一種車載蓄電池充放電測量和分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實施例是關(guān)于電力系統(tǒng)交/直流充電技術(shù)，更特定地是關(guān)于一種對充電設(shè) 施的充電質(zhì)量進(jìn)行分析和測量的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 車載蓄電池作為一種移動電源，其提供電源來驅(qū)動交流AC后直流DC電動馬達(dá)來 供給車輛行駛動力，其耗電完畢后需要進(jìn)行蓄電池充電。現(xiàn)有技術(shù)對車載蓄電池的充放電 測量和分析技術(shù)亟待完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種車載蓄電池充放電測量和分析方法，以 測量車載蓄電池的耗電量及用電質(zhì)量，分析其他可能的雜波干擾（例如可能產(chǎn)生的諧波和 突波信號），更好地維護(hù)車載蓄電池的使用能力，對車輛使用行為做出準(zhǔn)確的分析，掌握車 載用戶的出行和駕駛方式。
[0004] 技術(shù)方案：一種車載蓄電池充放電測量和分析方法，方法包括：
[0005] 1)在充電站與車載蓄電池之間對交流（AC)電流進(jìn)行測量，提取其中的電流分量 Idp并對AC電壓進(jìn)行測量，提取其中的電壓分量Vde;
[0006] 2)根據(jù)所述電流信息分量Ide，電壓信息分量Vde對充電站電源側(cè)的直流分量、基波 和諧波電流、電壓分量進(jìn)行測量，同時對車載蓄電池側(cè)的直流分量、基波和諧波電流、電壓 分量進(jìn)行測量。將所述電流信息分量I de分解為有功電流部分I DE_P?m和無功電流部分I DiL PART2，并將其調(diào)試為可供A/D轉(zhuǎn)換電路讀取的模擬電信號；
[0007] 3)根據(jù)所述有功電流部分Ide partJP無功電流部分I DE PART2，分別對充電站電源側(cè) 和蓄電池組側(cè)的直流分量、基波和諧波電流、電壓分量的有功電流分量1"和無功電流分量 Iiat進(jìn)行測量；
[0008] 4)根據(jù)所述有功電流分量Iat和電壓分量VraJIlJ量出瞬態(tài)有功功率分量P insti，滿足 關(guān)系式：
[0010] 并根據(jù)所述無功電流分量Iiat和電壓分量V DE測量出瞬態(tài)無功功率分量PINST2，滿足 關(guān)系式：
[0012] 5)根據(jù)瞬態(tài)有功功率分量Pinsti測量出平均瞬態(tài)有功功率P INST AR1，同時根據(jù)瞬態(tài) 無功功率分量Pinst2測量出平均瞬態(tài)無功功率P INST_AR2;以及
[0013] 6)根據(jù)所述的平均瞬態(tài)有功功率Pinst ari和平均瞬態(tài)無功功率P INST AR2測量出總功 耗Ρτ。
[0014] 在一個實施例中，進(jìn)一步包括：
[0015] 1)通過時鐘單元計算前述步驟的時間周期T ;
[0016] 2)根據(jù)所述的平均瞬態(tài)有功功率Pinst ari和所得出的時間周期T測量有功電能轉(zhuǎn) 移量Ptrsi，并根據(jù)平均瞬態(tài)無功功率PINST_ AR2和所得出的時間周期T測量無功電能轉(zhuǎn)移量 PtRS2 ;
[0017] 3)測量三相電能中每一相瞬態(tài)有功功率分量和瞬態(tài)無功功率分量，并分別根據(jù)此 瞬態(tài)有功功率分量和瞬態(tài)無功功率分量計算出三相瞬態(tài)正向有功/無功功率和三相瞬態(tài) 負(fù)向有功/無功功率；以及
[0018] 4)根據(jù)此三相瞬態(tài)正向有功/無功功率和三相瞬態(tài)負(fù)向有功/無功功率測量出總 電能轉(zhuǎn)移量P TRA。
[0019] 其中在步驟1)中，電壓分量Vde滿足關(guān)系式：
[0021] 電流分量Ide滿足關(guān)系式：
[0023] 其中V。和I。分別為電壓分量Vde和電流分量I :^中的直流分量，V V3和I p 12， I；?分別為諧波電壓分量V 1，v2, V；3和諧波電流分量i 1，h，h的均方根；α，β分別為電壓分 量Vde和電流分量IDE的相位角。
[0024] 進(jìn)一步地在步驟5)中，平均瞬態(tài)有功功率Pinst ari是由以下關(guān)系式得出：
[0026] 其中W為取樣周期，N為對電能放電側(cè)進(jìn)行信號采集的采集周期；同樣地，平均瞬 態(tài)無功功率Pinst ar2由以下關(guān)系式得出：
[0028] 進(jìn)而在步驟6)中，平均功耗Pt滿足關(guān)系式：
[0030] 在一個實施例中，在步驟3)中進(jìn)一步地等效為功率分解，即有功功率是由以下分 量組成：
[0031] DC正交諧波有功功率分量Px為：
[0033] 其中Θ為充電站電源側(cè)的基波或諧波電壓與基波或諧波電流之間的相位角，在 一個實施例中，G ni= α "，!!!= {1，2, 3}，基波有功功率分量為
[0034] P1= 2V JiCos2 (O1) cos Θ 1 (7)，
[0035] 充電站電源側(cè)的諧波有功功率分量為
[0036] p2= 2 Σ V 2I2cos2 ( a 2) cos Θ 2 (8)，
[0037] 蓄電池組側(cè)的諧波有功功率分量為
[0038] ρ3= 2 Σ V 3I3cos2 ( α 3) cos γ 3 (9)，
[0039] 充電站電源側(cè)的正交基波有功功率分量為
[0040] Pxi= 2 Σ V J1Cos ( a m) cos ( a J cos Θ i (10)，
[0041 ] 蓄電池組側(cè)的正交諧波有功功率分量為
[0043] 瞬態(tài)有功功率分量Pinsti為關(guān)系式（6)至（11)的總和。
[0044] 本發(fā)明的技術(shù)效果是顯而易見的，本發(fā)明不同于常規(guī)技術(shù)僅對電池進(jìn)行電量測量 的方式，在車載終端上能夠做到即時分析和測量，并能夠在車載終端上進(jìn)行實時顯示和控 制。同時，鑒于車載充電行為是不均勻穩(wěn)定的，通過本發(fā)明的方式可以做到精確測量，以準(zhǔn) 確提示用戶電量情況，方便用戶及時充電。
【具體實施方式】
[0045] 在車載蓄電池充放電測量和分析方法的一個實施例中，在充電站與車載蓄電池 (車載蓄電池組）之間對交流（AC)電流進(jìn)行測量，提取其中的電流分量I de，并對AC電壓 進(jìn)行測量，提取其中的電壓分量Vde。在充電站與車載蓄電池之間，即在充電側(cè)對AC電流進(jìn) 行測量，提取其中的電流信息分量I de，例如對交流電流曲線分為k個區(qū)間，其中每一時域 A T1為對所提取的電量信息分量Ide的分量因數(shù)（0〈i〈k)，A τ的長度可相同或不同，并通 過對AC電壓進(jìn)行測量，提取其中的電壓信息分量VDE。
[0046] 根據(jù)所述電流信息分量Ide，電壓信息分量Vde對充電站電源側(cè)的直流分量、基波和 諧波電流、電壓分量進(jìn)行測量，同時對車載蓄電池側(cè)的直流分量、基波和諧波電流、電壓分 量進(jìn)行測量。將所述電流信息分量I de分解為有功電流部分I DE_PARTJP無功電流部分I DE_PART2， 并將其調(diào)試為可供A/D轉(zhuǎn)換電路讀取的模擬電信號。因為電量曲線呈現(xiàn)不規(guī)則狀態(tài)，這主 要歸因于在電網(wǎng)充電過程中電壓和電流并非完全均勻，并且考慮到可能存在的過壓或過流 現(xiàn)象，以及其他充電方式，可能會造成所采樣的交流信號中存在諧波分量，對正常的電量測 量造成干擾，因此在電池被充電或放電過程中，電量會呈現(xiàn)驟增或驟減，不能夠采用常規(guī)的 計量方式。一般技術(shù)是直接在對電池充電的過程中對充入的電能進(jìn)行計量和計費，但是這 樣的方法極為繁瑣且誤差較大。在本發(fā)明的一個實施例中，對電量曲線進(jìn)行無限近似處理， 例如在第A τ"Ν+1的時域間隔內(nèi)，將所述時域區(qū)間與電流曲線的交叉點處，將電流信息分 量Ide分解為第一電流信息部分I DE_PART1和第二電流信息部分I DE_PART2，通過兩個電流信號的 代數(shù)和得出此區(qū)間內(nèi)的電流信息分量，并將此分量經(jīng)過濾波和電流增益調(diào)試為可供A/D轉(zhuǎn) 換電路讀取的模擬電信號。
[0047] 根據(jù)所述有功電流部分Ide partJP無功電流部分I DE PART2，分別對充電站電源側(cè)和 車載蓄電池的直流分量、基波和諧波電流、電壓分量的有功電流分量1"和無功電流分量 Iiat進(jìn)行測量。
[0048] 進(jìn)一步地，根據(jù)所述有功電流分量Iat和電壓分量Vde測量出瞬態(tài)有功功率分量 PlNSTl， 滿足關(guān)系式：
[0049] PINSTl - V DE · IdE-PART1，
[0050] 并根據(jù)所述無功電流分量Iiat和電壓分量V DE測量出瞬態(tài)無功功率分量PINST2，滿足 關(guān)系式：
[0051 ] PlNST2 - V DE · !DE-PART2;
[0052] 根據(jù)瞬態(tài)有功功率分量Pinsti測量出平均瞬態(tài)有功功率PINSTAR1，同時根據(jù)瞬態(tài)無功 功率分量P inst2測量出平均瞬態(tài)無功功率P INST_AR2;以及根據(jù)所述的平均瞬態(tài)有功功率P INST_ AR1和平均瞬態(tài)無功功率P INST_AR2測量出總功耗P τ。
[0053] 在一個實施例中，進(jìn)一步包括：
[0054] 1)通過時鐘單元計算前述步驟的時間周期T ;
[0055] 2)根據(jù)所述的平均瞬態(tài)有功功率Pinst ari和所得出的時間周期T測量有功電能轉(zhuǎn) 移量Ptrsi，并根據(jù)平均瞬態(tài)無功功率PINST_ AR