于进风口；一个MCU，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述充电桩控制器连接；一个电机频率采集器，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述MCU连接；若干个温度传感器，分别设于所述进风口、出风口，并与所述MCU连接；若干个第二风机，分别设于各所述出风口，并与所述MCU连接。本发明的优点在于：实现动态调节风机的转速并对散热异常进行监测。

Description

一种充电桩风机调速系统及方法

技术领域

本发明涉及充电桩技术领域，特别指一种充电桩风机调速系统及方法。

背景技术

随着新能源汽车的发展，充电桩渐渐地普及到人们的生活中。充电桩使用的绝对安全指标和降低环境影响成为人们绿色出行与健康生活的首要目标。充电桩会因不同的使用环境以及工作功率而存在桩体温度变化的差异性问题，出于对充电桩使用的安全性考虑，充电桩内部的电源模块的温度差必须处于标准范围内。因此，合理有效的控制电源模块温度成为充电桩安全稳定运行的一个基本要求。

然而，传统的充电桩在电源模块温度调节上，不能准确的根据工作功率、环境温度、散热效果等因素进行动态调节风机的转速，使得温度调节效果不佳，也造成了不必要的功率损耗；不能进行散热异常的监测，使得人工故障排查变得困难。

因此，如何提供一种充电桩风机调速系统及方法，实现动态调节风机的转速并对散热异常进行监测，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种充电桩风机调速系统及方法，实现动态调节风机的转速并对散热异常进行监测。

一方面，本发明提供了一种充电桩风机调速系统，包括：

一个充电桩桩体；

一个充电桩控制器，设于所述充电桩桩体的内部；

若干个电源模块，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述充电桩控制器连接；各所述电源模块均设有一进风口、一出风口以及一第一风机；所述第一风机设于进风口；

一个MCU，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述充电桩控制器连接；

一个电机频率采集器，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述MCU连接；

若干个温度传感器，分别设于所述进风口、出风口，并与所述MCU连接；

若干个第二风机，分别设于各所述出风口，并与所述MCU连接。

另一方面，本发明提供了一种充电桩风机调速方法，包括如下步骤：

步骤S10、MCU设定一最大限制功率P_max以及一最大温度差T_max，并通过充电桩控制器实时获取充电桩的当前工作功率P_now，通过温度传感器实时获取进风口的温度T_in以及出风口的温度T_out；

步骤S20、MCU判断所述当前工作功率P_now是否大于等于最大限制功率P_max，若是，则启动第一风机；若否，则进入步骤S30；

步骤S30、判断所述进风口的温度T_in与出风口的温度T_out的绝对差T_diff是否大于等于最大温度差T_max，若是，则启动第一风机；若否，则关闭第一风机。

进一步地，还包括：

步骤S40、MCU设定一最小温度差T_min，并将第二分机的转速划分为L₁、L₂、...、L_N共N个转速等级，N为正整数；

步骤S50、计算所述绝对差T_diff与最小温度差T_min的差值T_dis，以所述差值T_dis为梯度设置G₁、G₂、...、G_N共N个温度区间；

步骤S60、将N个所述转速等级与温度区间进行一一对应，并基于所述差值T_dis所处的温度区间调节第二分机的转速等级。

进一步地，还包括：

步骤S41、MCU设定一最大转速误差W_max，并将第二分机的转速划分为W₁、W₂、...、W_N共N个转速等级，N为正整数；

步骤S51、MCU通过电机频率采集器实时采集第二风机的频率反馈信号S_f；

步骤S61、基于所述频率反馈信号S_f以及频率反馈信号与第二电机的转速的转换关系，计算第二风机的实际转速W_f；

步骤S71、判断当前占空比下，所述实际转速W_f与对应的转速等级的差值W_diff是否大于等于最大转速误差W_max，若是，则MCU向充电桩控制器发送第二风机工作异常信号；若否，则结束流程。

进一步地，还包括：

步骤S42、MCU设定一温度阈值T_n以及一时间阈值T_c，判断所述绝对差T_diff是否大于温度阈值T_n且持续时间超过时间阈值T_c，若是，则MCU向充电桩控制器发送散热系统异常信号；若否，则结束流程。

本发明的优点在于：

1、通过设置所述温度传感器实时采集电源模块的进风口、出风口的温度，进而动态的调整所述第一风机和第二风机的启停以及转速，即基于所述电源模块内部的温度变化对第一风机和第二风机的转速进行控制,在温度过高或者满功率运行的情况下自动将第一风机或者第二风机调速到高档速进行降温,当温度达到预定值时自动将第一风机或者第二风机降低到低档速运行,在满足散热要求的前提下节能并降低噪声，实现动态调节风机的转速。

2、通过设置所述电机频率采集器实时采集第二风机的频率反馈信号，用于判断所述第二风机工作是否异常，设定温度阈值T_n以及时间阈值T_c，用于判断所述进风口的温度与出风口的温度是否异常，实现对所述电源模块的散热异常进行监测，大大的降低了异常排查的难度。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是本发明一种充电桩风机调速系统的结构示意图。

图2是本发明一种充电桩风机调速方法的流程图。

标记说明：

100-一种充电桩风机调速系统，1-充电桩控制器，2-电源模块，3-MCU，4-电机频率采集器，5-温度传感器，6-第二风机，21-第一风机。

具体实施方式

本申请实施例中的技术方案，总体思路如下：

通过设置所述温度传感器实时采集进风口、出风口的温度，设置所述电机频率采集器实时采集第二风机的频率反馈信号，对所述电源模块内部的温度以及第二风机的转速进行全方位的掌控，进而动态调节第一风机和第二风机的转速并对散热异常进行监测。

请参照图1至图2所示，本发明一种充电桩风机调速系统100的较佳实施例，包括：

一个充电桩桩体(未图示)；

一个充电桩控制器1，设于所述充电桩桩体的内部，用于控制电源模块2的充放电；

若干个电源模块2，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述充电桩控制器1连接；各所述电源模块2均设有一进风口(未图示)、一出风口(未图示)以及一第一风机21；所述第一风机21设于进风口；

一个MCU3，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述充电桩控制器1连接，用于控制所述第一风机21以及第二风机6的工作，接收所述电机频率采集器4以及温度传感器5的信号；

一个电机频率采集器4，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述MCU3连接，用于采集所述第二风机6的频率反馈信号，即采集所述第二风机6的转速；

若干个温度传感器5，分别设于所述进风口、出风口，并与所述MCU3连接；所述温度传感器5为热敏电阻；

若干个第二风机6，分别设于各所述出风口，并与所述MCU3连接；所述第一风机21以及第二风机6均为直流PWM调速风机，可通过调节占空比来调整转速，所述第一风机21用于往电源模块2内部吹风，所述第二风机6用于从电源模块2内部抽风。

本发明一种充电桩风机调速方法的较佳实施例，其中充电桩内部温差调节方法，包括如下步骤：

步骤S10、MCU设定一最大限制功率P_max以及一最大温度差T_max，并通过充电桩控制器实时获取充电桩的当前工作功率P_now，通过温度传感器实时获取进风口的温度T_in以及出风口的温度T_out；

步骤S20、MCU判断所述当前工作功率P_now是否大于等于最大限制功率P_max，若是，则启动第一风机进行满负荷运行；若否，则进入步骤S30；

步骤S30、判断所述进风口的温度T_in与出风口的温度T_out的绝对差T_diff是否大于等于最大温度差T_max，若是，则启动第一风机；若否，则关闭第一风机；其中T_diff＝|T_in-T_out|。

还包括第二风机调节方法：

步骤S40、MCU设定一最小温度差T_min，并将第二分机的转速划分为L₁、L₂、…、L_N共N个转速等级，N为正整数；第二分机的转速与散热效果对应，即转速越高，散热效果越好；

步骤S50、计算所述绝对差T_diff与最小温度差T_min的差值T_dis，以所述差值T_dis为梯度设置G₁、G₂、…、G_N共N个温度区间；其中T_dis＝T_diff-T_min；

步骤S60、将N个所述转速等级与温度区间进行一一对应，并基于所述差值T_dis所处的温度区间调节第二分机的转速等级例如当所述差值T_dis所处的温度区间为G₂时，调节第二分机的转速等级为L₂。

还包括散热异常反馈方法之一：

步骤S41、MCU设定一最大转速误差W_max，并将第二分机的标准工作转速划分为W₁、W₂、...、W_N共N个转速等级，N为正整数；标准工作转速划由厂商提供；

步骤S51、MCU通过电机频率采集器实时采集第二风机的频率反馈信号S_f；

步骤S61、基于所述频率反馈信号S_f以及频率反馈信号与第二电机的转速的转换关系，计算第二风机的实际转速W_f；所述转换关系由厂商提供，即频率与转速的对应关系，频率越高转速越快；

步骤S71、判断当前占空比下，所述实际转速W_f与对应的转速等级的差值W_diff是否大于等于最大转速误差W_max，若是，则MCU向充电桩控制器发送第二风机工作异常信号；若否，则结束流程。

还包括散热异常反馈方法之二：

步骤S42、MCU设定一温度阈值T_n以及一时间阈值T_c，判断所述绝对差T_diff是否大于温度阈值T_n且持续时间超过时间阈值T_c，若是，则MCU向充电桩控制器发送散热系统异常信号；若否，则结束流程。

综上所述，本发明的优点在于：

1、通过设置所述温度传感器实时采集电源模块的进风口、出风口的温度，进而动态的调整所述第一风机和第二风机的启停以及转速，即基于所述电源模块内部的温度变化对第一风机和第二风机的转速进行控制,在温度过高或者满功率运行的情况下自动将第一风机或者第二风机调速到高档速进行降温,当温度达到预定值时自动将第一风机或者第二风机降低到低档速运行,在满足散热要求的前提下节能并降低噪声，实现动态调节风机的转速。

2、通过设置所述电机频率采集器实时采集第二风机的频率反馈信号，用于判断所述第二风机工作是否异常，设定温度阈值T_n以及时间阈值T_c，用于判断所述进风口的温度与出风口的温度是否异常，实现对所述电源模块的散热异常进行监测，大大的降低了异常排查的难度。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种充电桩风机调速系统，其特征在于：包括：

一个充电桩桩体；

一个充电桩控制器，设于所述充电桩桩体的内部；

若干个电源模块，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述充电桩控制器连接；各所述电源模块均设有一进风口、一出风口以及一第一风机；所述第一风机设于进风口；

一个MCU，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述充电桩控制器连接；

一个电机频率采集器，设于所述充电桩桩体的内部，并与所述MCU连接；

若干个温度传感器，分别设于所述进风口、出风口，并与所述MCU连接；

若干个第二风机，分别设于各所述出风口，并与所述MCU连接。

2.一种充电桩风机调速方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1所述的调速系统，包括如下步骤：

步骤S10、MCU设定一最大限制功率P_max以及一最大温度差T_max，并通过充电桩控制器实时获取充电桩的当前工作功率P_now，通过温度传感器实时获取进风口的温度T_in以及出风口的温度T_out；

步骤S20、MCU判断所述当前工作功率P_now是否大于等于最大限制功率P_max，若是，则启动第一风机；若否，则进入步骤S30；

步骤S30、判断所述进风口的温度T_in与出风口的温度T_out的绝对差T_diff是否大于等于最大温度差T_max，若是，则启动第一风机；若否，则关闭第一风机。

3.如权利要求2所述的一种充电桩风机调速方法，其特征在于：还包括：

步骤S40、MCU设定一最小温度差T_min，并将第二分机的转速划分为L₁、L₂、...、L_N共N个转速等级，N为正整数；

步骤S50、计算所述绝对差T_diff与最小温度差T_min的差值T_dis，以所述差值T_dis为梯度设置G₁、G₂、...、G_N共N个温度区间；

步骤S60、将N个所述转速等级与温度区间进行一一对应，并基于所述差值T_dis所处的温度区间调节第二分机的转速等级。

4.如权利要求2所述的一种充电桩风机调速方法，其特征在于：还包括：

步骤S41、MCU设定一最大转速误差W_max，并将第二分机的转速划分为W₁、W₂、...、W_N共N个转速等级，N为正整数；

步骤S51、MCU通过电机频率采集器实时采集第二风机的频率反馈信号S_f；

步骤S61、基于所述频率反馈信号S_f以及频率反馈信号与第二电机的转速的转换关系，计算第二风机的实际转速W_f；

步骤S71、判断当前占空比下，所述实际转速W_f与对应的转速等级的差值W_diff是否大于等于最大转速误差W_max，若是，则MCU向充电桩控制器发送第二风机工作异常信号；若否，则结束流程。

5.如权利要求2所述的一种充电桩风机调速方法，其特征在于：还包括：

步骤S42、MCU设定一温度阈值T_n以及一时间阈值T_c，判断所述绝对差T_diff是否大于温度阈值T_n且持续时间超过时间阈值T_c，若是，则MCU向充电桩控制器发送散热系统异常信号；若否，则结束流程。

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