CN113459839B - 基于直流充电座温度补偿的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于直流充电座温度补偿的方法及装置，其中该方法包括：采集直流充电座端子的温度；计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器。本发明可以实现在给电动车辆充电的过程中，对由于温度传输延迟造成的温度误差进行补偿，实现了安全准确快速地给汽车充电。

Description

基于直流充电座温度补偿的方法及装置
技术领域
本发明涉及电动汽车直流充电技术领域，尤其涉及一种基于直流充电座温度补偿的方法及装置。
背景技术
本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
随着新能源汽车的发展，如何安全准确快速地给车辆端充电成为新的市场需求。然而，目前在充电过程中，由于温度传输延迟会造成温度的误差，即导致采集的直流充电座端子的温度不准确，从而不能保证安全准确快速地给电动车辆充电。
发明内容
本发明实施例提供一种基于直流充电座温度补偿的方法，用以对由于温度传输延迟造成的温度误差进行补偿，该方法包括：
采集直流充电座端子的温度；
计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；
根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器。
本发明实施例还提供一种基于直流充电座温度补偿的装置，用以对由于温度传输延迟造成的温度误差进行补偿，该装置包括：
温度采集单元，用于采集直流充电座端子的温度；
系数计算单元，用于计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；
补偿单元，用于根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于直流充电座温度补偿的方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述基于直流充电座温度补偿的方法的计算机程序。
本发明实施例中，基于直流充电座温度补偿的方案，与现有技术中在充电过程中，由于温度传输延迟会造成温度的误差，即导致采集的直流充电座端子的温度不准确，从而不能保证安全准确快速地给电动车辆充电的技术方案相比，通过：采集直流充电座端子的温度；计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器，可以实现在给电动车辆充电的过程中，对由于温度传输延迟造成的温度误差进行补偿，实现了安全准确快速地给汽车充电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。在附图中：
图1为本发明实施例中温度传感器测量得到的温度与端子实际温度在相位和幅值的延迟及偏差示意图；
图2为本发明实施例中基于直流充电座温度补偿的方法的流程示意图；
图3为本发明实施例中基于直流充电座温度补偿的原理示意图；
图4为本发明另一实施例中基于直流充电座温度补偿的方法的流程示意图；
图5为本发明实施例中充电电流200A时用MATLAB拟合确定系数值的示意图；
图6为本发明实施例中基于直流充电座温度补偿的装置的结构示意图；
图7为本发明实施例中温度采集单元的结构示意图。
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明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
发明人发现了一个技术问题：在直流充电座中，温度传感器需要测量白色端子的温度，温度传感器与该端子位置很近，但没有直接贴在该端子表面上，这样该端子的温度传输到温度传感器上就有了延迟和损耗。如图1所示，温度传感器测量得到的温度与该端子表面的实测温度在相位和幅值都有延迟及偏差。
考虑到上述技术问题，发明人提出了一种基于直流充电座温度补偿的方案，该方案为一种在充电过程中调整由于温度传输延迟造成温度的误差进行补偿的方案，保证了安全、准确和快速地给电动汽车充电。下面对该基于直流充电座温度补偿的方案进行详细介绍如下。
图2为本发明实施例中基于直流充电座温度补偿的方法的流程示意图，如图2所示，该方法包括如下步骤：
步骤101：采集直流充电座端子的温度；
步骤102：计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；
步骤103：根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器。
本发明实施例提供的基于直流充电座温度补偿的方法通过软件的微分及滞后校正调整由于温度传输及损耗对温度造成的误差，保证修正后温度准确可靠，实现了安全准确快速地给汽车充电。下面结合图3至图7对该方法涉及的各个步骤进行详细介绍。
如图3所示，温度处理过程主要包括以下三个部分：(1)温度采集；(2)通过电流值计算温度补偿函数系数ATs；(3)延迟(温度)补偿函数确定；具体介绍如下：
(1)温度采集，即上述步骤101的详细实施方式：本发明实施例采集的直流充电座端子的温度是通过温度传感器与分压电阻分压后，经过隔离放大后变成不同的电压，进入单片机(温度修正单元，即下文提到的补偿单元)，可以通过查表(电压与温度的关系)的方式，取得温度传感器对应电压的温度值S，硬件电路(温度采集电路)框图可以如图7所示。温度传感器与电阻分压，经过隔离放大后变成不同的电压的优点是：隔离前段信号干扰，把电阻信号变成单片机易于采集的电压信号，进一步提高充电的安全性和准确性。
通过上述可知，在一个实施例中，采集直流充电座端子的温度，可以包括利用如下温度采集单元采集直流充电座端子的温度：
分压电阻，第一端与车辆端12V电压经转换后的5V电压端连接；
温度传感器，第一端与分压电阻的第二端连接，第二端接地，用于采集直流充电座端子的电压信号；
温度采集电路，输入端与温度传感器的第一端连接，用于将温度传感器采集的电压信号隔离，得到隔离处理后的电压；
分压电路，输入端与温度采集电路的输出端连接，用于将隔离处理后的电压转换为便于采集的有效电压信号；便于采集的有效电压信号用于根据预先建立的电压与温度的关系，确定温度传感器采集电压对应的温度值作为直流充电座端子的温度。
具体实施时，采用上述温度采集单元得到的温度，更加精确，进而进一步可以提高直流充电座温度补偿的精度及安全性。
(2)通过电流值计算补偿函数系数ATs：流经充电座端子的电流范围为100A-500A，对于不同电流，电流的平方值与温度的升高成正比，用求取微分的方式，使电流值与温度的微分值成正比，ATs最终与温升率有对应关系，但由于标定过程中不同段电流对应的温升率不线性，后续分段后不同温升率求取电流有不同的KK，bb，进而后续根据不同的电流求取的ATs对应的K，b也不同，电流值与温度的微分值成正比的优点是：在外界条件不变情况下，确定电流值与温升率是线性关系，温度的微分值＝温度差值/时间的差值，温度的微分值对应于一段时间内温升的斜率(温升率，温度变化率)，通过实际测量100A升温的斜率K1及500A的斜率K2，通过直线方程式y＝KKx+bb求取不同温升的斜率x对应的不同电流值ya；其中KK＝(500-100)/k2-k1；bb为常数，y为不同温升的斜率对应的电流值ya，ATs的确定是通过测试实际固定充电电流对应的温度曲线通过MATLAB拟合到标准温度后取得的系数，设定电流为500A时对应的ATs为ATs-500，设定电流为100A时对应的ATs为ATs-100，这样在不同电流ya下面延迟补偿的ATs为对应关系公式：ATs＝ya×K+b，其中：K＝((ATs-500)–(ATs-100))/500-100，ATs为温度补偿函数系数，ya为电流值，其中K和b为常数，通过实际测量确定。为了精确地测量，将超限电流500A-700A和低于工作电流的部分50A-100A通过同样的公式求取不同的K和b系数，进行单独修正求取不同的ATs。
通过上述可知，在一个实施例中，计算不同电流值对应的温度补偿函数系数，可以包括：
使电流值与温度的微分值成正比，求取不同温升率对应的不同电流值；
根据不同温升率对应的不同电流值，确定不同电流值对应的温度补偿函数系数。
通过上述可知，在一个实施例中，计算不同电流值对应的温度补偿函数系数，可以包括按照如下公式计算不同电流值对应的温度补偿函数系数：
ATs＝ya×K+b；
其中：K＝(ATs-500-ATs-100)/500-100，ATs为温度补偿函数系数，ya为电流值，K和b为常数。
通过上述可知，在一个实施例中，可以根据超限电流范围500A-700A和低于工作电流的范围50A-100A，求取不同的K和b。
(3)延迟(温度)补偿函数确定：在测试过程中，由于温度的传输延时及损耗对温度进行补偿。补偿的方程式为一阶延迟函数公式如下：y2＝(1+Ts×S)/(1+ATs×S)；在这个公式中Ts为常数，ATs在温升过程中是变量与电流成正比，S为当前采样温度值(直流充电座端子的温度)，其中Ts、ATs的确定是通过测试实际固定充电电流对应的温度曲线通过MATLAB拟合到标准温度后取得的系数，将参数Ts固定，取得不同电流对应的不同ATs值，在延迟补偿计算中对应不同的温度变化率，调取不同的ATs值。图5为充电电流200A时用MATLAB拟合确定系数值的示意图。
(4)整个温度修正的流程图如图4所示。温度修正后的值(修正后的温度)通过CAN线发送到车辆的充电控制器CCU，车辆的充电控制器CCU可以利用该修正后的温度进行安全准确快速地给电动车辆充电。
具体实施时，在确定了采样温度、温度补偿函数及温度补偿函数系数的基础上，可以利用温度修正公式确定最终修正后的温度；所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器。
综上，本发明实施例实现了：能够稳定快速地给汽车充电；通过软件修正误差，简单，快速，即通过软件的微分及滞后校正对不同电流下的采样温度值进行修正，简单、快速且实用。
本发明实施例的有益技术效果是：本发明实施例提供的基于直流充电座温度补偿的方法实现了在给电动车辆充电的过程中，对由于温度传输延迟造成的温度误差进行补偿，实现了安全准确快速地给汽车充电。
本发明实施例中还提供了一种基于直流充电座温度补偿的装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与基于直流充电座温度补偿的方法相似，因此该装置的实施可以参见基于直流充电座温度补偿的方法的实施，重复之处不再赘述。
图6为本发明实施例中基于直流充电座温度补偿的装置的结构示意图，该装置包括：
温度采集单元01，用于采集直流充电座端子的温度；
系数计算单元02，用于计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；
补偿单元03，用于根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器。
在一个实施例中，如图7所示，所述温度采集单元可以包括：
分压电阻，第一端与车辆端12V电压经转换后的5V电压端连接；
温度传感器，第一端与分压电阻的第二端连接，第二端接地，用于采集直流充电座端子的电压信号；
温度采集电路，输入端与温度传感器的第一端连接，用于将温度传感器采集的电压信号隔离，得到隔离处理后的电压；
分压电路，输入端与温度采集电路的输出端连接，用于将隔离处理后的电压转换为便于采集的有效电压信号；便于采集的有效电压信号用于根据预先建立的电压与温度的关系，确定温度传感器采集电压对应的温度值作为直流充电座端子的温度。
在一个实施例中，所述系数计算单元具体可以用于：
使电流值与温度的微分值成正比，求取不同温升率对应的不同电流值；
根据不同温升率对应的不同电流值，确定不同电流值对应的温度补偿函数系数。
在一个实施例中，所述系数计算单元具体可以用于按照如下公式计算不同电流值对应的温度补偿函数系数：
ATs＝ya×K+b；
其中：ATs为温度补偿函数系数，ya为电流值，K和b为常数。
在一个实施例中，可以根据超限电流范围500A-700A和低于工作电流的范围50A-100A，求取不同的K和b。
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于直流充电座温度补偿的方法。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述基于直流充电座温度补偿的方法的计算机程序。
本发明实施例中，基于直流充电座温度补偿的方案，与现有技术中在充电过程中，由于温度传输延迟会造成温度的误差，即导致采集的直流充电座端子的温度不准确，从而不能保证安全准确快速地给电动车辆充电的技术方案相比，通过：采集直流充电座端子的温度；计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器，可以实现在给电动车辆充电的过程中，对由于温度传输延迟造成的温度误差进行补偿，实现了安全准确快速地给汽车充电。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种基于直流充电座温度补偿的方法，其特征在于，包括：
采集直流充电座端子的温度；
用求取微分的方式计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；
根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度为：调整了由于端子的温度传输到温度传感器上的延迟及损耗对温度造成误差的温度，所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器。
2.如权利要求1所述的基于直流充电座温度补偿的方法，其特征在于，采集直流充电座端子的温度，包括利用如下温度采集单元采集直流充电座端子的温度：
分压电阻，第一端与车辆电压端连接；
温度传感器，第一端与分压电阻的第二端连接，第二端接地，用于采集直流充电座端子的电压信号；
温度采集电路，输入端与温度传感器的第一端连接，用于将温度传感器采集的电压信号隔离，得到隔离处理后的电压；
分压电路，输入端与温度采集电路的输出端连接，用于将隔离处理后的电压转换为便于采集的有效电压信号；便于采集的有效电压信号用于根据预先建立的电压与温度的关系，确定温度传感器采集电压对应的温度值作为直流充电座端子的温度。
3.如权利要求1所述的基于直流充电座温度补偿的方法，其特征在于，计算不同电流值对应的温度补偿函数系数，包括：
使电流值与温度的微分值成正比，求取不同温升率对应的不同电流值；
根据不同温升率对应的不同电流值，确定不同电流值对应的温度补偿函数系数。
4.如权利要求3所述的基于直流充电座温度补偿的方法，其特征在于，计算不同电流值对应的温度补偿函数系数，包括按照如下公式计算不同电流值对应的温度补偿函数系数：
ATs＝ya×K+b；
其中：ATs为温度补偿函数系数，ya为电流值，K和b为常数。
5.如权利要求4所述的基于直流充电座温度补偿的方法，其特征在于，根据超限电流范围500A-700A和低于工作电流的范围50A-100A，求取不同的K和b。
6.一种基于直流充电座温度补偿的装置，其特征在于，包括：
温度采集单元，用于采集直流充电座端子的温度；
系数计算单元，用于用求取微分的方式计算不同电流值对应的温度补偿函数系数；
补偿单元，用于根据采集的直流充电座端子的温度，不同电流值对应的温度补偿函数系数，以及预先建立的温度补偿函数，得到修正后的温度；所述修正后的温度为：调整了由于端子的温度传输到温度传感器上的延迟及损耗对温度造成误差的温度，所述修正后的温度被发送至电动车辆的充电控制器。
7.如权利要求6所述的基于直流充电座温度补偿的装置，其特征在于，所述温度采集单元包括：
分压电阻，第一端与车辆电压端连接；
温度传感器，第一端与分压电阻的第二端连接，第二端接地，用于采集直流充电座端子的电压信号；
温度采集电路，输入端与温度传感器的第一端连接，用于将温度传感器采集的电压信号隔离，得到隔离处理后的电压；
分压电路，输入端与温度采集电路的输出端连接，用于将隔离处理后的电压转换为便于采集的有效电压信号；便于采集的有效电压信号用于根据预先建立的电压与温度的关系，确定温度传感器采集电压对应的温度值作为直流充电座端子的温度。
8.如权利要求6所述的基于直流充电座温度补偿的装置，其特征在于，所述系数计算单元具体用于：
使电流值与温度的微分值成正比，求取不同温升率对应的不同电流值；
根据不同温升率对应的不同电流值，确定不同电流值对应的温度补偿函数系数。
9.如权利要求8所述的基于直流充电座温度补偿的装置，其特征在于，所述系数计算单元具体用于按照如下公式计算不同电流值对应的温度补偿函数系数：
ATs＝ya×K+b；
其中：ATs为温度补偿函数系数，ya为电流值，K和b为常数。
10.如权利要求9所述的基于直流充电座温度补偿的装置，其特征在于，根据超限电流范围500A-700A和低于工作电流的范围50A-100A，求取不同的K和b。
11.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一所述方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至5任一所述方法的计算机程序。
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