CN113294363A - 一种充电机的散热风机转速控制方法、控制***和充电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充电机的散热风机转速控制方法、控制***和充电机，获取工作状态的充电模块的位置编号，根据工作状态的充电模块的位置编号得到工作状态的充电模块对应的发热权重；获取工作状态的充电模块内部散热风扇的转速；获取充电模块的环境温度，根据环境温度得到环境温度系数；获取工作状态的充电模块的总输出功率，根据总输出功率得到总输出功率系数；将工作状态的充电模块对应的发热权重、工作状态的充电模块内部散热风扇的转速、环境温度系数和总输出功率系数输入EC风机转速百分比模型，得到EC风机转速百分比。本发明能够达到充电机***最佳的EC风机转速的控制，达到最佳的充电机***散热以及最低的***噪音。

Description

一种充电机的散热风机转速控制方法、控制***和充电机
技术领域
本发明属于充电机技术领域，具体涉及一种充电机的散热风机转速控制方法、控制***和充电机。
背景技术
目前市面上绝大部分充电机采用的散热风机为不可调速的离心风机或轴流风机。虽然采用这种散热风机的充电机的散热控制逻辑较简单，成本较低，但是在充电过程中，充电机中只要一个充电模块工作，充电机的散热风机就会满转，造成了不必要的功率损耗，产生了较高的噪音。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种充电机的散热风机转速控制方法、控制***和充电机，能够达到充电机***最佳的EC风机转速的控制，达到最佳的充电机***散热以及最低的***噪音。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种充电机的散热风机转速控制方法，充电机包括散热风机和若干充电模块，散热风机为EC风机，每个所述充电模块对应有不同的位置编号，每个所述充电模块内部安装有散热风扇；
控制方法为：
获取工作状态的充电模块的位置编号，根据所述工作状态的充电模块的位置编号得到所述工作状态的充电模块对应的发热权重；
获取所述工作状态的充电模块内部散热风扇的转速；
获取充电模块的环境温度，根据所述环境温度得到环境温度系数；
获取所述工作状态的充电模块的总输出功率，根据所述总输出功率得到总输出功率系数；
将所述工作状态的充电模块对应的发热权重、所述工作状态的充电模块内部散热风扇的转速、所述环境温度系数和所述总输出功率系数输入EC风机转速百分比模型，得到EC风机转速百分比，所述EC风机转速百分比为EC风机实际转速与EC风机满转转速之比。
进一步地，所述EC风机转速百分比模型为：
Figure BDA0003078265980000021
其中，r为EC风机满转转速之比；kt为环境温度系数；kp为总输出功率系数；n为充电模块的位置编号，n取值为不小于1的正整数；a1～an为充电模块的发热权重；D1～Dn为充电模块内部散热风扇的转速；N为工作状态的充电模块的总数。
进一步地，根据所述工作状态的充电模块的位置编号得到所述工作状态的充电模块对应的发热权重，具体为：
预先给每个所述充电模块的位置编号对应设置一个发热权重。
进一步地，充电机包括12个充电模块，12个充电模块按照上下两层的方式布置，上层和下层分别包括6个充电模块，记上层充电模块的位置编号从左至右依次为R1～R6，记下层充电模块的位置编号从左至右依次为R7～R12，则每个所述充电模块的位置编号对应的发热权重具体如下：
Figure BDA0003078265980000022
进一步地，所述根据所述环境温度得到环境温度系数，具体为：
Figure BDA0003078265980000023
其中，T为充电模块的环境温度。
进一步地，所述根据所述总输出功率得到总输出功率系数，具体为：
Figure BDA0003078265980000031
其中，P为工作状态的充电模块的总输出功率。
一种充电机的散热风机转速控制***，用于所述的控制方法，包括控制器和监测单元，所述监测单元和所述控制器连接，所述控制器和所述EC风机连接；
所述监测单元用于获取工作状态的充电模块的位置编号，还用于获取所述工作状态的充电模块内部散热风扇的转速，还用于获取充电模块的环境温度，还用于获取所述工作状态的充电模块的总输出功率；
所述控制器用于根据所述工作状态的充电模块的位置编号得到所述工作状态的充电模块对应的发热权重，还用于根据所述环境温度得到环境温度系数，还用于根据所述总输出功率得到总输出功率系数，还用于将所述工作状态的充电模块对应的发热权重、所述工作状态的充电模块内部散热风扇的转速、所述环境温度系数和所述总输出功率系数输入EC风机转速百分比模型，得到EC风机转速百分比，根据所述EC风机转速百分比控制所述EC风机的实际转速。
进一步地，所述控制器内预设有与每个所述充电模块的位置编号对应的发热权重。
进一步地，所述监测单元与充电模块之间通过CAN通信。
一种充电机，包含所述的散热风机转速控制***。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明的充电机散热风机采用EC风机，根据充电机中充电模块的调用数量(即处于工作状态的充电模块的数量)、工作状态的充电模块的总输出功率与充电机内部的环境温度确定散热EC风机的转速，将本发明提供的控制***应用到充电机中，能够做到充电机***在各个工况下的最佳散热与最低噪音，在保证充电机机柜正常散热的情况下，实现充电机***低噪音运行；通过合理调节转速降低充电机的综合能耗，从而提高***的效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1为本发明充电机中充电模块和EC风机位置示意图；
图2为本发明充电机的散热风机转速控制***示意图；
图3为本发明充电机的散热风机转速控制方法示意图；
图4为本发明环境温度系数的曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
充电机的发热源主要是充电模块工作时产生的热量，充电机包括散热风机和若干充电模块，散热风机为EC风机，通常将EC风机均布在充电模块群的中心位置，每个充电模块对应有不同的位置编号，每个充电模块内部安装有散热风扇。结合图1和图2所示，以360kW直流充电机为例，共有12个充电模块，2个EC离心风机，其中的R1～R12表示充电模块的位置编号，依次为充电模块1～充电模块12；FAN1和FAN2表示两个EC风机。
作为本发明的某一具体实施方式，如图结合图2和图3所示，一种充电机的散热风机转速控制方法如下：
S1：获取工作状态的充电模块的位置编号，根据工作状态的充电模块的位置编号得到工作状态的充电模块对应的发热权重an，n为充电模块的位置编号。由于EC风机布置在充电模块群的最中间的位置，可以做到最大程度的散热，但不同位置的充电模块的风压不一样，所以引入发热权重an。
具体的说，预先给每个充电模块的位置编号对应设置一个发热权重。如图1所示，充电机包括12个充电模块，12个充电模块按照上下两层的方式布置，上层和下层分别包括6个充电模块，记上层充电模块的位置编号从左至右依次为R1～R6，记下层充电模块的位置编号从左至右依次为R7～R12，则每个充电模块的位置编号对应的发热权重具体如下：
Figure BDA0003078265980000051
S2：获取工作状态的充电模块内部散热风扇的转速Dn，n为充电模块的位置编号。
对于充电模块而言，根据输入电压、输出电压、输出电流及环境温度，调整充电模块内部散热风扇占空比控制散热风扇转速，保证合适的风量达到充电模块自身有效的散热。本发明只需要获取每个充电模块内部散热风扇的转速即可。
S3：获取充电模块的环境温度，根据环境温度得到环境温度系数kt，具体的说，如图4所示，
Figure BDA0003078265980000052
其中，T为充电模块的环境温度。
S4：获取工作状态的充电模块的总输出功率，根据总输出功率得到总输出功率系数kp，具体为：
Figure BDA0003078265980000061
其中，P为工作状态的充电模块的总输出功率。
S5：将工作状态的充电模块对应的发热权重、工作状态的充电模块内部散热风扇的转速、环境温度系数和总输出功率系数输入EC风机转速百分比模型，得到EC风机转速百分比r，EC风机转速百分比为EC风机实际转速与EC风机满转转速之比。
具体的说，EC风机转速百分比模型为：
Figure BDA0003078265980000062
其中，r为EC风机满转转速之比；kt为环境温度系数；kp为总输出功率系数；n为充电模块的位置编号，n取值为不小于1的正整数；a1～an为充电模块的发热权重；D1～Dn为充电模块内部散热风扇的转速；N为工作状态的充电模块的总数。
例如通过EC风机转速百分比模型得到r＝33％，EC风机满转转速为3000rpm，则EC风机的实际转速为3000*33％＝990rpm。
由于360kW直流充电机有两个EC风机，为了便于控制EC风机，两个EC风机控制逻辑完全一致，可以通过控制板RS485通信控制两个EC风机的转速。
如图2所示，一种充电机的散热风机转速控制***，用于实现本发明的控制方法，包括控制器和监测单元，监测单元和控制器连接，控制器和EC风机连接，监测单元与充电模块之间通过CAN通信，监测单元可以读取充电模块的实时信息。
监测单元用于获取工作状态的充电模块的位置编号，还用于获取工作状态的充电模块内部散热风扇的转速，还用于获取充电模块的环境温度，还用于获取工作状态的充电模块的总输出功率；
控制器用于根据工作状态的充电模块的位置编号得到工作状态的充电模块对应的发热权重，还用于根据环境温度得到环境温度系数，还用于根据总输出功率得到总输出功率系数，还用于将工作状态的充电模块对应的发热权重、工作状态的充电模块内部散热风扇的转速、环境温度系数和总输出功率系数输入EC风机转速百分比模型，得到EC风机转速百分比，根据EC风机转速百分比控制EC风机的实际转速。
在控制器内预置有与每个充电模块的位置编号对应的发热权重、环境温度系数和总输出功率系数的计算公式。
本发明依据充电机中充电模块的调用数量、输出功率与充电机内部的环境温度确定散热EC风机的转速，将本发明提供的控制***应用到充电机中，能够做到充电机***在各个工况下的最佳散热与最低噪音，在保证充电机机柜正常散热的情况下，实现充电机***低噪音运行；通过合理调节转速降低充电机的综合能耗，从而提高***的效率。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种充电机的散热风机转速控制方法，其特征在于，充电机包括散热风机和若干充电模块，散热风机为EC风机，每个所述充电模块对应有不同的位置编号，每个所述充电模块内部安装有散热风扇；
控制方法为：
获取工作状态的充电模块的位置编号，根据所述工作状态的充电模块的位置编号得到所述工作状态的充电模块对应的发热权重；
获取所述工作状态的充电模块内部散热风扇的转速；
获取充电模块的环境温度，根据所述环境温度得到环境温度系数；
获取所述工作状态的充电模块的总输出功率，根据所述总输出功率得到总输出功率系数；
将所述工作状态的充电模块对应的发热权重、所述工作状态的充电模块内部散热风扇的转速、所述环境温度系数和所述总输出功率系数输入EC风机转速百分比模型，得到EC风机转速百分比，所述EC风机转速百分比为EC风机实际转速与EC风机满转转速之比。
2.根据权利要求1所述的一种充电机的散热风机转速控制方法，其特征在于，所述EC风机转速百分比模型为：
Figure FDA0003078265970000011
其中，r为EC风机满转转速之比；kt为环境温度系数；kp为总输出功率系数；n为充电模块的位置编号，n取值为不小于1的正整数；a1～an为充电模块的发热权重；D1～Dn为充电模块内部散热风扇的转速；N为工作状态的充电模块的总数。
3.根据权利要求2所述的一种充电机的散热风机转速控制方法，其特征在于，根据所述工作状态的充电模块的位置编号得到所述工作状态的充电模块对应的发热权重，具体为：
预先给每个所述充电模块的位置编号对应设置一个发热权重。
4.根据权利要求3所述的一种充电机的散热风机转速控制方法，其特征在于，充电机包括12个充电模块，12个充电模块按照上下两层的方式布置，上层和下层分别包括6个充电模块，记上层充电模块的位置编号从左至右依次为R1～R6，记下层充电模块的位置编号从左至右依次为R7～R12，则每个所述充电模块的位置编号对应的发热权重具体如下：
Figure FDA0003078265970000021
5.根据权利要求2所述的一种充电机的散热风机转速控制方法，其特征在于，所述根据所述环境温度得到环境温度系数，具体为：
Figure FDA0003078265970000022
其中，T为充电模块的环境温度。
6.根据权利要求2所述的一种充电机的散热风机转速控制方法，其特征在于，所述根据所述总输出功率得到总输出功率系数，具体为：
Figure FDA0003078265970000023
其中，P为工作状态的充电模块的总输出功率。
7.一种充电机的散热风机转速控制***，其特征在于，用于实现权利要求1至6任一项所述的控制方法，包括控制器和监测单元，所述监测单元和所述控制器连接，所述控制器和所述EC风机连接；
所述监测单元用于获取工作状态的充电模块的位置编号，还用于获取所述工作状态的充电模块内部散热风扇的转速，还用于获取充电模块的环境温度，还用于获取所述工作状态的充电模块的总输出功率；
所述控制器用于根据所述工作状态的充电模块的位置编号得到所述工作状态的充电模块对应的发热权重，还用于根据所述环境温度得到环境温度系数，还用于根据所述总输出功率得到总输出功率系数，还用于将所述工作状态的充电模块对应的发热权重、所述工作状态的充电模块内部散热风扇的转速、所述环境温度系数和所述总输出功率系数输入EC风机转速百分比模型，得到EC风机转速百分比，根据所述EC风机转速百分比控制所述EC风机的实际转速。
8.根据权利要求7所述的一种充电机的散热风机转速控制***，其特征在于，所述控制器内预设有与每个所述充电模块的位置编号对应的发热权重。
9.根据权利要求7所述的一种充电机的散热风机转速控制***，其特征在于，所述监测单元与充电模块之间通过CAN通信。
10.一种充电机，其特征在于，包含权利要求7所述的散热风机转速控制***。
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CB02 Change of applicant information
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Address after: 710000 plant 1, yard 3, small and medium-sized industrial park, energy Jinmao District, No. 24, Fengqi Road, Fengdong new town, Xixian new area, Xi'an City, Shaanxi Province

Applicant after: Green energy huichong Digital Technology Co.,Ltd.

Applicant after: Xi'an Green Power Intelligent Control Technology Co.,Ltd.

Address before: 710000 No. 24, Fengqi Road, small and medium-sized industrial park, Xixian New Area (energy Golden Trade Zone), Xi'an City, Shaanxi Province

Applicant before: SHAANXI GRESGYING ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Applicant before: Xi'an Green Power Intelligent Control Technology Co.,Ltd.

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Effective date of registration: 20211214

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Applicant before: Green energy huichong Digital Technology Co.,Ltd.

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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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Application publication date: 20210824