CN117118039B - 户外移动电源过温保护方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种户外移动电源过温保护方法、装置及系统，该方法包括：监测移动电源内电源组件的第一温度，并将第一温度与预设告警门限进行比较；若第一温度触发第一告警，则继续监测电源组件的第二温度，并确定电源组件的温升速率；当达到第二告警门限时，根据温升速率计算第二温度升至第三告警门限的温升时间，并确定移动电源充电或放电的运行时间；若运行时间大于温升时间，则计算温升时间内电源组件的抑制温升；根据抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，并根据目标变化功率降低移动电源的输入输出功率。既精准控制了移动电源升温过程中功率的降低，避免了电源组件过温下电、温度过冲而造成的损坏，又有效提升了用户的体验感。
Description
技术领域
本发明涉及移动电源技术领域，尤其一种涉户外移动电源过温保护方法、装置及系统。
背景技术
近几年户外移动电源设备迅速发展，设备大容量、大充放电功率成为主要竞争力，而大充放电功率的实现使得电池组、逆变器等电源器件发热严重，如果不能有效控制移动电源内部电源组件的温度，当电源组件的过高时，轻则会影响设备的使用性能，重则会导致设备失效引发火灾等。
在相关技术中，户外移动电源设备具有散热以及过温保护功能，以防止电源组件温度过高的问题，进行移动电源的过温保护。其中，对于过温保护方案，当前常规的过温保护策略分为两种：一种为电源组件温度超过过温保护门限之后，设备直接下电；另一种为电源组件温度在超过过温保护门限之前按照固定数值降低移动电源输入或输出功率，从而避免设备过温下电。而散热是通过移动电源内的风扇模组实现，包括三类：第一类在设备运行时将风扇模组转速默认设置为满转，不进行调速处理；第二类为将风扇模组转速与使用负载进行联调的方法，根据使用负载大小变化实时调节风扇模组转速；第三类为将风扇模组转速与关键组件工作温度进行联调的方法，通过关键组件实时温度与组件温度限定值进行对比，控制风扇转速升高或降低。
上述的相关技术，若过温直接使设备下电，存在设备停止运行的情况，而采用固定数值降低功率来防止电源组件过温下电，存在降额过大，导致用户体验变差的问题，另外，风扇模组长时间高速运转会造成风扇模组能耗高、噪声大、寿命短等问题，若根据负载设置风扇转速，会出现同一使用负载数量在环境高低温不同时采用的是同一转速，设备能耗高、噪声大，而若根据组件工作温度设置风扇转速，由于户外移动电源设备负载变化区间较宽，在使用负载突然增大时，组件温度过冲会造成组件损坏。
因此，需要提出一种在户外移动电源使用时，能够精准控制移动电源升温过程中功率的降低，从而避免电源组件过温下电、温度过冲而造成的组件损坏，以及安全又不影响用户体验感的户外移动电源过温保护方案。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请提供一种户外移动电源过温保护方法、装置及系统，以解决移动电源升温过程中，电源组件过温直接下电或者采用固定数值降低移动电源功率，而导致用户体验变差的问题的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种户外移动电源过温保护方法，所述方法包括：监测所述移动电源内电源组件的第一温度，并将所述第一温度与预设告警门限进行比较，其中，所述预设告警门限由告警程度从低到高包括第一告警门限、第二告警门限与第三告警门限；若所述第一温度触发第一告警，则继续监测所述电源组件的第二温度，并确定所述电源组件的温升速率；当所述第二温度达到所述第二告警门限时，根据所述温升速率计算所述第二温度升至所述第三告警门限的温升时间，以及确定所述移动电源充电或放电的运行时间；若所述运行时间大于所述温升时间，则计算所述温升时间内所述电源组件的抑制温升；根据预设的所述抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，并根据所述目标变化功率降低所述移动电源的输入输出功率。
于本发明一实施例中，根据所述温升速率计算所述第二温度升至所述第三告警门限的温升时间，包括：计算预设温度与所述第二温度之间的温度差值，其中，所述预设温度小于所述第三告警门限且大于所述第二温度；对所述温度差值与所述温升速率进行计算，获得所述温升时间。
于本发明一实施例中，则计算所述温升时间内所述电源组件的抑制温升，包括：基于所述移动电源的温升速率与温降系数的一一对应关系，确定所述移动电源的第一温降系数；根据所述温升时间与所述运行时间的比较结果确定所述电源组件的第二温降系数；对所述温升时间、所述温升速率、所述第一温降系数与所述第二温降系数进行计算，获得所述抑制温升。
于本发明一实施例中，并根据所述目标变化功率降低所述移动电源的输入输出功率之前，还包括：监测所述电源组件的第三温度，并将所述第三温度与所述第二告警门限进行比较；若所述第三温度大于或等于所述第二告警门限，则根据所述目标变化功率降低所述移动电源的输入输出功率；若所述第三温度小于所述第二告警门限，则控制所述移动电源保持当前输入输出功率。
于本发明一实施例中，所述电源组件包括电池组、逆变器、风扇和移动电源壳体。
于本发明一实施例中，监测电源组件的第一温度之前，还包括：采用多项式响应面模型建立风扇转速与负载数量、环境温度的目标模型，其中，所述目标模型采用所述负载数量与所述环境温度的四阶拟合多项式；获取所述移动电源的第一负载数量与第一环境温度，并输入所述目标模型以基于所述线性关系四阶拟合多项式确定风扇的第一计算转速；记录根据所述四阶拟合多项式计算所述风扇转速的次数，并判断所述次数是否超过一次；若未超过一次，则将所述第一计算转速作为所述风扇的第一设置转速，并调整所述风扇转速至所述第一设置转速。
于本发明一实施例中，所述四阶拟合多项式为：
其中，表示负载数量的阶数，/>表示环境温度的阶数，/>表示多项式系数，x表示负载数量，y表示环境温度。
于本发明一实施例中，监测电源组件的第一温度之后，还包括：判断所述第一温度是否处于预设温度区间，其中，所述预设温度区间的下限值小于所述第一告警门限，上限值为所述第二告警门限，所述上限值和所述下限值根据各电源组件的温度规格设置；若所述第一温度大于或等于所述上限值，且所述风扇未达到最高转速，则增加风扇转速，若所述第一温度大于或等于所述上限值，且所述风扇已经达到最高转速，则控制所述风扇保持所述第一设置转速并进入过温保护；若所述第一温度处于所述预设温度区间，则控制所述风扇保持所述第一设置转速；若所述第一温度小于或等于所述下限值，则获取所述风扇的当前设置转速，将所述当前设置转速与所述第一计算转速进行比较，并根据比较结果确定所述风扇的第二设置转速。
于本发明一实施例中，并根据比较结果确定所述风扇的第二设置转速，包括：若所述当前设置转速小于或等于所述第一计算转速，则将所述当前设置转速作为所述第二设置转速；若所述当前设置转速大于所述第一计算转速，则根据所述当前设置转速与所述第一计算转速的第一转速差值确定所述第二设置转速；若所述第一转速差值大于或等于第一预设阈值，则降低风扇转速，获得所述第二设置转速，若所述第一转速差值小于所述第一预设阈值，则将所述第一计算转速作为所述第二设置转速。
于本发明一实施例中，并判断所述次数是否超过一次之后，还包括：若超过一次，则计算所述第一计算转速与第二计算转速的第二转速差值的绝对值，并将所述绝对值与第二预设阈值进行比较，其中，所述第二计算转速为前一次根据所述移动电源对应的第二负载数量与第二环境温度计算获得的；若所述绝对值小于所述第二预设阈值，则将前一次设置的第三设置转速作为所述第一设置转速；若所述绝对值大于或等于所述第二预设阈值，则将所述第一计算转速与所述第三设置转速进行比较；若所述第一计算转速大于所述第三设置转速，则将所述第一计算转速作为所述第一设置转速；若所述第一计算转速小于或等于所述第三设置转速，则维持所述第三设置转速预设时间后将所述第一计算转速作为所述第一设置转速。
第二方面，本申请提供了一种户外移动电源过温保护装置，所述装置包括：监测模块，用于监测所述移动电源内电源组件的第一温度，并将所述第一温度与预设告警门限进行比较，其中，所述预设告警门限由告警程度从低到高包括第一告警门限、第二告警门限与第三告警门限；确定模块，用于若所述第一温度触发第一告警，则继续监测所述电源组件的第二温度，并确定所述电源组件的温升速率；第一计算模块，用于当所述第二温度达到所述第二告警门限时，根据所述温升速率计算所述第二温度升至所述第三告警门限的温升时间，以及确定所述移动电源充电或放电的运行时间；第二计算模块，用于若所述运行时间大于所述温升时间，则计算所述温升时间内所述电源组件的抑制温升；过温保护模块，用于根据预设的所述抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，并根据所述目标变化功率降低所述移动电源的输入输出功率。
第三方面，本申请提供了一种户外移动电源过温保护系统，使用如第一方面所述的户外移动电源过温保护方法，所述系统包括多个温度传感器、数据处理模块、功率控制模块、风扇控制模块和风扇模组；所述温度传感器设置于移动电源进风口及电源组件处，用于实时获取移动电源的环境温度和电源组件温度，并将所述环境温度和所述电源组件温度传输至所述数据处理模块；所述功率控制模块用于控制所述移动电源的输入输出功率，并将所述移动电源的功率数据传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于对所述环境温度、所述功率数据与所述电源组件温度进行分析处理，获得风扇的调速策略，并将所述调速策略传输至所述风扇控制模块；所述风扇控制模块用于根据所述调速策略控制所述风扇模组进行所述风扇的转速调节。
如上所述，本发明实施例提供的一种户外移动电源过温保护方法、装置及系统，具有以下有益效果：
首先通过监测移动电源内电源组件的第一温度，并在第一温度触发第一告警时继续监测电源组件的第二温度，以确定电源组件的温升速率，然后在第二温度达到第二告警门限时，根据温升速率计算第二温度升至第三告警门限的温升时间，并确定移动电源充电或放电的运行时间，进一步地，当运行时间大于温升时间时计算温升时间内电源组件的抑制温升，根据预设的抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，最后根据目标变化功率降低移动电源的输入输出功率，在户外移动电源使用过程中，当电源组件温度升高时，既可以对移动电源起到过温保护的作用，又可以通过优化降低功率的方式尽量延迟电源组件温度过冲的到来，精准控制移动电源升温过程中功率的降低，提前对移动电源整体进行降温，从而避免了电源组件因过温下电、温度过冲而造成的组件损坏的问题，增强了移动电源的使用寿命以及保障了移动电源的使用安全，也提升了用户体验感。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本申请的一示例性实施例示出的户外移动电源过温保护装置的实施环境示意图；
图2是本申请的一示例性实施例示出的户外移动电源过温保护方法的流程图；
图3是本申请的一示例性实施例示出的一种户外移动电源风扇转速的控制流程图；
图4是本申请的一示例性实施例示出的一种具体的户外移动电源过温保护方法的流程图；
图5是本申请的一示例性实施例示出的一种户外移动电源过温保护装置的框图；
图6是本申请的一示例性实施例示出的一种户外移动电源过温保护系统的框图。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
需要说明的是，户外移动电源是一种内置锂离子电池、自身可储备电能的户外多功能电源，又称为便携式交直流电源。户外移动电源的运行包括自身的充电和对外放电，其相当于小型便携式充电站，具有重量轻、容量高、功率大、寿命长、稳定性强等特点，不仅配备了多个USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口满足数码产品的充电，还可输出AC/DC（交流/直流）、汽车点烟器等常用电源接口，能够为笔记本电脑、无人机、摄影灯、投影仪、电饭煲、电风扇、烧水壶、汽车等设备供电，适用于户外露营、户外直播、户外施工、外景拍摄、家庭应急用电等耗电量大的场景。
还需要说明的是，近几年户外移动电源设备迅速发展，设备大容量、大充放电功率成为主要竞争力，而大充放电功率的实现使得电池组、逆变器等电源器件发热严重，如果不能有效控制移动电源内部电源组件的温度，当电源组件的温度过高时，轻则会影响设备的使用性能，重则会导致设备失效引发火灾等。
另外，户外移动电源设备具有散热以及过温保护功能，以防止电源组件温度过高的问题，进行移动电源的过温保护。其中，过温保护可以通过降低移动电源输入输出功率和/或增加移动电源内部的风扇模组的转速实现，但经本申请发明人研究发现，若过温后直接使电源设备下电，存在设备停止运行的情况，而采用固定数值降低功率来防止电源组件过温下电，存在降额过大，导致用户体验变差的问题，另外，对于移动电源内部的风扇模组，如果长时间高速运转会造成风扇模组能耗高、噪声大、寿命短等问题，若根据负载设置风扇转速，会出现同一使用负载数量在环境高低温不同时采用的是同一转速，设备能耗高、噪声大，而若根据组件工作温度设置风扇转速，由于户外移动电源设备负载变化区间较宽，在使用负载突然增大时，组件温度过冲会造成组件损坏。
由此，请参见图1，图1是本申请的一示例性实施例示出的户外移动电源过温保护装置的实施环境示意图。如图1所示，该实施环境可以包括移动电源110和过温保护装置120，过温保护装置120可以设置在移动电源120内，用于移动电源110的过温保护。其中，过温保护装置120可以是GPU计算集群或神经网络计算机等。通过该过温保护装置120对移动电源进行过温保护，在户外移动电源使用过程中，当电源组件温度升高时，既可以对移动电源起到过温保护的作用，又可以通过优化降低功率的方式尽量延迟电源组件温度过冲的到来，精准控制移动电源升温过程中功率的降低，提前对移动电源整体进行降温，从而避免了电源组件因过温下电、温度过冲而造成的组件损坏的问题，增强了移动电源的使用寿命以及保障了移动电源的使用安全，也提升了用户体验感。
请参见图2，图2是本申请的一示例性实施例示出的户外移动电源方法的流程图。该方法可以应用于图1所示的实施环境，并由该实施环境中的过温保护装置具体执行。应理解的是，该方法也可以适用于其它的示例性实施环境，并由其它实施环境中的设备具体执行，本实施例不对该方法所适用的实施环境进行限制。
如图2所示，在一示例性的实施例中，户外移动电源过温保护方法至少包括步骤S210至步骤S250，详细介绍如下：
步骤S210，监测移动电源内电源组件的第一温度，并将第一温度与预设告警门限进行比较，其中，预设告警门限由告警程度从低到高包括第一告警门限、第二告警门限与第三告警门限。
需要说明的是，第一告警门限相当于触发过温保护的温度告警门限，当温度超过第一告警门限时，移动电源便开始为过温保护做准备工作，即确定电源组件的温升速率；第二告警门限相当于过温保护的温度告警门限，当电源组件的温度大于或等于第二告警门限时，移动电源便开始进入过温保护；第三告警门限相当于下电的温度告警门限，当电源组件的温度达到第三告警温度时，电源组件便会过温下电。其中，将监测到的移动电源内电源组件的第一温度与预设告警门限进行比较，其目的为判断移动电源是否需要开始做过温保护的准备。另外，该电源组件为移动电源组件中的至少一个。
在一实施例中，电源组件包括电池组、逆变器、风扇和移动电源壳体。
需要说明的是，在该实施例中，电源组件包括但不限于电池组、逆变器、风扇和移动电源壳体，例如，还可以包括控制面板，其中，在移动电源工作时，主要检测电池组温度、逆变器温度与环境温度。
在一实施例中，监测电源组件的第一温度之前，还包括：采用多项式响应面模型建立风扇转速与负载数量、环境温度的目标模型，其中，目标模型采用负载数量与环境温度的四阶拟合多项式；获取移动电源的第一负载数量与第一环境温度，并输入目标模型以基于线性关系四阶拟合多项式确定风扇的第一计算转速；记录根据四阶拟合多项式计算风扇转速的次数，并判断次数是否超过一次；若未超过一次，则将第一计算转速作为风扇的第一设置转速，并调整风扇转速至第一设置转速。
在该实施例中，在移动电源启动时，根据移动电源进风口环境温度和移动电源的负载数量，确定风扇转速，并设置风扇的转速，风扇转速和移动电源的负载数量、环境温度之间呈四阶拟合关系，即将负载数量与环境温度分为四阶，后续可以根据负载数量和环境温度变化对风扇进行精准线性调速的目的。
需要说明的是，移动电源中的风扇采用的是转速百分比的方式，即每个转速百分比精确对应一个固定的风扇转速，例如，50%风扇转速对应1000转/分钟。
还需要说明的是，过温保护和风扇调速是一直循环进行的，第一次降低功率之后，会在间隔一段时间后继续获取移动电源的负载数量和环境温度进行风扇调速以及判断是否进入过温保护。另外，风扇的计算转速是利用四阶拟合多项式移动电源的负载数量与环境温度进行计算获得的风扇转速，风扇的设置转速是指风扇具体应该设置的风扇转速，应当理解的是，计算转速只是作为确定设置转速的一个参考。
具体地，四阶拟合多项式为：
其中，表示负载数量的阶数，/>表示环境温度的阶数，/>表示多项式系数，x表示负载数量，y表示环境温度。
在一实施例中，并判断次数是否超过一次之后，还包括：计算第一计算转速与第二计算转速的第二转速差值的绝对值，并将绝对值与第二预设阈值进行比较，其中，第二计算转速为前一次根据移动电源对应的第二负载数量与第二环境温度计算获得的；若绝对值小于第二预设阈值，则将前一次设置的第三设置转速作为第一设置转速；若绝对值大于或等于第二预设阈值，则将第一计算转速与第三设置转速进行比较；若第一计算转速大于第三设置转速，则将第一计算转速作为第一设置转速；若第一计算转速小于或等于第三设置转速，则维持第三设置转速预设时间后将第一计算转速作为第一设置转速。
需要说明的是，过温保护和风扇调速是一直循环进行的，若循环次数大于一次之后，即开始二次循环、三次循环或者四次循环时，会根据前一次循环获得的计算转速和设置转速确定这次循环的设置转速。
在一实施例中，监测电源组件的第一温度之后，还包括：判断第一温度是否处于预设温度区间，其中，预设温度区间的下限值小于第一告警门限，上限值为第二告警门限，上限值和下限值根据各电源组件的温度规格设置；若第一温度大于或等于上限值，且风扇未达到最高转速，则增加风扇转速，若第一温度大于或等于上限值，且风扇已经达到最高转速，则控制风扇保持第一设置转速并进入过温保护；若第一温度处于预设温度区间，则控制风扇保持第设置一转速；若第一温度小于或等于下限值，则获取风扇的当前设置转速，将当前设置转速与第一计算转速进行比较，并根据比较结果确定风扇的第二设置转速。
需要说明的是，预设温度区间的下限值小于第一告警门限，表示移动电源内部温度并无大碍，不会影响整个电源的运行，预设温度区间的上限值为第二告警门限，表示移动电源内部的温度已经达到了会影响整个电源运行的程度，此时风扇转速应该有所增加以进行移动电源的散热，但是风扇转速的变动需根据不同情况具体而定，以达到降低电源能耗又保护风扇使用寿命的目的。预设温度区间的上限值和下限值根据各电源组件的温度规格设置，使得不同的电源组件有不同的预设温度区间，这样，能够增加风扇调速的精确性。另外，在该实施例中，当前设置转速即风扇的实时转速。
作为一种可能的实施例，在电源组件的温度大于或等于组件所对应的预设温度区间上限且风扇转速未达到满转时，可以进行风扇转速的提升以辅助降温，在电源组件的温度小于或等于组件所对应的预设温度区间下限时，可以进行风扇转速的降低以到达辅助降温和降低移动电源功耗的平衡，同理，在所有负载温度小于或等于负载预设温度区间下限且此时风扇转速大于当前环境温度、负载数量匹配的风扇转速的风扇转速时，可以进行风扇转速的下降以节能和降低噪音，从而使得组件温度和电源能耗平衡。
另外，移动电源内部有一个电源组件的第一温度大于或等于第二告警门限（预设温度区间的上限值），且风扇未达到最高转速时，则增加风扇的转速，如果大于或等于第二告警门限，且风扇已经达到最高转速时，则进入过温保护。如果移动电源内部的一个电源组件的温度低于预设温度区间的下限值，则判断移动电源内部的全部组件的温度是否低于预设温度区间的下限值，如果均低于预设温度区间的下限值，则获取风扇的当前设置转速，将当前设置转速与第一计算转速进行比较，并根据比较结果确定风扇的第二设置转速。
具体地，并根据比较结果确定风扇的第二设置转速，包括：若当前设置转速小于或等于第一计算转速，则将当前设置转速作为第二设置转速；若当前设置转速大于第一计算转速，则根据当前设置转速与第一计算转速的第一转速差值确定第二设置转速；若第一转速差值大于或等于第一预设阈值，则降低风扇转速，获得第二设置转速，若第一转速差值小于第一预设阈值，则将第一计算转速作为第二设置转速。
应当理解的是，当有一个电源组件的工作温度超过上限值，风扇转速会提升，提升之后如果电源组件温度仍超过上限值，则继续提升风扇转速，直到电源组件器件工作温度可以控制在预设区间范围内或者风扇转速已经达到100%状态则不再上调风扇转速。当且仅当所有电源组件温度小于下限值，风扇转速下调，若下调之后，所有电源组件温度仍小于下限值，则继续降低风扇转速，直到所有电源组件温度均控制在预设温度区间内或风扇转速已调至当前环境温度、负载数量对应风扇转速，则不再下调风扇转速。
需要说明的是，以降低功率策略为主，风扇调速策略为辅的过温保护方式既可以对设备起到过温保护的作用，又可以通过优化降低功率以及风扇调速及时散热的方式避免电源组件过温，另外，在风扇调速策略中，又以通过风扇转速与环境温度、负载数量联调为主，风扇转速与电池组、逆变器等关键电源组件工作温度联调为辅的方式，可以提前预判该使用场景下最小风扇转速需求，提前对电源组件进行降温，同时最小风扇转速运行可以降低风扇能耗、减小噪声，提升风扇寿命，在低温下采用合理风扇转速保证不对电池过度冷却，并且可以根据电池组、逆变器等关键组件工作温度对风扇转速进行动态微调，防止异常环境下组件过温损坏，在避免电源组件损坏的同时又优化了电源能耗使用的问题，提升了用户体验感。
作为一种可能的实施例，请参见图3，图3是本申请的一示例性实施例示出的一种户外移动电源风扇转速的控制流程图。在图3中，n表示循环次数，N表示计算转速，M表示设置转速。如图3所示，移动电源设备启动，风扇完成自检，在未放电/充电等无负载状态下，风扇默认按照0%转速运行，即N表与M都为0，另外，风扇转速用百分比表示。获取环境温度、负载数量，然后利用四项拟合多项式计算获得风扇的Nn；判断循环次数是否超过一次；若n＝1，则将Nn作为风扇的Mn，并调整风扇转速至Mn；若n＞1，计算Nn与前一次的计算转速（即Nn-1）的转速差值的绝对值，并将绝对值与预设阈值（例如3%，即表示风扇满转的3%）进行比较；若绝对值＜3%，则将前一次设置的设置转速（即Mn-1）作为Mn；若绝对值≥3%，则将Nn与Mn-1进行比较；若Nn＞Mn-1，则直接将Nn作为Mn；若Nn≤Mn-1，则维持Mn-1预设时间（例如Ymin）后将Nn作为Mn；在设置好风扇的转速Mn后，系统检测电池组、逆变器等关键组件工作温度Tx；判断工作温度Tx与温度区间上限值Tup关系，若Tx>Tup，则继续判断当前风扇转速是否达到满转，如果未达到满转则风扇转速提升10%，如果已达到满转则风扇转速保持满转不变，同时进入过温保护；若Tx<Tup，则判断Tx与温度区间下限值Tdown关系，若Tx>Tdown，则保持当前风扇转速不变；若Tx<Tdown，则获取风扇的当前设置转速Mn，将当前设置转速Mn与Nn进行比较，若Mn≤Nn，则保持当前设置转速Mn；若Mn＞Nn，则判断Mn-Nn是否大于或等于预设阈值（例如5%）；若Mn-Nn≥5%），则降低风扇转速（例如降低5%）；若Mn-Nn＜5%，则将转速降低为Nn，然后增加循环次数，即开始n+1次循环，开始下一轮控制流程。
通过一次次巡检，可以实现随使用工况动态调整风扇转速，实现设备低功耗、低噪声、高可靠性运行。
进一步的，作为一种可能的实施例，可以设置计数器，即记录上述实施例中的循环次数，用于对散热过程进行跟踪，一次循环后或者执行降低移动电源功率后或者告警后，计数器加一；如果计数器达到一个预设值，则执行预置的操作，以避免长时间无效的散热过程和超负荷工作。
步骤S220，若第一温度触发第一告警，则继续监测电源组件的第二温度，并确定电源组件的温升速率。
需要说明的是，当移动电源内部的一个电源组件的第一温度触发第一警告时，便会继续检测各电源组件的第二温度。在检测电源组件第一温度达到第一告警门限并触发第一告警之后，开始记录温度数据，计算从第一告警之后每隔时间δt的温升δT，即可得到这段时间内的温升速率V=δT/δt。
步骤S230，当第二温度达到第二告警门限时，根据温升速率计算第二温度升至第三告警门限的温升时间，以及确定移动电源充电或放电的运行时间。
当第二温度达到第二告警门限时，表明电源组件的温度在风扇散热的情况下仍在升高，因此需要预算第二温度升至第三告警门限的温升时间，以做好降功率的准备。
还应当理解的是，移动电源在运行的时候，即在进行自身充电或者对外放电的时候才会导致电源组件温度升高，引入移动电源充电或放电的运行时间t2，这样，如果按照当前温升速率可以在过温之前充满电或者放完电，表明移动电源停止运行，电源组件的温度不会达到第三告警门限，则移动电源可以不进行输入输出功率的降低，如果不能在过温之前充满电或者放完电，表明电源组件的温度会达到第三告警门限，则移动电源需要正常降低输入输出功率，这样，能够精准控制移动电源是否进行输入输出功率的降低。
具体地，根据温升速率计算第二温度升至第三告警门限的温升时间，包括：计算预设温度与第二温度之间的温度差值，其中，预设温度小于第三告警门限且大于第二温度；对温度差值与温升速率进行计算，获得温升时间。
在该实施例中，预设温度小于第三告警门限且大于第二温度，此处预设温度小于第三告警门限，留有一定余量，防止温度过冲，而第二温度与第二告警门限数值相同，另外，温升时间的计算公式为t1=（T预设-T第二）/（δT/δt），其中，T预设表示预设温度，T第二表示第二温度。
步骤S240，若运行时间大于温升时间，则计算温升时间内电源组件的抑制温升。
若运行时间大于温升时间，则不能在过温之前充满电或者放完电，表明电源组件的温度会达到第三告警门限，则移动电源需要正常降低输入输出功率。另外，抑制温升是指在温升时间内，需要抑制电源组件升高的温度，这样，能够避免第二温度升至第三告警门限。
具体地，则计算温升时间内电源组件的抑制温升，包括：基于移动电源的温升速率与温降系数的一一对应关系，确定移动电源的第一温降系数；根据温升时间与运行时间的比较结果确定电源组件的第二温降系数；对温升时间、温升速率、第一温降系数与第二温降系数进行计算，获得抑制温升。
需要说明的是，能够根据温升速率预先设置移动电源不同的温降系数W1，温升速率小时，温降系数W1小，则可以缓慢降低功率，温升速率大时，温降系数W1大，可快速降低功率达到降温的作用。另外，确定电源组件的温降系数W2，如果t2小于或等于t1，则温降系数W2为0，如果t2大于t1，则温降系数W2为1，即如果按照当前温升速度可以在过温之前充满电或者放完电，则移动电源不进行降功率，如果不能在过温之前充满电或者放完电，则移动电源需要正常降低功率。
在该实施例中，抑制温升的计算公式为T抑=t1*（δT/δt）*W1*W2，其中，t1表示温升时间，δT/δt表示温升速率，W1表示第一温降系数，W2表示第二温降系数。
步骤S250，根据预设的抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，并根据目标变化功率降低移动电源的输入输出功率。
需要说明的是，同一移动电源内设有不同移动电源变化功率与抑制温升T抑的关系系数K，通过抑制温升T抑与关系系数K可以得到目标变化功率P，从而根据目标变化功率P降低移动电源的输入输出功率，应当理解的是，当移动电源在充电时，则降低移动电源的输入功率，当移动电源在放电时，则降低移动电源的输出功率。
在一实施例中，并根据目标变化功率降低移动电源的输入输出功率之前，还包括：监测电源组件的第三温度，并将第三温度与第二告警门限进行比较；若第三温度大于或等于第二告警门限，则根据目标变化功率降低移动电源的输入输出功率；若第三温度小于第二告警门限，则控制移动电源保持当前输入输出功率。
在该实施例中，在预设时间间隔再次判断此时第二温度是否大于或等于第二告警门限，如果大于或等于，则按照P降低功率，如果小于，则保持现状，以此来更精准的控制在超温过程中功率的降低，避免超温以及大幅降低功率影响用户体验。
请参见图4，图4是本申请的一示例性实施例示出的一种具体的户外移动电源过温保护方法的流程图，如图4所示，首先监测移动电源内电源组件的第一温度；然后判断第一温度是否触发第一告警，若否，则继续监测移动电源内电源组件的温度，直至该温度触发第一告警，若是，则监测电源组件的第二温度，并确定电源组件的温升速率；进一步地，判断第二温度是否达到第二告警门限，若否，则继续监测电源组件的温度，直至该温度达到第二告警门限，若是，则根据温升速率计算第二温度升至第三告警门限的温升时间，并确定移动电源充电或放电的运行时间；接着判断运行时间是否大于温升时间，若否，则结束，若是，则计算温升时间内电源组件的抑制温升；然后根据预设的抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率；然后监测电源组件的第三温度，并判断第三温度是否大于或等于第二告警门限，若否，则继续监测电源组件的温度，直至该温度大于或等于第二告警门限，若是，则根据变化功率降低移动电源的输入输出功率，最后判断移动电源是否充电或放电完成，若否，则继续进行过温保护，若是，则结束。
上述的户外移动电源过温保护方法，首先通过监测移动电源内电源组件的第一温度，并在第一温度触发第一告警时继续监测电源组件的第二温度，以确定电源组件的温升速率，然后在第二温度达到第二告警门限时，根据温升速率计算第二温度升至第三告警门限的温升时间，并确定移动电源充电或放电的运行时间，进一步地，当运行时间大于温升时间时计算温升时间内电源组件的抑制温升，根据预设的抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，最后根据目标变化功率降低移动电源的输入输出功率，在户外移动电源使用过程中，当电源组件温度升高时，既可以对移动电源起到过温保护的作用，又可以通过优化降低功率的方式尽量延迟电源组件温度过冲的到来，精准控制移动电源升温过程中功率的降低，提前对移动电源整体进行降温，从而避免了电源组件因过温下电、温度过冲而造成的组件损坏的问题，增强了移动电源的使用寿命以及保障了移动电源的使用安全，也提升了用户体验感。
请参见图5，图5是本申请的一示例性实施例示出的一种户外移动电源过温保护装置的框图。该装置可以应用于图1所示的实施环境，应理解的是，该装置也可以适用于其它的示例性实施环境，并本实施例不对该装置所适用的实施环境进行限制。
如图5所示，在一示例性的实施例中，户外移动电源过温保护装置500至少包括检测模块510、确定模块520、第一计算模块530、第二计算模块540与过温保护模块550，详细介绍如下：
监测模块510，用于监测移动电源内电源组件的第一温度，并将第一温度与预设告警门限进行比较，其中，预设告警门限由告警程度从低到高包括第一告警门限、第二告警门限与第三告警门限；
确定模块520，用于若第一温度触发第一告警，则继续监测电源组件的第二温度，并确定电源组件的温升速率；
第一计算模块530，用于当第二温度达到第二告警门限时，根据温升速率计算第二温度升至第三告警门限的温升时间，以及确定移动电源充电或放电的运行时间；
第二计算模块540，用于若运行时间大于温升时间，则计算温升时间内电源组件的抑制温升；
过温保护模块550，用于根据预设的抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，并根据目标变化功率降低移动电源的输入输出功率。
需要说明的是，上述实施例所提供的户外移动电源过温保护装置与上述实施例所提供的户外移动电源过温保护方法属于同一构思，其中各个模块执行操作的内容已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。
请参见图6，图6是本申请的一示例性实施例示出的一种户外移动电源过温保护系统的框图。该系统可以应用于图1所示的实施环境，应理解的是，该系统也可以适用于其它的示例性实施环境，并本实施例不对该系统所适用的实施环境进行限制。
如图6所示，在一示例性的实施例中，户外移动电源过温保护系统800至少包括多个温度传感器610、数据处理模块620、功率控制模块630、风扇控制模块640和风扇模组650，详细介绍如下：
温度传感器610分别设置于移动电源进风口和电源组件处，用于实时获取移动电源的环境温度和电源组件温度，并将环境温度和电源组件温度传输至数据处理模块830；
功率控制模块620用于控制移动电源的输入输出功率，并将移动电源的功率数据传输至数据处理模块630；
数据处理模块630用于对环境温度、功率数据与电源组件温度进行分析处理，获得风扇的调速策略，并将调速策略传输至风扇控制模块640；
风扇控制模块640用于根据调速策略控制风扇模组650进行风扇的转速调节。
需要说明的是，上述实施例所提供的户外移动电源过温保护系统与上述实施例所提供的户外移动电源过温保护方法属于同一构思，其中各个模块执行操作的内容已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。
如图6所示，温度传感器610与数据处理模块630连接，用于实时获取移动电源的环境温度和电源组件温度，并将环境温度和电源组件温度传输至数据处理模块630，功率控制模块620与数据处理模块630连接，用于控制移动电源的输入输出功率，并将移动电源的功率数据传输至数据处理模块630，数据处理模块630与风扇控制模块640连接，用于对环境温度、功率数据与电源组件温度进行分析处理，获得风扇的调速策略，并将调速策略传输至风扇控制模块640，风扇控制模块640与风扇模组650连接，用于根据调速策略控制风扇模组650进行风扇的转速调节。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种户外移动电源过温保护方法，其特征在于，所述方法包括：
监测所述移动电源内电源组件的第一温度，并将所述第一温度与预设告警门限进行比较，其中，所述预设告警门限由告警程度从低到高包括第一告警门限、第二告警门限与第三告警门限；
若所述第一温度达到所述第一告警门限，则继续监测所述电源组件的第二温度，并确定所述电源组件的温升速率；
当所述第二温度达到所述第二告警门限时，根据所述温升速率计算所述第二温度升至所述第三告警门限的温升时间，以及确定所述移动电源充电或放电的运行时间；
若所述运行时间大于所述温升时间，则计算所述温升时间内所述电源组件的抑制温升；
根据预设的所述抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，并根据所述目标变化功率降低所述移动电源的输入输出功率；
计算所述温升时间内所述电源组件的抑制温升，包括：
基于所述移动电源的温升速率与温降系数的一一对应关系，确定所述移动电源的第一温降系数；
根据所述温升时间与所述运行时间的比较结果确定所述电源组件的第二温降系数；
将所述温升时间、所述温升速率、所述第一温降系数与所述第二温降系数连续相乘，获得所述抑制温升。
2.根据权利要求1所述的户外移动电源过温保护方法，其特征在于，根据所述温升速率计算所述第二温度升至所述第三告警门限的温升时间，包括：
计算预设温度与所述第二温度之间的温度差值，其中，所述预设温度小于所述第三告警门限且大于所述第二温度；
对所述温度差值与所述温升速率进行计算，获得所述温升时间。
3.根据权利要求1所述的户外移动电源过温保护方法，其特征在于，并根据所述目标变化功率降低所述移动电源的输入输出功率之前，还包括：
监测所述电源组件的第三温度，并将所述第三温度与所述第二告警门限进行比较；
若所述第三温度大于或等于所述第二告警门限，则根据所述目标变化功率降低所述移动电源的输入输出功率；
若所述第三温度小于所述第二告警门限，则控制所述移动电源保持当前输入输出功率。
4.根据权利要求3所述的户外移动电源过温保护方法，其特征在于，所述电源组件包括电池组、逆变器、风扇和移动电源壳体。
5.根据权利要求1至4任一项所述的户外移动电源过温保护方法，其特征在于，监测电源组件的第一温度之前，还包括：
采用多项式响应面模型建立风扇转速与负载数量、环境温度的目标模型，其中，所述目标模型采用所述负载数量与所述环境温度的四阶拟合多项式；
获取所述移动电源的第一负载数量与第一环境温度，并输入所述目标模型以基于所述四阶拟合多项式确定风扇的第一计算转速；
记录根据所述四阶拟合多项式计算所述风扇转速的次数，并判断所述次数是否超过一次；
若未超过一次，则将所述第一计算转速作为所述风扇的第一设置转速，并调整所述风扇转速至所述第一设置转速。
6.根据权利要求5所述的户外移动电源过温保护方法，其特征在于，所述四阶拟合多项式为：
其中，表示负载数量的阶数，/>表示环境温度的阶数，/>表示多项式系数，x表示负载数量，y表示环境温度。
7.根据权利要求5所述的户外移动电源过温保护方法，其特征在于，监测电源组件的第一温度之后，还包括：
判断所述第一温度是否处于预设温度区间，其中，所述预设温度区间的下限值小于所述第一告警门限，上限值为所述第二告警门限，所述上限值和所述下限值根据各电源组件的温度规格设置；
若所述第一温度大于或等于所述上限值，且所述风扇未达到最高转速，则增加风扇转速，若所述第一温度大于或等于所述上限值，且所述风扇已经达到最高转速，则控制所述风扇保持所述第一设置转速并进入过温保护；
若所述第一温度处于所述预设温度区间，则控制所述风扇保持所述第一设置转速；
若所述第一温度小于或等于所述下限值 ，则获取所述风扇的当前设置转速，将所述当前设置转速与所述第一计算转速进行比较，并根据比较结果确定所述风扇的第二设置转速。
8.根据权利要求7所述的户外移动电源过温保护方法，其特征在于，并根据比较结果确定所述风扇的第二设置转速，包括：
若所述当前设置转速小于或等于所述第一计算转速，则将所述当前设置转速作为所述第二设置转速；
若所述当前设置转速大于所述第一计算转速，则根据所述当前设置转速与所述第一计算转速的第一转速差值确定所述第二设置转速；
若所述第一转速差值大于或等于第一预设阈值，则降低风扇转速，获得所述第二设置转速，若所述第一转速差值小于所述第一预设阈值，则将所述第一计算转速作为所述第二设置转速。
9.根据权利要求5所述的户外移动电源过温保护方法，其特征在于，并判断所述次数是否超过一次之后，还包括：
若超过一次，则计算所述第一计算转速与第二计算转速的第二转速差值的绝对值，并将所述绝对值与第二预设阈值进行比较，其中，所述第二计算转速为前一次根据所述移动电源对应的第二负载数量与第二环境温度计算获得的；
若所述绝对值小于所述第二预设阈值，则将前一次设置的第三设置转速作为所述第一设置转速；
若所述绝对值大于或等于所述第二预设阈值，则将所述第一计算转速与所述第三设置转速进行比较；
若所述第一计算转速大于所述第三设置转速，则将所述第一计算转速作为所述第一设置转速；若所述第一计算转速小于或等于所述第三设置转速，则维持所述第三设置转速预设时间后将所述第一计算转速作为所述第一设置转速。
10.一种户外移动电源过温保护装置，其特征在于，所述装置包括：
监测模块，用于监测所述移动电源内电源组件的第一温度，并将所述第一温度与预设告警门限进行比较，其中，所述预设告警门限由告警程度从低到高包括第一告警门限、第二告警门限与第三告警门限；
确定模块，用于若所述第一温度达到所述第一告警门限，则继续监测所述电源组件的第二温度，并确定所述电源组件的温升速率；
第一计算模块，用于当所述第二温度达到所述第二告警门限时，根据所述温升速率计算所述第二温度升至所述第三告警门限的温升时间，以及确定所述移动电源充电或放电的运行时间；
第二计算模块，用于若所述运行时间大于所述温升时间，则计算所述温升时间内所述电源组件的抑制温升；
过温保护模块，用于根据预设的所述抑制温升与变化功率的映射关系确定目标变化功率，并根据所述目标变化功率降低所述移动电源的输入输出功率；
计算所述温升时间内所述电源组件的抑制温升，包括：
基于所述移动电源的温升速率与温降系数的一一对应关系，确定所述移动电源的第一温降系数；
根据所述温升时间与所述运行时间的比较结果确定所述电源组件的第二温降系数；
将所述温升时间、所述温升速率、所述第一温降系数与所述第二温降系数连续相乘，获得所述抑制温升。
11.一种户外移动电源过温保护系统，其特征在于，使用如权利要求4至9任一项所述的户外移动电源过温保护方法，所述系统包括多个温度传感器、数据处理模块、功率控制模块、风扇控制模块和风扇模组；
所述温度传感器分别设置于移动电源进风口及电源组件处，用于实时获取移动电源的环境温度和电源组件温度，并将所述环境温度和所述电源组件温度传输至所述数据处理模块；
所述功率控制模块用于控制所述移动电源的输入输出功率，并将所述移动电源的功率数据传输至所述数据处理模块；
所述数据处理模块用于对所述环境温度、所述功率数据与所述电源组件温度进行分析处理，获得风扇的调速策略，并将所述调速策略传输至所述风扇控制模块；
所述风扇控制模块用于根据所述调速策略控制所述风扇模组进行所述风扇的转速调节。
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