CN117849652A - 一种充电桩的充放电检测方法及检测系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种充电桩的充放电检测方法及检测系统，属于充电桩检测技术领域，包括：服务器判断充电桩的充放电状态；对充电桩进行运行前检测；对充电桩的带载能力进行测试，并将产生第一资源数据；对第一资源数据进行平滑处理，生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到检测结果。在本申请的技术方案实施时，通过判断充电桩的充放电状态，通过对充电桩的带载能力进行测试，并产生第一资源数据，根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果，提高数据之间的关联性以及检测结果的真实性。
Description
技术领域
本申请涉及充电桩检测技术领域，具体为一种充电桩的充放电检测方法及检测系统。
背景技术
随着新能源汽车的大力发展，充电桩在城市、高速公路服务区等区域得到了广泛应用，充电桩的设计需要考虑多方因素，例如安全性、耐用性、防水防尘等，其中安全性尤其重要，现有一种充放电一体式的充电桩，其不仅可以对汽车进行充电，还可以连接到汽车的外接电接口处，实现户外使用。
在充电桩的充放电过程中，其安全性会直接影响到用户以及设备，因此需要对充电桩的充放电过程进行检测，现有的充电桩充放电检测系统是通过检测AC/DC电路后端的DC电压来判断充电状态的，并结合多个元器件和电路模块实现电压转换、掉电检测和无线通讯等功能，例如公开号为CN116373667B的中国发明专利，从而实现对充电桩进行充放电检测，保证充电桩的安全性。
然而，虽然通过上述方法能够实现充电桩的充放电检测，但是由于DC电压较小且下降速度较快，这种方法容易出现超级电容没有足够的反应时间为后续元器件供电的情况，导致充电数据还未完成上传就停止工作，因此会出现部分场景中，充放电过程未被正确检测，导致充电桩无法接受正确的充放电信号，增加安全隐患，并且在充放电检测中通常需要根据多组数据进行多次计算，这些数据中可能存在的异常值和噪声不仅增加检测过程的繁琐性，还会导致不同情况下数据之间的关联性较低，影响检测结果的可信度，而在充电桩检测领域中，尚未有合适的方法来消除检测过程中的异常值以及噪声对检测结果造成的影响。
所以有必要提供一种充电桩的充放电检测方法及检测系统来解决上述问题。
需要说明的是，本背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解本申请构思的背景技术，并且因此，它可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
基于现有技术中存在的上述问题，本申请所要解决的问题是：提供一种充电桩的充放电检测方法及检测系统，达到提高充电桩的充放电检测结果的真实性的效果，提高电力参数之间的关联性。
本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：一种充电桩的充放电检测方法，该方法包括：
服务器接收来自充电桩输入端的第一输入信号，并根据第一输入信号判断充电桩的充放电状态，并选择对应的状态电路，其中状态电路包括充电电路和放电电路，两种状态电路的切换通过信号继电器控制；
对充电桩进行运行前检测，并根据检测结果进行供电或断电操作，其中对充电桩进行运行前检测采用对充电桩的至少两个输出口进行检测实现；
通过可控交流负载对充电桩的带载能力进行测试，并将测试过程中产生的所有资源值作为第一资源数据保存；
根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果。
在本申请的技术方案实施过程中，通过根据第一输入信号判断充电桩的充放电状态，并选择对应的状态电路，通过可控交流负载对充电桩的带载能力进行测试，并将测试过程中产生的所有资源值作为第一资源数据保存，根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果，提高数据之间的关联性以及检测结果的真实性。
进一步的，所述第一输入信号为充电桩接入电路后的流向信息。
进一步的，所述充电桩上设置有切换开关，所述切换开关用于手动切换充电电路与放电电路。
进一步的，在充电桩的运行前检测过程中，如果出现因充电桩的输出口问题导致的断电操作时，充电桩无法恢复供电，只有重新插拔，并且重复运行前检测并且检测通过才会恢复供电。
进一步的，所述可控交流负载至少具有五个档位，所述五个档位分别为一个0.5KW档、两个1KW档、一个2KW档、一个5KW档。
进一步的，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理采用因子平滑方法实现，该因子平滑方法包括如下步骤：
设置至少一个因子A1，该因子A1为大于零小于一的数；
任意选取两个不同负载下产生的第一资源数据分别作为平滑处理的第一输入数据和第二输入数据；
根据两组输入数据，按照固定的规则进行平滑整合，具体的规则如下：
两组输入数据平滑后的结果为：A1*第一输入数据+（1-A1）*第二输入数据。
进一步的，该方法还包括：
接收对第二资源数据进行计算得到的结果，并展示到显示设备上，同时发出预警信息；
对预警结果进行验证。
进一步的，对预警结果进行验证采用哈希验证的方式实现，具体包括：先对服务器的预警结果进行哈希计算，生成第一哈希值；然后将生成的第一哈希值存储到存储介质中；在需要进行预警时，获取服务器输出的预警数据，并对该数据进行哈希计算，生成第二哈希值，该第二哈希值表示需要进行预警的信息所生成的哈希值，接着将第一哈希值与第二哈希值进行比对，判断其是否一致，如果一致，说明预警结果是完整未发生改变的，可以进行输出，如果不一致，说明第二哈希值所代表的预警信息出现异常，不可以直接输出，而是发送检查信号至服务器端，并暂停预警，待检修完成后，重复上述步骤，直到第一哈希值与第二哈希值一致才可以进行预警输出。
一种充电桩的充放电检测系统，该系统包括：
充放电状态确认模块，用于服务器接收来自充电桩输入端的第一输入信号，并根据第一输入信号判断充电桩的充放电状态，并选择对应的状态电路，其中状态电路包括充电电路和放电电路，两种状态电路的切换通过信号继电器控制；
运行前检测模块，用于对充电桩进行运行前检测，并根据检测结果进行供电或断电操作，其中对充电桩进行运行前检测采用对充电桩的至少两个输出口进行检测实现；
第一资源数据获取模块，用于通过可控交流负载对充电桩的带载能力进行测试，并将测试过程中产生的所有资源值作为第一资源数据保存；
平滑处理模块，用于根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果。
本申请的有益效果是：本申请提供的一种充电桩的充放电检测方法及检测系统，通过根据第一输入信号判断充电桩的充放电状态，并选择对应的状态电路，通过可控交流负载对充电桩的带载能力进行测试，并将测试过程中产生的所有资源值作为第一资源数据保存，根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果，提高数据之间的关联性以及检测结果的真实性。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本申请作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请中一种充电桩的充放电检测方法的流程示意图；
图2为本申请中一种充电桩的充放电检测系统的模块构成示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
实施例一：如图1所示，本申请提供了一种充电桩的充放电检测方法，该方法应用于充放电一体式充电桩的充放电检测中，其中充放电一体式充电桩是指，既可以连接到市电为新能源汽车进行充电，又能连接新能源汽车的放电接口进行户外放电的设备，该设备具体可参照公开号为CN115333208A的中国发明专利中的技术方案，在本实施例中主要描述该设备的充放电检测方法，因此此处及下文不再展开说明，该方法包括：
步骤S1：服务器接收来自充电桩输入端的第一输入信号，并根据第一输入信号判断充电桩的充放电状态，并选择对应的状态电路，其中状态电路包括充电电路和放电电路，两种状态电路的切换通过信号继电器控制；
为了实现对充电桩的充放电过程进行检测，首先就需要判断充电桩的充放电状态，即充电桩处于充电状态还是放电状态，由于充电桩在充电过程中一般接入为市电，而放电过程是接入新能源汽车的放电接口，而市电为交流电，新能源汽车放出的电为直流电，因此只需要判断充电桩接入电路后的电流形式即可判断其充放电状态，具体的，判断充电桩接入电路后的电流形式采用流向恒定检测法，即第一输入信号为检测电流的流向是否为恒定状态，如果充电桩接入电路后产生的电流方向恒定，则可以判断其接入的是直流电，即充电桩处于放电状态，如果充电桩接入电路后产生的电流方向产生周期性变化，则可以判断其接入的是交流电，即充电桩处于充电状态，相较于现有的方法更直观、便捷，并且出错概率较小。
充电桩中包含两种状态电路，该状态电路包括充电电路和放电电路，并且充电电路和放电电路之间设置有信号继电器，该信号继电器能够根据输入信号切换至不同的电路，例如当服务器识别到充电桩处于充电状态时，会将充电桩的状态电路切换为充电电路，当当服务器识别到充电桩处于放电状态时，会将充电桩的状态电路切换为放电电路，其中信号继电器的型号不做限制，只需要满足常规标准，并实现电路切换功能即可，通过判断充电桩接入电路的电流形式判断其充电状态，并根据充电状态选择对应的状态电路，将充电过程与放电过程隔离，即使其中一种状态电路出现故障，也不会导致另一种状态电路无法正常运行，相比于现有的共用式电路，可靠性更高；
除了上述自动判断充电桩的充放电状态并选择对应的状态电路，还可以采用手动切换的方法，即充电桩上设置有切换开关，该切换开关分别与充电电路和放电电路电性连接，当用户需要对新能源汽车进行充电时，将切换开关切换至充电电路，反之则将切换开关切换为放电电路，防止信号继电器故障导致不同的电路无法自动切换。
步骤S2：对充电桩进行运行前检测，并根据检测结果进行供电或断电操作，其中对充电桩进行运行前检测采用对充电桩的至少两个输出口进行检测实现；
在现有技术中，充电桩一般具有五个输出口，分别为CC（充电连接确认信号）、CP（控制导引信号线）、L（交流电源火线）、N（交流电源零线）、PE（保护接地），其中CC的作用为，通过判断CC信号的电压情况判断交流充电器是否插好以及连接状态，CP的作用为，充电桩输出端识别CP信号后确认充电桩最大允许通过电流；
具体的，根据CC以及CP信号对充电桩进行运行前检测可以参照现有技术，例如公开号为CN111452640B的中国发明专利，在本实施例中不再赘述；
需要说明的是，在充电桩的运行检测过程中，如果出现因充电桩的输出口问题导致的断电操作时，充电桩无法恢复供电，只有重新插拔，并且重复上述步骤S2的操作并且检测通过才会恢复供电，防止内部线路故障导致充电危险。
步骤S3：通过可控交流负载对充电桩的带载能力进行测试，并将测试过程中产生的所有资源值作为第一资源数据保存；
可控交流负载是一种能够对交流负载的电流、电压或频率进行控制的装置，广泛应用于实验室、工厂以及电力系统中，用于模拟各种工作条件下的交流负载，其中，可控交流负载具有至少五个档位，包括一个0.5KW档、两个1KW档、一个2KW档、一个5KW档；
在使用可控交流负载对充电桩进行带载能力测试后，会产生多个不同的负载下的资源值，这些资源值包括电流、电压、频率、功率等参数，是分析电路的重要数据，因此需要将每个负载下的资源值进行保存，生成第一资源数据；
步骤S4：根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果；
由于测试过程中选用了不同的负载进行测试，因此需要对生成的第一资源数据进行平滑处理，防止不同负载造成测试结果之间没有形成较强的关联性，进而导致测试结果可信度不高，而对第一资源数据进行平滑处理后，虽然部分数据发生了微小改变，但是对于整体的测试结果不会产生较大影响，并且防止部分异常值对整体数据的分布产生影响，在现有技术中，当出现多组同类别数据时，一般是根据相应公式分别计算结果，然后根据结果取均值，从而得到整个电路的实际情况，但是这种方法没有考虑到多组同类别数据之间的关联性，因为在不同的条件下，即使计算结果相同或相似，但是电力参数之间仍然可能会存在一定差异，这些差异会将数据间的关联性忽略，导致影响最终的检测结果，因此需要进行平滑处理；
具体的，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理采用因子平滑方法实现，该因子平滑方法包括如下步骤：
设置至少一个因子A1，该因子A1为大于零小于一的数；
任意选取两个不同负载下产生的第一资源数据分别作为平滑处理的第一输入数据和第二输入数据；
根据两组输入数据，按照固定的规则进行平滑整合，具体的规则如下：
两组输入数据平滑后的结果为：A1*第一输入数据+（1-A1）*第二输入数据；
需要说明的是，因子A1的设定需要根据实际情况设定，在本实施例中，因子A1为0.35，在其他一些实施例以及在本方案的实际应用过程中，因子A1的值可以适当调整，在不同的因子A1下，平滑后所产生的数据也会存在差异，在选择多个因子A1的情况下，对平滑后产生的数据分别进行计算，取结果接近的两个作为参考即可；
在进行资源数据平滑时，选择的第一输入数据和第二输入数据均为相对应的数据，例如，当需要对电压数据进行平滑时，第一输入数据和第二输入数据均为不同负载下所测得的电压数据；
通过上述因子对不同负载下的第一资源数据进行平滑，不仅能够将多组数据整合，减少不同条件下的计算过程可能会带来的误差影响，而且通过选择因子A1同时对两组数据进行处理，使处理后的结果与其对应的电力参数之间具有相关性，而不是简单的对两组数据进行平均计算，提高检测结果的可靠性；
此外，在对上述两组输入数据进行平滑处理后，还会消除负载测试过程中可能的测量误差和噪声，使后续的电压、电流波形更清晰，并且减少异常数据和偶然噪声对故障诊断的影响，使故障信号能够更显著和更容易被检测和判别，并且平滑处理后的数据可以当做电路中下一个迭代过程的预测值，通过将平滑处理后的数据与下一个迭代过程中所获得的数据进行比对，即可实现在未经计算的情况下初步判断电路是否出现故障；
通过对因子A1进行调整，即可得到不同因子控制下的电力参数预测值，并且这些电力参数预测值成组获得，经过不同的因子A1进行平滑处理后，即可拟合出不同负载下的电力参数拟合曲线或图标，便于对充电桩的充放电检测过程进行可视化处理。
具体的，根据电力参数对充电桩的充放电电路进行检测是现有技术，在本实施例中不做详细说明。
步骤S5：接收对第二资源数据进行计算得到的结果，并展示到显示设备上，同时发出预警信息；
其中显示设备为7寸迪文屏，预警信息包括但不限于声音提醒、灯光提醒、远程移动端通知等，确保预警结果被及时有效接收；
步骤S6：对预警结果进行验证。
为了提高预警动作的响应速度，防止服务器的分析结果传递延迟或丢失，还需要在预警通知前进行完整性验证，确定所预警的信息为服务器直接分析所得的信息，提高决策预警的有效性；
完整性验证可以采用哈希验证的方式，先对服务器的预警结果进行哈希计算，生成第一哈希值，计算方法可以采用MD5、SHA-1、SHA-256等，在此不做限定；
然后将生成的第一哈希值存储到存储介质中，如文件系统、存储器等，确保哈希值的安全性和完整性；
在需要进行预警时，获取服务器输出的预警数据，并对该数据进行哈希计算，生成第二哈希值，该第二哈希值表示需要进行预警的信息所生成的哈希值，接着将第一哈希值与第二哈希值进行比对，判断其是否一致，如果一致，说明预警结果是完整未发生改变的，可以进行输出，如果不一致，说明第二哈希值所代表的预警信息出现异常，不可以直接输出，而是发送检查信号至服务器端，并暂停预警，待工作人员检修完成后，重复上述步骤，直到第一哈希值与第二哈希值一致才可以进行预警输出。
通过以上的验证过程，可以验证预警结果的完整性和真实性，确保预警结果没有发生改变，提高充放电检测系统的预警准确性。
实施例二：如图2所示，本申请还提供了一种充电桩的充放电检测系统，该系统用于实施如上述实施例一中的充放电检测方法，该系统包括：
充放电状态确认模块，用于服务器接收来自充电桩输入端的第一输入信号，并根据第一输入信号判断充电桩的充放电状态，并选择对应的状态电路，其中状态电路包括充电电路和放电电路，两种状态电路的切换通过信号继电器控制；
运行前检测模块，用于对充电桩进行运行前检测，并根据检测结果进行供电或断电操作，其中对充电桩进行运行前检测采用对充电桩的至少两个输出口进行检测实现；
第一资源数据获取模块，用于通过可控交流负载对充电桩的带载能力进行测试，并将测试过程中产生的所有资源值作为第一资源数据保存；
平滑处理模块，用于根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种充电桩的充放电检测方法，其特征在于：该方法包括：服务器接收来自充电桩输入端的第一输入信号，并根据第一输入信号判断充电桩的充放电状态，并选择对应的状态电路，其中状态电路包括充电电路和放电电路，两种状态电路的切换通过信号继电器控制；对充电桩进行运行前检测，并根据检测结果进行供电或断电操作，其中对充电桩进行运行前检测采用对充电桩的至少两个输出口进行检测实现；通过可控交流负载对充电桩的带载能力进行测试，并将测试过程中产生的所有资源值作为第一资源数据保存；根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果；对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理采用因子平滑方法实现，该因子平滑方法包括如下步骤：设置至少一个因子A1，该因子A1为大于零小于一的数；任意选取两个不同负载下产生的第一资源数据分别作为平滑处理的第一输入数据和第二输入数据；根据两组输入数据，按照固定的规则进行平滑整合，具体的规则如下：两组输入数据平滑后的结果为：A1*第一输入数据+（1-A1）*第二输入数据。
2.根据权利要求1所述的一种充电桩的充放电检测方法，其特征在于：所述第一输入信号为充电桩接入电路后的流向信息。
3.根据权利要求1所述的一种充电桩的充放电检测方法，其特征在于：所述充电桩上设置有切换开关，所述切换开关用于手动切换充电电路与放电电路。
4.根据权利要求1所述的一种充电桩的充放电检测方法，其特征在于：在充电桩的运行前检测过程中，如果出现因充电桩的输出口问题导致的断电操作时，充电桩无法恢复供电，只有重新插拔，并且重复运行前检测并且检测通过才会恢复供电。
5.根据权利要求1所述的一种充电桩的充放电检测方法，其特征在于：所述可控交流负载至少具有五个档位，所述五个档位分别为一个0.5KW档、两个1KW档、一个2KW档、一个5KW档。
6.根据权利要求1所述的一种充电桩的充放电检测方法，其特征在于：该方法还包括：接收对第二资源数据进行计算得到的结果，并展示到显示设备上，同时发出预警信息；对预警结果进行验证。
7.根据权利要求6所述的一种充电桩的充放电检测方法，其特征在于：对预警结果进行验证采用哈希验证的方式实现，具体步骤包括：先对服务器的预警结果进行哈希计算，生成第一哈希值；然后将生成的第一哈希值存储到存储介质中；在需要进行预警时，获取服务器输出的预警数据，并对该数据进行哈希计算，生成第二哈希值，该第二哈希值表示需要进行预警的信息所生成的哈希值，接着将第一哈希值与第二哈希值进行比对，判断其是否一致，如果一致，说明预警结果是完整未发生改变的，可以进行输出，如果不一致，说明第二哈希值所代表的预警信息出现异常，不可以直接输出，而是发送检查信号至服务器端，并暂停预警，待检修完成后，重复上述步骤，直到第一哈希值与第二哈希值一致才可以进行预警输出。
8.一种充电桩的充放电检测系统，其特征在于：该系统包括：充放电状态确认模块，用于服务器接收来自充电桩输入端的第一输入信号，并根据第一输入信号判断充电桩的充放电状态，并选择对应的状态电路，其中状态电路包括充电电路和放电电路，两种状态电路的切换通过信号继电器控制；运行前检测模块，用于对充电桩进行运行前检测，并根据检测结果进行供电或断电操作，其中对充电桩进行运行前检测采用对充电桩的至少两个输出口进行检测实现；第一资源数据获取模块，用于通过可控交流负载对充电桩的带载能力进行测试，并将测试过程中产生的所有资源值作为第一资源数据保存；平滑处理模块，用于根据不同的负载情况，对第一资源数据中的各个数据进行平滑处理，并在平滑处理后生成第二资源数据，对第二资源数据进行计算，得到充电桩的充放电检测结果。
9.根据权利要求8所述的一种充电桩的充放电检测系统，其特征在于：用于实施如权利要求1至7任一项所述的充放电检测方法。
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