CN117901702B - 用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，涉及新能源汽车充电技术领域。为了解决现有技术中充电设备在充电速度和效率方面存在局限性，不能满足用户快速充电的需求问题用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，包括充电桩检测单元、大电流充电单元和结算单元；通过检测单元有效地检测充电桩的安全性，预防潜在的故障或风险，从而确保充电过程的安全进行，大电流充电单元对车载电池的性能进行实时检测，制定出针对性的充电策略，以优化充电效果并延长电池的使用寿命，同时，进行实时监测，通过集成多个功能模块，实现了对新能源汽车充电过程的全面优化和管理，提高了充电的安全性和效率。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车充电技术领域，特别涉及用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统。
背景技术
随着新能源汽车市场的不断扩大，对于快速充电的需求也越来越迫切。现关于新能源汽车充电系统，公开号为：CN116811610A的中国专利公开了一种耦合式充电桩对新能源汽车的快速充电方法，涉及新能源汽车充电技术领域，包括以下步骤S1：充电桩配置；S2：在新能源汽车充电口中设置第三触头，所述第三触头与第二触头位置相互适配，第三触头内设有存储芯片，所述存储芯片中存储有该新能源汽车信息；S3：新能源汽车充电，充电过程中先进行身份验证以及充电协议匹配，在进行充电，充电完成后，在进行充电枪是否与充电桩放置口吻合放置判断，保证充电枪使用安全。
上述专利虽然可以在充电过程中保证充电的安全性，但仍存在以下问题：
现有技术中，为了提高充电的安全性，充电设备在充电速度和效率方面存在局限性，不能满足用户快速充电的需求，充电时间较长，无法有效保证充电桩的充电质量。
发明内容
本发明的目的在于提供用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，通过集成多个功能模块，实现了对新能源汽车充电过程的全面优化和管理，提高了充电的安全性和效率，为新能源汽车用户提供了更加智能、便捷和经济的充电体验，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，包括：
充电桩检测单元，用于获取充电桩的电流数据，基于充电桩的历史充电数据与实时获取的电流数据对充电桩进行安全检测，确定安全检测结果；
大电流充电单元，用于在充电过程中对新能源汽车的车载电池进行性能检测，判断电池的性能和状态，基于判断结果确定充电时长和充电策略；
大电流充电单元，还用于在充电过程中实时监测，一旦检测到异常情况，则立即切断充电电流，并给出警告提示；
结算单元，用于根据检测到的电池性能参数、充电时长以及电价数据计算充电费用，并在充电桩上实时显示检测结果、充电状态、预计的充电时长和充电费用信息。
进一步的，充电桩检测单元，包括：
数据采集模块，用于确定当前充电桩的IP数据，基于充电桩的IP数据获取该充电桩对应的工作数据，同时，获取充电站周围的环境参数；
数据分析模块，用于对采集到的数据进行处理和分析，基于工作数据的数据类别与预设的正常工作参数范围进行比较，识别出异常数据；
安全评估模块，用于基于充电桩的物理状态和使用时长进行逻辑判断和决策，基于判断和决策结果确定充电桩是否存在安全隐患，基于环境参数确定充电站是否存在安全隐患。
进一步的，充电桩检测单元，还包括：
环境指标因获取模块，用于获取充电站周围的环境参数，并根据所述环境参数获取温度参数因子和湿度参数因子；
其中，所述环境指标因获取模块包括：
环境参数获取模块，用于提取充电桩周围的环境参数，其中，所述环境参数包括环境温度和环境湿度；
第一参数因子获取模块，用于利用所述环境温度获取所述充电站周围的温度参数因子；其中，所述温度参数因子通过如下公式获取：
；
其中，ξ01表示充电站周围的温度参数因子；n表示充电站运行所经历的第一单位时间，并且，所述第一单位时间为3-7天；Tmaxi和Tmini分别表示第i个第一单位时间的环境最高温度和环境最低温度；Tc表示预设的温差阈值；λ01和λ02分别表示第一温度系数和第二温度系数；sqrt表示开根号函数；
第二参数因子获取模块，用于利用所述环境湿度获取所述充电站周围的湿度参数因子；其中，所述湿度参数因子通过如下公式获取：
；
其中，ξ02表示充电站周围的湿度参数因子；m表示充电站运行所经历的第二单位时间，并且，所述第二单位时间为15-31天；Wmaxi和Wmini分别表示第i个第二单位时间的环境最高湿度和环境最低湿度；Wc表示预设的湿度阈值；λ03表示湿度系数。
进一步的，充电桩检测单元，还包括：
正常工作参数范围获取模块，用于根据所述温度参数因子和湿度参数因子的参数数据对所述预设的初始正常工作参数范围进行调整判断和对应调整，并确定预设的正常工作参数范围；
其中，所述正常工作参数范围获取模块包括：
第一因子提取模块，用于提取所述温度参数因子；
第一比较模块，用于将所述温度参数因子与预设的温度参数阈值进行比较，判断所述温度参数因子是否超过所述预设的温度参数阈值；
第一数值量获取模块，用于当所述所述温度参数因子超过所述预设的温度参数阈值时，获取温度参数因子超出所述预设的温度参数阈值的数值量；
第一补偿系数获取模块，用于根据所述温度参数因子超出所述预设的温度参数阈值的数值量，获取所述初始正常工作参数范围的第一补偿系数；其中，所述第一补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q01表示第一补偿系数；ξt表示所述预设的温度参数阈值；
第二因子提取模块，用于提取所述湿度参数因子；
第二比较模块，用于将所述湿度参数因子与预设的湿度参数阈值进行比较，判断所述湿度参数因子是否超过所述预设的湿度参数阈值；
第二数值量获取模块，用于当所述所述湿度参数因子超过所述预设的湿度参数阈值时，获取湿度参数因子超出所述预设的湿度参数阈值的数值量；
第二补偿系数获取模块，用于根据所述湿度参数因子超出所述预设的湿度参数阈值的数值量，获取所述初始正常工作参数范围的第二补偿系数；其中，所述第二补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q02表示第二补偿系数；ξw表示所述预设的湿度参数阈值；
综合补偿系数获取模块，用于利用所述第一补偿系数和第二补偿系数获正常工作参数范围的综合补偿系数，其中，所述正常工作参数范围的综合补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q表示正常工作参数范围的综合补偿系数；
正常工作参数范围调整判断及确定模块，用于利用所述综合补偿系数进行初始正常工作参数范围的调整判断和对应调整，获得所述预设的正常工作参数范围。
进一步的，正常工作参数范围调整判断及确定模块，包括：
综合补偿系数调取模块，用于调取所述综合补偿系数；
限值调取模块，用于调取所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值；
数值范围差量值条件判断模块，用于判断所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值是否满足预设的差量约束条件，其中，所述差量约束条件通过如下公式获取：
；
其中，Xc表示所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值；Xe表示工作参数对应的额定数值；Xmax表示正常运行状态下的最大工作参数数值；
限值调整模块，用于当所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值不满足预设的差量约束条件时，则将所述初始正常工作参数范围作为预设的正常工作参数范围；当所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值满足预设的差量约束条件时，利用所述综合补偿系数对所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值进行调节，并将调整后的正常工作参数范围作为所述预设的正常工作参数范围；其中，调节后的上限值和下限值通过如下公式获取：
；
其中，Xup和Xdown分别表示调节后的上限值和下限值；Xup0和Xdown0分别表示调节前的上限值和下限值。
进一步的，大电流充电单元，包括：
车载电池检测模块，用于对车载电池的剩余电量进行检测，并基于检测结果对车载电池的充电状态进行实时监测，分析电池的性能参数，评估车载电池的健康状态；
充电策略匹配模块，用于基于车载电池的健康状态和用户偏好匹配对应的充电方案，基于充电方案确定充电时长；
充电状态检测模块，用于在充电过程中实时监测电池的温度、电压和电流参数，同时，实时监测充电桩的充电电流是否在100A至200A范围内；
充电安全保护模块，用于配备各安全保护措施，基于充电状态检测模块的监测结果对车载电池进行安全保护。
进一步的，大电流充电单元，还包括：
热管理模块，用于配备散热终端，使用散热风扇或液冷技术对充电桩进行散热；
电能效率优化模块，用于采用多阶段充电模式，根据电池的充电状态和电量来调整充电电流，采用功率因数校正技术，减少无功功率。
进一步的，所述车载电池检测模块对车载电池的剩余电量进行检测，具体包括：
对车载电池接检测电路，并基于所述检测电路确定所述车载电池的开路电压，基于所述开路电压确定所述车载电池中的剩余电量；
同时，获取车载电池当前的温度参数，并基于预设温度电量变化曲线对确定的剩余电量进行修正，得到目标剩余电量；
获取所述车载电池的电池容量，并基于所述电池容量以及所述目标剩余电量确定对所述车载电池的目标充电量。
进一步的，所述车载电池检测模块分析电池的性能参数，具体包括：
获取所述车载电池的充放电运行数据组，并基于所述充放电运行数据组的目标取值绘制车载电池的充放电变化曲线；
基于所述充放电变化曲线和车载电池的内阻、容量参数确定车载电池的总变化值，确定车载电池的总变化值的权重值；
基于所述权重值通过电池性能衰减评估模型对车载电池的总变化值进行分析，得到车载电池的性能参数，基于性能参数确定车载电池的健康状态。
进一步的，结算单元，包括：
电费计算模块，用于根据实际充电时长和充电量计算充电费用，并基于第三方应用提供多渠道支付方式；
用户交互模块，用于提供用户界面，显示充电桩充电对象的电池状态、充电进度、费用的信息，并基于手机应用或电子邮件实时通知用户关于充电状态、费用、维护通知的信息。
进一步的，电费计算模块，还用于获取所述充电桩所在场所扶持性电价政策，判断所述充电桩充电电力所携带的时间数据是否在用电谷峰时段，同时，依据获取到的政策数据信息反馈至充电策略匹配模块，充电策略匹配模块对充电方案进行电力单价的制定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过电桩检测单元有效地检测充电桩的安全性，预防潜在的故障或风险，从而确保充电过程的安全进行，大电流充电单元对车载电池的性能进行实时检测，制定出针对性的充电策略，以优化充电效果并延长电池的使用寿命，同时，进行实时监测，一旦发现异常情况，并通过警告提示来确保安全，结算单元精确计算充电费用，通过集成多个功能模块，实现了对新能源汽车充电过程的全面优化和管理，提高了充电的安全性和效率，为新能源汽车用户提供了更加智能、便捷和经济的充电体验。
附图说明
图1为本发明的用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统模块图。
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。
为了解决现有技术中，为了提高充电的安全性，充电设备在充电速度和效率方面存在局限性，不能满足用户快速充电的需求，充电时间较长，无法有效保证充电桩的充电质量的技术问题，请参阅图1，本实施例提供以下技术方案：
用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，包括：
充电桩检测单元，用于获取充电桩的电流数据，基于充电桩的历史充电数据与实时获取的电流数据对充电桩进行安全检测，确定安全检测结果；
大电流充电单元，用于在充电过程中对新能源汽车的车载电池进行性能检测，判断电池的性能和状态，基于判断结果确定充电时长和充电策略；
大电流充电单元，还用于在充电过程中实时监测，一旦检测到异常情况，则立即切断充电电流，并给出警告提示；
结算单元，用于根据检测到的电池性能参数、充电时长以及电价数据计算充电费用，并在充电桩上实时显示检测结果、充电状态、预计的充电时长和充电费用信息；
在本实施例中，结算单元，包括：
电费计算模块，用于根据实际充电时长和充电量计算充电费用，并基于第三方应用提供多渠道支付方式，用户可以通过多种支付方式完成费用支付，提供了极大的便利性；
电费计算模块，还用于获取所述充电桩所在场所扶持性电价政策，判断所述充电桩充电电力所携带的时间数据是否在用电谷峰时段，同时，依据获取到的政策数据信息反馈至充电策略匹配模块，充电策略匹配模块对充电方案进行电力单价的制定，能判断充电时段是否处于用电低谷，进而帮助用户节省充电费用；
用户交互模块，用于提供用户界面，显示充电桩充电对象的电池状态、充电进度、费用的信息，并基于手机应用或电子邮件实时通知用户关于充电状态、费用、维护通知的信息，从而更加方便地管理充电过程。
在本实施例中，电桩检测单元通过获取实时的电流数据，并与历史数据对比，能有效地检测充电桩的安全性，预防潜在的故障或风险，从而确保充电过程的安全进行，大电流充电单元对车载电池的性能进行实时检测，判断电池的状态和性能，还基于这些信息制定出针对性的充电策略，以优化充电效果并延长电池的使用寿命，同时，进行实时监测，一旦发现异常情况，如过热、过流等，会立即切断充电电流，并通过警告提示来确保安全，结算单元根据电池性能参数、充电时长和实时电价来精确计算充电费用，通过集成多个功能模块，实现了对新能源汽车充电过程的全面优化和管理，提高了充电的安全性和效率，为新能源汽车用户提供了更加智能、便捷和经济的充电体验。
在本实施例中，充电桩检测单元，包括：
数据采集模块，用于确定当前充电桩的IP数据，基于充电桩的IP数据获取该充电桩对应的工作数据，包括输出电压、电流、温度和充电时长数据，同时，获取充电站周围的环境参数，如温度、湿度、气压、烟雾等，以确保环境安全，持续监测充电桩的工作数据和周围环境参数，确保数据准确且完整；
数据分析模块，用于对采集到的数据进行处理和分析，检查数据的完整性和准确性，基于工作数据的数据类别与预设的正常工作参数范围进行比较，识别出异常数据，通过对这些数据进行深度处理，与预设的正常工作参数范围比较，迅速识别出异常数据；
安全评估模块，用于基于充电桩的物理状态和使用时长进行逻辑判断和决策，基于判断和决策结果确定充电桩是否存在安全隐患，基于环境参数确定充电站是否存在安全隐患，不仅基于充电桩的物理状态和使用时长进行逻辑判断，还能基于环境参数判断充电站的安全隐患，极大地提高了充电设施的安全性和运营效率。
在本实施例中，通过充电桩检测单元在开始充电之前，进行充电桩的自检程序，确保其所有功能正常工作，有助于及早发现潜在的故障或问题，从而避免因设备故障或环境因素导致的充电中断或安全事故，及时发现充电桩的工作异常，并采取相应的措施进行修复或调整，从而确保充电过程的稳定和高效，通过数据采集、分析和安全评估等手段，实现了对充电桩和充电站的安全监测和隐患排查，提高了充电设施的安全性和稳定性，为用户提供了更加可靠和安全的充电服务，具备高度的智能化和自动化特点，减少了人工干预和检查的频率，提高了运营效率和管理水平；
具体的，充电桩检测单元，还包括：
环境指标因获取模块，用于获取充电站周围的环境参数，并根据所述环境参数获取温度参数因子和湿度参数因子；
其中，所述环境指标因获取模块包括：
环境参数获取模块，用于提取充电桩周围的环境参数，其中，所述环境参数包括环境温度和环境湿度；
第一参数因子获取模块，用于利用所述环境温度获取所述充电站周围的温度参数因子；其中，所述温度参数因子通过如下公式获取：
；
其中，ξ01表示充电站周围的温度参数因子；n表示充电站运行所经历的第一单位时间，并且，所述第一单位时间为3-7天；Tmaxi和Tmini分别表示第i个第一单位时间的环境最高温度和环境最低温度；Tc表示预设的温差阈值；λ01和λ02分别表示第一温度系数和第二温度系数；sqrt表示开根号函数；
第二参数因子获取模块，用于利用所述环境湿度获取所述充电站周围的湿度参数因子；其中，所述湿度参数因子通过如下公式获取：
；
其中，ξ02表示充电站周围的湿度参数因子；m表示充电站运行所经历的第二单位时间，并且，所述第二单位时间为15-31天；Wmaxi和Wmini分别表示第i个第二单位时间的环境最高湿度和环境最低湿度；Wc表示预设的湿度阈值；λ03表示湿度系数。
上述技术方案的技术效果为：通过环境参数获取模块，可以提取充电桩周围的环境参数，包括环境温度和环境湿度。这些参数对于评估充电站的工作状态和性能至关重要。
利用第一参数因子获取模块，可以根据环境温度获取充电站周围的温度参数因子。这个过程考虑了充电站运行所经历的第一单位时间内的最高和最低温度，以及预设的温差阈值。此外，还利用了第一温度系数和第二温度系数来调整温度参数因子的计算。通过这个计算过程，可以得到一个更为精确的温度参数因子，用于评估充电站在不同温度下的性能表现。
第二参数因子获取模块则用于根据环境湿度获取充电站周围的湿度参数因子。这个过程考虑了充电站运行所经历的第二单位时间内的最高和最低湿度，以及预设的湿度阈值。此外，还利用了一个湿度系数来调整湿度参数因子的计算。通过这个计算过程，可以得到一个更为精确的湿度参数因子，用于评估充电站在不同湿度下的性能表现。
上述技术方案中的第一单位时间和第二单位时间可以根据实际需求进行调整，以适应不同环境和气候条件下的充电站性能评估。此外，预设的温差阈值和湿度阈值也可以根据实际情况进行设定，使得技术方案具有更好的灵活性和可扩展性。通过上述技术方案，可以更为精确地获取充电站周围的环境参数，并根据这些参数计算出温度参数因子和湿度参数因子。这些因子可以用于评估充电站的工作状态和性能，为充电站的维护和管理提供更为准确的数据支持。
综上所述，上述技术方案提供了一种精确、灵活、可扩展的充电桩检测单元，可以有效地评估充电站在不同环境和气候条件下的性能表现，为充电站的维护和管理提供更为准确的数据支持。
具体的，充电桩检测单元，还包括：
正常工作参数范围获取模块，用于根据所述温度参数因子和湿度参数因子的参数数据对所述预设的初始正常工作参数范围进行调整判断和对应调整，并确定预设的正常工作参数范围；
其中，所述正常工作参数范围获取模块包括：
第一因子提取模块，用于提取所述温度参数因子；
第一比较模块，用于将所述温度参数因子与预设的温度参数阈值进行比较，判断所述温度参数因子是否超过所述预设的温度参数阈值；
第一数值量获取模块，用于当所述所述温度参数因子超过所述预设的温度参数阈值时，获取温度参数因子超出所述预设的温度参数阈值的数值量；
第一补偿系数获取模块，用于根据所述温度参数因子超出所述预设的温度参数阈值的数值量，获取所述初始正常工作参数范围的第一补偿系数；其中，所述第一补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q01表示第一补偿系数；ξt表示所述预设的温度参数阈值；
第二因子提取模块，用于提取所述湿度参数因子；
第二比较模块，用于将所述湿度参数因子与预设的湿度参数阈值进行比较，判断所述湿度参数因子是否超过所述预设的湿度参数阈值；
第二数值量获取模块，用于当所述所述湿度参数因子超过所述预设的湿度参数阈值时，获取湿度参数因子超出所述预设的湿度参数阈值的数值量；
第二补偿系数获取模块，用于根据所述湿度参数因子超出所述预设的湿度参数阈值的数值量，获取所述初始正常工作参数范围的第二补偿系数；其中，所述第二补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q02表示第二补偿系数；ξw表示所述预设的湿度参数阈值；
综合补偿系数获取模块，用于利用所述第一补偿系数和第二补偿系数获正常工作参数范围的综合补偿系数，其中，所述正常工作参数范围的综合补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q表示正常工作参数范围的综合补偿系数；
正常工作参数范围调整判断及确定模块，用于利用所述综合补偿系数进行初始正常工作参数范围的调整判断和对应调整，获得所述预设的正常工作参数范围。
上述技术方案的技术效果为：通过正常工作参数范围获取模块，可以提取温度参数因子和湿度参数因子。这些因子是通过比较环境参数与预设的阈值来确定的。
数值量的获取与补偿系数的计算：如果温度参数因子或湿度参数因子超过预设的阈值，系统会获取这些因子超出阈值的数值量，并根据这些数值量计算补偿系数。这些补偿系数用于调整正常工作参数范围。综合补偿系数是第一补偿系数和第二补偿系数的结合，用于综合考虑温度和湿度对正常工作参数范围的影响。最后，正常工作参数范围调整判断及确定模块会使用综合补偿系数来调整初始的正常工作参数范围，并确定最终的正常工作参数范围。
由于考虑了环境温度和湿度的影响，并通过补偿系数进行调整，该技术方案能够更精确地确定充电桩的正常工作参数范围。此外，由于可以根据实际情况调整预设的阈值，该技术方案具有较好的适应性。上述技术方案允许用户根据具体环境和气候条件灵活设置温度和湿度的阈值，从而更好地适应不同场景下的充电桩性能评估需求。
综上所述，上述技术方案提供了一种精确、灵活、可扩展的充电桩检测单元，能够根据环境温度和湿度调整正常工作参数范围，为充电桩的性能评估和故障诊断提供更为准确的数据支持和基准数据，进而提高充电桩随着环境因数的不到而进行故障异常数据获取的准确性。
具体的，正常工作参数范围调整判断及确定模块，包括：
综合补偿系数调取模块，用于调取所述综合补偿系数；
限值调取模块，用于调取所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值；
数值范围差量值条件判断模块，用于判断所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值是否满足预设的差量约束条件，其中，所述差量约束条件通过如下公式获取：
；
其中，Xc表示所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值；Xe表示工作参数对应的额定数值；Xmax表示正常运行状态下的最大工作参数数值；
限值调整模块，用于当所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值不满足预设的差量约束条件时，则将所述初始正常工作参数范围作为预设的正常工作参数范围；当所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值满足预设的差量约束条件时，利用所述综合补偿系数对所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值进行调节，并将调整后的正常工作参数范围作为所述预设的正常工作参数范围；其中，调节后的上限值和下限值通过如下公式获取：
；
其中，Xup和Xdown分别表示调节后的上限值和下限值；Xup0和Xdown0分别表示调节前的上限值和下限值。
上述技术方案的技术效果为：通过综合补偿系数调取模块，可以获取之前计算得到的综合补偿系数。限值调取模块用于获取初始正常工作参数范围的上限值和下限值。数值范围差量值条件判断模块用于判断初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值是否满足预设的差量约束条件。这个差量约束条件考虑了工作参数的额定数值、正常运行状态下的最大工作参数数值等因素。如果数值范围差量值不满足预设的差量约束条件，则将初始正常工作参数范围直接作为预设的正常工作参数范围。如果满足预设的差量约束条件，则利用综合补偿系数对初始正常工作参数范围的上限值和下限值进行调节，并将调整后的正常工作参数范围作为预设的正常工作参数范围。调节后的上限值和下限值通过特定的公式计算得出，这个公式考虑了调节前后的上限值和下限值以及综合补偿系数。同时，通过判断是否满足预设的差量约束条件，技术方案能够更好地适应不同的工作环境和参数范围。当数值范围差量值不满足预设的差量约束条件时，技术方案可以快速地确定正常工作参数范围；当数值范围差量值满足预设的差量约束条件时，技术方案则可以利用综合补偿系数对初始正常工作参数范围的上限值和下限值进行精细调节，从而得到更精确的正常工作参数范围。通过预设的差量约束条件和综合补偿系数，技术方案能够更精确地调整正常工作参数范围。这种精确性不仅体现在数值范围的调整上，还体现在对工作参数变化的敏感度和响应速度上。同时，除了预设的差量约束条件外，技术方案还允许用户根据具体环境和气候条件灵活设置温度和湿度的阈值，从而更好地适应不同场景下的充电桩性能评估需求。这种灵活性使得技术方案在实际应用中更加方便和实用。
通过上述技术方案，可以更精确地根据环境参数和补偿系数调整正常工作参数范围，从而更好地适应不同环境和气候条件下的充电桩性能评估需求预设的差量约束条件可以根据实际需求进行灵活设置，使得技术方案具有更好的适应性。
综上所述，上述技术方案提供了一种精确、灵活、可扩展的正常工作参数范围调整判断及确定模块，能够根据环境温度和湿度以及预设的差量约束条件调整正常工作参数范围，为充电桩的性能评估和故障诊断提供更为准确的数据支持。同时，根据约束条件判断是否对上限值和下限值进行调整的性能上的技术效果主要体现在适应性、精确性、扩展性和灵活性等方面，这些效果使得技术方案在实际应用中更加准确、高效和实用。
在本实施例中，大电流充电单元，包括：
车载电池检测模块，用于对车载电池的剩余电量进行检测，并基于检测结果对车载电池的充电状态进行实时监测，分析电池的性能参数，评估车载电池的健康状态；
在本实施例中，所述车载电池检测模块对车载电池的剩余电量进行检测，具体包括：
对车载电池接检测电路，并基于所述检测电路确定所述车载电池的开路电压，基于所述开路电压确定所述车载电池中的剩余电量；
同时，获取车载电池当前的温度参数，并基于预设温度电量变化曲线对确定的剩余电量进行修正，得到目标剩余电量；
获取所述车载电池的电池容量，并基于所述电池容量以及所述目标剩余电量确定对所述车载电池的目标充电量；
在本实施例中，检测电路用于对车载电池的状态进行检测，具体可以是对车载电池的电压以及电流进行检测；通过接入的检测电路对车载电池的开路电压进行有效获取，从而通过开路电压实现对车载电池中当前的剩余电量进行准确判断，基于车载电池的充电容量确定车载电池的目标充电量，实现了对车载电池的状态进行有效检测，并通过与预设的温差电量变化曲线进行对比，可以对剩余电量进行修正，得到更为准确的目标剩余电量，保证了目标充电量的准确性，为用户提供了关于电池剩余电量的实时反馈，有助于规划充电策略及其他安排，提高了电池管理的精度和安全性，有助于提升新能源汽车的使用体验，延长车载电池的寿命；
在本实施例中，所述车载电池检测模块分析电池的性能参数，具体包括：
获取所述车载电池的充放电运行数据组，并基于所述充放电运行数据组的目标取值绘制车载电池的充放电变化曲线；
基于所述充放电变化曲线和车载电池的内阻、容量参数确定车载电池的总变化值，确定车载电池的总变化值的权重值；
基于所述权重值通过电池性能衰减评估模型对车载电池的总变化值进行分析，得到车载电池的性能参数，基于性能参数确定车载电池的健康状态；
在本实施例中，通过充放电变化曲线和车载电池的内阻、容量参数对车载电池的健康状态进行有效评估，实现对车载电池的运行状态进行严格有效的把控，且在车载电池的性能出现异常时，及时对车载电池进行相应的回收以及维护处理，提高了对车载电池的监控以及管理效果；
充电策略匹配模块，用于基于车载电池的健康状态和用户偏好匹配对应的充电方案，基于充电方案确定充电时长；
充电状态检测模块，用于在充电过程中实时监测电池的温度、电压和电流参数，同时，实时监测充电桩的充电电流是否在100A至200A范围内；
在本实施例中，通过大电流充电能够提供更高的充电功率，从而缩短充电时间，提高充电效率，减少能量损失，通过车载电池检测模块持续监测电池的剩余电量，从而实时了解电池的充电状态，为用户提供关于电池状况的准确信息，充电策略匹配模块则根据电池的健康状态和用户的充电偏好，为电池匹配最合适的充电方案，用户可以根据自己的需求选择快速充电或常规充电，系统会根据所选方案自动确定充电时长，充电状态检测模块实时监测电池的温度、电压和电流参数，确保充电过程的安全；
充电安全保护模块，用于配备各安全保护措施，基于充电状态检测模块的监测结果对车载电池进行安全保护，具体的，配备过载保护功能，当电流超过预设值时自动切断电源，确保在发生短路情况时能够迅速切断电源，防止设备损坏和火灾事故，配备防雷击保护功能，确保在雷雨天气下设备的正常运行；
在本实施例中，通过多种安全保护措施确保车载电池在充电过程中的安全，以防止设备因过载而损坏，有效地避免了因电流过大导致的设备故障或火灾事故，不仅增强了设备在恶劣天气条件下的稳定性，还为用户提供了更高的安全保障，确保了设备在各种情况下都能正常运行，提高了设备的可靠性和使用寿命，为用户带来了更安全的充电体验；
热管理模块，用于配备散热终端，使用散热风扇或液冷技术对充电桩进行散热；
电能效率优化模块，用于采用多阶段充电模式，根据电池的充电状态和电量来调整充电电流，采用功率因数校正技术，减少无功功率，避免过度充电和减少不必要的电能消耗，从而提高电能质量。
在本实施例中，大电流意味着在短时间内可以快速地给新能源汽车的电池充电，这同时也意味着更高的热量产生和更大的电能消耗，因此为了确保电池和充电桩的安全，需要进行有效的热管理和电能效率优化，确保高效、稳定的充电体验，为了确保充电桩的正常运行和延长其使用寿命，热管理模块起着至关重要的作用，两种散热方式都能确保充电桩在长时间高负载工作下仍能保持稳定的性能，电能效率优化模块则通过采用多阶段充电模式，根据电池的充电状态和电量来调整充电电流，既保证了充电速度，又避免了不必要的能源浪费，通过功率因数校正，可以大大减少无功功率，从而提高电能的使用效率，同时减轻对电网的压力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，其特征在于：包括：
充电桩检测单元，用于获取充电桩的电流数据，基于充电桩的历史充电数据与实时获取的电流数据对充电桩进行安全检测，确定安全检测结果；
充电桩检测单元，包括：
数据采集模块，用于确定当前充电桩的IP数据，基于充电桩的IP数据获取该充电桩对应的工作数据，同时，获取充电站周围的环境参数；
数据分析模块，用于对采集到的数据进行处理和分析，基于工作数据的数据类别与预设的正常工作参数范围进行比较，识别出异常数据；
安全评估模块，用于基于充电桩的物理状态和使用时长进行逻辑判断和决策，基于判断和决策结果确定充电桩是否存在安全隐患，基于环境参数确定充电站是否存在安全隐患；
充电桩检测单元，还包括：
环境指标因获取模块，用于获取充电站周围的环境参数，并根据所述环境参数获取温度参数因子和湿度参数因子；
其中，所述环境指标因获取模块包括：
环境参数获取模块，用于提取充电桩周围的环境参数，其中，所述环境参数包括环境温度和环境湿度；
第一参数因子获取模块，用于利用所述环境温度获取所述充电站周围的温度参数因子；其中，所述温度参数因子通过如下公式获取：
；
其中，ξ01表示充电站周围的温度参数因子；n表示充电站运行所经历的第一单位时间，并且，所述第一单位时间为3-7天；Tmaxi和Tmini分别表示第i个第一单位时间的环境最高温度和环境最低温度；Tc表示预设的温差阈值；λ01和λ02分别表示第一温度系数和第二温度系数；sqrt表示开根号函数；
第二参数因子获取模块，用于利用所述环境湿度获取所述充电站周围的湿度参数因子；其中，所述湿度参数因子通过如下公式获取：
；
其中，ξ02表示充电站周围的湿度参数因子；m表示充电站运行所经历的第二单位时间，并且，所述第二单位时间为15-31天；Wmaxi和Wmini分别表示第i个第二单位时间的环境最高湿度和环境最低湿度；Wc表示预设的湿度阈值；λ03表示湿度系数；
充电桩检测单元，还包括：
正常工作参数范围获取模块，用于根据所述温度参数因子和湿度参数因子的参数数据对所述预设的初始正常工作参数范围进行调整判断和对应调整，并确定预设的正常工作参数范围；
其中，所述正常工作参数范围获取模块包括：
第一因子提取模块，用于提取所述温度参数因子；
第一比较模块，用于将所述温度参数因子与预设的温度参数阈值进行比较，判断所述温度参数因子是否超过所述预设的温度参数阈值；
第一数值量获取模块，用于当所述所述温度参数因子超过所述预设的温度参数阈值时，获取温度参数因子超出所述预设的温度参数阈值的数值量；
第一补偿系数获取模块，用于根据所述温度参数因子超出所述预设的温度参数阈值的数值量，获取所述初始正常工作参数范围的第一补偿系数；其中，所述第一补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q01表示第一补偿系数；ξt表示所述预设的温度参数阈值；
第二因子提取模块，用于提取所述湿度参数因子；
第二比较模块，用于将所述湿度参数因子与预设的湿度参数阈值进行比较，判断所述湿度参数因子是否超过所述预设的湿度参数阈值；
第二数值量获取模块，用于当所述所述湿度参数因子超过所述预设的湿度参数阈值时，获取湿度参数因子超出所述预设的湿度参数阈值的数值量；
第二补偿系数获取模块，用于根据所述湿度参数因子超出所述预设的湿度参数阈值的数值量，获取所述初始正常工作参数范围的第二补偿系数；其中，所述第二补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q02表示第二补偿系数；ξw表示所述预设的湿度参数阈值；
综合补偿系数获取模块，用于利用所述第一补偿系数和第二补偿系数获正常工作参数范围的综合补偿系数，其中，所述正常工作参数范围的综合补偿系数通过如下公式获取：
；
其中，Q表示正常工作参数范围的综合补偿系数；
正常工作参数范围调整判断及确定模块，用于利用所述综合补偿系数进行初始正常工作参数范围的调整判断和对应调整，获得所述预设的正常工作参数范围；
大电流充电单元，用于在充电过程中对新能源汽车的车载电池进行性能检测，判断电池的性能和状态，基于判断结果确定充电时长和充电策略；
大电流充电单元，还用于在充电过程中实时监测，检测到异常情况，则立即切断充电电流，并给出警告提示；
结算单元，用于根据检测到的电池性能参数、充电时长以及电价数据计算充电费用，并在充电桩上实时显示检测结果、充电状态、预计的充电时长和充电费用信息。
2.如权利要求1所述的用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，其特征在于：正常工作参数范围调整判断及确定模块，包括：
综合补偿系数调取模块，用于调取所述综合补偿系数；
限值调取模块，用于调取所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值；
数值范围差量值条件判断模块，用于判断所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值是否满足预设的差量约束条件，其中，所述差量约束条件通过如下公式获取：
；
其中，Xc表示所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值；Xe表示工作参数对应的额定数值；Xmax表示正常运行状态下的最大工作参数数值；
限值调整模块，用于当所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值不满足预设的差量约束条件时，则将所述初始正常工作参数范围作为预设的正常工作参数范围；当所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值之间的数值范围差量值满足预设的差量约束条件时，利用所述综合补偿系数对所述初始正常工作参数范围的上限值和下限值进行调节，并将调整后的正常工作参数范围作为所述预设的正常工作参数范围；其中，调节后的上限值和下限值通过如下公式获取：
；
其中，Xup和Xdown分别表示调节后的上限值和下限值；Xup0和Xdown0分别表示调节前的上限值和下限值。
3.如权利要求2所述的用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，其特征在于：大电流充电单元，包括：
车载电池检测模块，用于对车载电池的剩余电量进行检测，并基于检测结果对车载电池的充电状态进行实时监测，分析电池的性能参数，评估车载电池的健康状态；
充电策略匹配模块，用于基于车载电池的健康状态和用户偏好匹配对应的充电方案，基于充电方案确定充电时长；
充电状态检测模块，用于在充电过程中实时监测电池的温度、电压和电流参数，同时，实时监测充电桩的充电电流是否在100A至200A范围内；
充电安全保护模块，用于配备各安全保护措施，基于充电状态检测模块的监测结果对车载电池进行安全保护。
4.如权利要求3所述的用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，其特征在于：大电流充电单元，还包括：
热管理模块，用于配备散热终端，使用散热风扇或液冷技术对充电桩进行散热；
电能效率优化模块，用于采用多阶段充电模式，根据电池的充电状态和电量来调整充电电流，采用功率因数校正技术，减少无功功率。
5.如权利要求4所述的用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，其特征在于：所述车载电池检测模块对车载电池的剩余电量进行检测，具体包括：
对车载电池接检测电路，并基于所述检测电路确定所述车载电池的开路电压，基于所述开路电压确定所述车载电池中的剩余电量；
同时，获取车载电池当前的温度参数，并基于预设温度电量变化曲线对确定的剩余电量进行修正，得到目标剩余电量；
获取所述车载电池的电池容量，并基于所述电池容量以及所述目标剩余电量确定对所述车载电池的目标充电量。
6.如权利要求5所述的用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，其特征在于：所述车载电池检测模块分析电池的性能参数，具体包括：
获取所述车载电池的充放电运行数据组，并基于所述充放电运行数据组的目标取值绘制车载电池的充放电变化曲线；
基于所述充放电变化曲线和车载电池的内阻、容量参数确定车载电池的总变化值，确定车载电池的总变化值的权重值；
基于所述权重值通过电池性能衰减评估模型对车载电池的总变化值进行分析，得到车载电池的性能参数，基于性能参数确定车载电池的健康状态。
7.如权利要求6所述的用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，其特征在于：结算单元，包括：
电费计算模块，用于根据实际充电时长和充电量计算充电费用，并基于第三方应用提供多渠道支付方式；
用户交互模块，用于提供用户界面，显示充电桩充电对象的电池状态、充电进度、费用的信息，并基于手机应用或电子邮件实时通知用户关于充电状态、费用、维护通知的信息。
8.如权利要求7所述的用于新能源汽车交流充电桩的大电流充电系统，其特征在于：电费计算模块，还用于获取所述充电桩所在场所扶持性电价政策，判断所述充电桩充电电力所携带的时间数据是否在用电谷峰时段，同时，依据获取到的政策数据信息反馈至充电策略匹配模块，充电策略匹配模块对充电方案进行电力单价的制定。
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| CN114013329A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-02-08 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 新能源汽车充电检测方法及系统 |
| CN115042660A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-09-13 | 深圳市慧科达科技有限公司 | 一种智能协同管控的新能源充电桩电力控制系统及方法 |
| CN117148001A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-01 | 合肥掌魅无线信息科技有限公司 | 一种基于人工智能的新能源汽车充电桩故障预测系统 |
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