CN107878227A - 一种分段计算充电模块数量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分段计算充电模块数量的方法，包括以下步骤：S1：建立充电模块电压电流输出特性曲线，所述特性曲线用于描述充电模块输出电压值与输出电流值的关系；S2：根据所述特性曲线建立充电模块输出电流分段函数，并根据所述分段函数计算当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值；S3：使用当前车辆充电需求电流值，除以当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值，计算出充电模块需求数量。本发明根据充电模块电压电流输出特性曲线来计算充电模块的数量，尽可能地采用最少的充电模块满足车辆充电需求，不仅可以减少充电模块资源的投入，避免了资源浪费，而且可以使充电功率模块负荷运行在效率点较高的状态。

Description

一种分段计算充电模块数量的方法
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车充电领域，更具体地说，涉及一种根据充电模块输出电压分段特性来分段计算充电模块数量的方法。
背景技术
电动汽车柔性充电堆或具备功率动态分配的电动汽车充电机采用的是通过充电模块功率的动态分配方式，来满足对不同功率需求的电动汽车进行充电，解决了固定充电功率的充电机的功率不足或功率过大浪费和效率低的问题。
当前，功率动态分配策略采用的是车辆充电需求电流除以充电模块额定电流值，从而计算出需要动态分配的充电模块。该方法中动态分配充电模块的数量只与需求电流的大小相关，而与输出电压的大小无关。而实际根据充电模块电压电流输出特性曲线，充电模块在不同输出电压时，所能够提供输出的最大输出电流大小是不相同的，而不是一个固定的额定电流大小。因此，根据充电模块实际的电压电流输出特性曲线，该动态分配的充电模块计算方法存在充电模块分配过多、容易造成浪费的情况。为了提高充电模块的利用率，根据充电模块电压电流输出特性曲线，提出动态分配充电模块新的计算方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述充电模块计算方法存在充电模块分配过多、容易造成浪费的缺陷，提供一种分段计算充电模块数量的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种分段计算充电模块数量的方法，该方法包括以下步骤：
S1：建立充电模块电压电流输出特性曲线，所述特性曲线用于描述充电模块输出电压值与输出电流值的关系；
S2：根据所述特性曲线建立充电模块输出电流分段函数，并根据所述分段函数计算当前车辆电池电压值对应的充电模块最大输出电流值；
S3：使用当前车辆充电需求电流值，除以当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值，从而计算出充电模块需求数量。
在本发明所述的分段计算充电模块数量的方法中，所述充电模块包括不同规格的充电模块。
在本发明所述的分段计算充电模块数量的方法中，所述步骤S2中的充电模块输出电流分段函数由充电模块的不同输出电压值对应的二元一次方程式组成。
在本发明所述的分段计算充电模块数量的方法中，所述步骤S2包括：
S2-1：将所述充电模块的输出电压与输出电流的关系作为线性关系处理：
f(x)＝kx+b，
其中，f(x)代表输出电流，x代表输出电压；
S2-2：分段计算k和b的值：根据所述特性曲线获取充电模块的不同输出电压值和该电压值对应的输出电流值，将所述输出电压值和电流值代入上述方程式，从而计算出k和b的值；
S2-3：根据所述计算出的k和b的值代入充电模块的不同输出电压值对应的二元一次方程式中，从而得到所述充电模块输出电流分段函数；
S2-4：获取当前车辆电池电压值，将该电压值作为充电模块输出电压值代入上述分段函数，从而计算出当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值。
在本发明所述的分段计算充电模块数量的方法中，所述步骤S3包括：
获取当前车辆充电需求电流值，将所述需求电流值除以所述充电模块输出电流值，从而计算出充电模块需求数量；
Nm＝Ceil(Ir/f(x))；
其中，Nm为计算得到的充电模块需求数量，Ceil用于取得不小于浮点数的最小整数，舍弃浮点数部分并加1；Ir为车辆充电需求电流；f(x)为当前电池电压对应的充电模块输出电流。
实施本发明的分段计算充电模块数量的方法，具有以下有益效果：本方法计算动态分配充电模块的数量不是按照固定充电模块的额定输出电流决定，而是根据模块电压电流输出特性曲线来计算充电模块的数量，尽量采用最少的充电模块满足车辆充电需求，不仅可以减少充电模块的投入，从而减少了资源的投入，避免浪费，而且可以使充电功率模块负荷运行在效率点较高的状态。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明分段计算充电模块数量的方法第一实施例的逻辑框图；
图2是图1实施例中的步骤S2的流程图；
图3是本发明分段计算充电模块数量的方法的MV500A30充电模块电压电流输出特性曲线图。
具体实施方式
如图1所示，在本发明的分段计算充电模块数量的方法第一实施例中，包括如下步骤：
步骤S1：建立充电模块电压电流输出特性曲线，所述特性曲线用于描述充电模块输出电压值与输出电流值的关系；
优选地，以充电模块输出电流为横坐标，输出电压为纵坐标，根据输出电流得到对应的输出电压值，并在坐标图上标出相应的点，将这些点连接起来，即可得到该充电模块电压电流输出特性曲线。
优选地，充电模块包括不同规格的充电模块，不同规格的充电模块的电压电流输出特性曲线也不同。
步骤S2：根据所述特性曲线建立充电模块输出电流分段函数，并根据该分段函数计算当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值；
优选地，步骤S2中的充电模块输出电流分段函数由充电模块的不同输出电压值对应的二元一次方程式组成：
需要说明的是：k1～kn、b1～bn为充电模块电压电流输出特性曲线的各线段的斜率和常量；a0～an为充电模块不同输出电压值；x为充电模块输出电压；f(x)为充电模块输出电压对应的的输出电流。
优选地，如图2所示，所述步骤S2进一步包括：
步骤S2-1：将所述充电模块的电压电流关系作为线性关系处理；
f(x)＝kx+b，
其中，f(x)代表输出电流，x代表输出电压；
步骤S2-2：分段计算k和b的值：根据所述特性曲线获取充电模块的不同输出电压值和该电压值对应的输出电流值，将所述输出电压值和电流值代入上述方程式，从而计算出k和b的值；
步骤S2-3：根据所述计算出的k和b的值代入充电模块的不同输出电压值对应的二元一次方程式中，从而得到所述充电模块输出电流分段函数。
步骤S2-4：获取当前车辆电池电压值，将该电压值作为充电模块输出电压值代入上述分段函数，即可求得该电压值对应的充电模块输出电流值；
优选地，由于k和b的值已经由上述步骤S2-2中求得，当前车辆电池电压值可以等于充电模块输出电压值，即x的值，将x的值代入上述分段函数，即可求得f(x)的值，即得到当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值。
步骤S3：使用当前车辆充电需求电流值，除以当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值，计算出充电模块需求数量。
优选地，在所述步骤S3中：
获取当前车辆充电需求电流值，将所述需求电流值除以所述充电模块输出电流值，从而计算出充电模块需求数量；
Nm＝Ceil(Ir/f(x))；
其中，Nm为计算得到的充电模块需求数量，Ceil用于取得不小于浮点数的最小整数，舍弃浮点数部分并加1；Ir为车辆充电需求电流；f(x)为当前电池电压对应的充电模块最大输出电流。
在图3示出的本发明的分段计算充电模块数量的方法MV500A30充电模块电压电流输出特性曲线图的第一实施例中，
1、根据该充电模块电压电流输出特性曲线特征，将该模块的电压电流关系作为线性关系处理；
f(x)＝kx+b，y：代表输出电流，x：代表输出电压。
2、分段计算k和b；
在AB段取点A的坐标(200,30)，点B的坐标(316,36)；
将点A、B的坐标代入上述方程，解得k＝3/58b＝570/29，
由BC段直接得出y＝36；
在CD段取点C的坐标(417,36)，点D的坐标(500,30)；
将点C、D的坐标代入上述方程，解得k＝-6/83b＝5490/83，
当x<200或x>500时，y＝30；
3、综上，得到如下输出电流分段函数：-6/83x+5490/83
进一步地，根据充电模块需求数量＝车辆充电需求电流值/当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值，即：
Nm＝Ceil(Ir/f(x))
其中，Nm为计算得到的充电模块需求数量，Ceil用于取得不小于浮点数的最小整数，舍弃浮点数部分并加1；Ir为车辆充电需求电流；f(x)为当前车辆电池电压对应的充电模块输出电流。
优选地，以当前车辆充电需求电流值为200计算充电模块数量，需动态分配充电模块数量如下：
当电池输出电压小于200V时，f(x)＝30，200÷30＝6.666，Nm＝Ceil(6.666)＝7，从而得出所需充电模块数量为7个；
当电池输出电压等于250V时，f(250)＝32.58，200÷32.58＝6.137，Nm＝Ceil(6.137)＝7，从而得出所需充电模块数量为7个；
当电池输出电压等于350V时，f(350)＝36，200÷36＝5.55，Nm＝Ceil(5.55)＝6，从而得出所需充电模块数量为6个；
当电池输出电压等于450V时，f(450)＝33.61，200÷33.61＝5.94，Nm＝Ceil(5.94)＝6，从而得出所需充电模块数量为6个。
本实施例通过在具备功率动态分配的电动汽车充电机或电动汽车柔性充电堆中，根据当前车辆电池电压和充电模块输出特性曲线分段计算动态分配功率充电模块的数量，采用最少的充电模块满足车辆充电的需求，不仅可以减少充电模块的投入，而且可以提高充电模块的工作效率。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种分段计算充电模块数量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立充电模块电压电流输出特性曲线，所述特性曲线用于描述充电模块输出电压值与输出电流值的关系；
S2：根据所述特性曲线建立充电模块输出电流分段函数，并根据所述分段函数计算当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值；
S3：使用当前车辆充电需求电流值，除以当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值，从而计算出充电模块需求数量。
2.根据权利要求1所述的分段计算充电模块数量的方法，其特征在于，所述充电模块包括不同规格的充电模块。
3.根据权利要求1所述的分段计算充电模块数量的方法，其特征在于，所述步骤S2中的充电模块输出电流分段函数由充电模块的不同输出电压值对应的二元一次方程式组成。
4.根据权利要求1所述的分段计算充电模块数量的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S2-1：将所述充电模块的输出电压与输出电流的关系作为线性关系处理：f(x)＝kx+b，
其中，f(x)代表输出电流，x代表输出电压；
S2-2：分段计算k和b的值，根据所述特性曲线获取充电模块的不同输出电压值和该电压值对应的输出电流值，将所述输出电压值和电流值代入上述方程式，从而计算出k和b的值；
S2-3：根据所述计算出的k和b的值代入充电模块的不同输出电压值对应的二元一次方程式中，从而得到所述充电模块输出电流分段函数。
5.根据权利要求1所述的分段计算充电模块数量的方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：
S2-4：获取当前车辆电池电压值，将该电压值作为充电模块输出电压值代入上述分段函数，从而计算出当前车辆电池电压值对应的充电模块输出电流值。
6.根据权利要求1所述的分段计算充电模块数量的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
获取当前车辆充电需求电流值，将所述需求电流值除以所述充电模块输出电流值，从而计算出充电模块需求数量；
Nm＝Ceil(Ir/f(x))，
其中，Nm为计算得到的充电模块需求数量，Ceil用于取得不小于浮点数的最小整数，舍弃浮点数部分并加1；Ir为当前车辆充电需求电流；f(x)为当前车辆电池电压对应的充电模块输出电流。
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