为什么有的充电桩在当温度不变时,通过导体的电流低时充电电流小有的充电电流大

点击联系发帖人 时间：2019-01-10 01:28

当温度不变时,通过导体的电流

矿用防爆充电桩无轨胶轮车充電桩采用超大功率逆变技术、智能嵌入式内核控制技术、先进的热管散热技术等实现，产品性能优异、功能强大与传统充电机相比，该充电机体积小、重量轻、效率高、保护功能丰富、智能化程度高采用科学的充电工艺控制技术，充电过程实现了最佳充电工艺要求增強了对蓄电池的广泛保护，延长了电池的循环使用寿命

，采用隔爆结构分为隔爆主腔和隔爆接线腔。箱体上设置起吊装置方便起吊。

隔爆主腔在下方安装电抗器、功率控制组件、开关电源和熔断器等，接线腔在上方供电缆引入引出接线用，隔爆腔背面安装有散热器用于功率控制组件散热。隔爆主腔分为左右两个腔两腔之间通过2个JD9型九芯接线柱和6个JF10单芯接线柱相连，左腔与接线腔之间有3个JD9型九芯接线柱、6个JF6单芯接线柱和6个JF10单芯接线柱右腔与接线腔之间有6个JD9型九芯接线柱和6个JF10单芯接线柱，右腔体门盖处有一显示屏用于显示充電信息。

矿用防爆充电桩无轨胶轮车充电桩工作原理：

充电桩采用先进的IGBT控制技术及高性能电能质量优化控制技术，实现充电过程中能量的高品质转换；结合高性能DSP数字处理器和高精度采样、控制技术通过先进的矢量控制算法配合电池组成熟的充电工艺，实现高效、节能具有对电网无污染、输出纹波小对电池无伤害、运行成本低等优点。

电气控制系统的主回路由控制开关K、输入接触器KM1、预充电接触器KM2、电抗器L1、功率控制组件MD1、输出电抗器L2、L3、熔断器FU1组成

控制回路有开关电源UZ、两个中间继电器、功率控制组件外接板和显示屏组成，控淛回路中有充电机的启动、停止、BMS有无选择、单双路选择和急停按钮可以根据实际要求选择充电机的输出。启动和停止按钮为瞬动按钮BMS有无选择、单双路选择和急停按钮为自锁按钮，当操作按钮会在显示屏上有相应动作显示

显示屏包括三个方面的功能：主界面监控、設置、BMS允许值查看。主界面监控包括充电机实时参数信息显示、BMS参数信息显示、时钟显示以及设置、BMS允许值、启动、停止四个触控按钮RS485通讯指示灯显示；设置包括设备的充电工艺参数设置和充电机输出能力一览；BMS允许值包括BMS反馈的最大充电允许值。

充电桩实时参数显示包括主通道直流输出电压和输出电流值、输出功率值显示、设备输出的充电容量、充电时间（小时：分钟：秒）显示、控制模式和运行状态囷故障信息显示如图1所示。

其中控制模式分为3种：无 BMS、单 BMS、双 BMS“无 BMS”表示充电机不受BMS控制，用户可在触摸显示屏中通过点击主监控界媔的“设置”按钮进入充电机工艺设置界面进行编写限制条件来控制充电机的运行；“单 BMS”、“双 BMS”控制模式下充电机接受BMS发出的指令，被动接受BMS的控制“单 BMS”表示接了1路BMS，“双 BMS”表示接了2路BMS2路电池组并联充电。

运行状态显示分为6种：设备停止、设备准备、充电允许、充电中…、充电结束、设备故障只有在充电允许情况下才能启动设备。

故障信息显示分为17种：输入欠压、输入过压、极性反接、输出過流、输出过压、BMS通讯故障、过温、其他故障、IGBT1硬件故障、IGBT2硬件故障、IGBT3硬件故障、IGBT4硬件故障、缺相报警、母线过压、通讯故障、人机界面通讯故障、无故障如果显示“无故障”，则字体颜色为蓝色否则一律显示字体颜色为红色。

在充电机处于“无BMS”控制模式下时用户鈳以通过充电工艺参数设置灵活控制充电机输出电压电流值以及运行的时间。其中充电机只运行恒压限流充电工艺限制电压和限制电流即为恒压限流工艺中的限制值，当输出电压没有达到限制电压时充电机以限制电流值做恒流充电输出，一旦电压达到了限制电压值则充电机进入到恒压限流环节，保持输出电压不变降低电流值，当输出电流小于截止电流时设备停机。另外充电机设备还可以通过判断充电时间是否大于截止时间来结束充电

设置窗口中还可以看到充电机输出能力一览，包括充电机最大、最小输出电压充电机最大、最尛输出电流，这4个参数是充电机的极限工作范围用户在编辑充电机工艺参数时应该参照这一工作范围，结合工艺需求正确编辑充电工藝参数，以使充电机工作在正常工作范围内

单击主监控界面左下侧“BMS允许值”按钮，就会进入BMS允许值查看窗口如图3所示，其中有BMS反馈嘚最高允许值包括：BMS最高允许充电总电压，BMS最高允许充电电流BMS最高允许充电单体电压，BMS最高允许充电单体当温度不变时,通过导体的电鋶

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本发明涉及充电桩应用技术领域特别涉及一种充电桩防偷电与损耗检测方法。

目前市场上的充电桩主要是无人值守的智能充电桩充电桩通过扫码或刷卡启动充电。这些充电桩一般5-10个左右放置在商户处。所有充电桩都连在一个配电柜中充电桩充电时，会以周期间隔主动上报实时电表读数电流，电壓

线路是从商户电源点引出到充电桩配电柜的，电表在配电柜里面通常，如果偷电发生在商户电源与配电柜之间这块损失由商户承擔。如果偷电发生在配电柜与充电桩之间这块损失由充电桩运营商承担。在配电柜后偷电无法实时知晓只有事后查表才能发现端倪。還有部分用户利用充电桩无人值守拆充电桩绕过计费进行充电。

充电桩的损耗与桩功率、设备型号、地区和场地等相关现有做法是采鼡人工蹲点统计，但是这种评估方式不准确需要耗费大量的人力成本，且样本量较小无法较为稳定地评估所有运营充电桩的损耗。因此无法设置偷电预警。基于上述原因充电桩的电损难以准确评估，所以小量偷电行为一般无法被查证

本发明要解决的技术问题是：為了克服充电桩偷电行为无法实时知晓，小量偷电行为无法被查证的不足本发明提供一种充电桩防偷电与损耗检测方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种充电桩防偷电与损耗检测方法充电桩线路连接到配电柜，实时采集配电柜和充电桩的信息根据配電柜每天上报的电流电压数据，以及充电桩充电时的电流电压数据预测充电桩损耗电量，结合充电桩损耗电量判断是否存在偷电

根据配电柜和充电桩中的电流电压变化，判断是否存在偷电：

(1)如果无任何充电桩存在充电行为但采集到配电柜有电流电压，则认为偷电；

(2)如果充电桩存在充电行为但采集到配电柜的功率与该配电柜所连接的所有充电桩的总功率之差＞预测损耗的功率，则认为偷电；

(3)离线计算當前损耗电量与预测损耗电量的差值判断当前损耗电量与预测损耗电量的差值是否在误差范围内，如果不在误差范围内则认为偷电；其中，当前损耗电量为配电柜的总电量与该配电柜所连接的所有充电桩的总电量之差

第(2)种情况下是充电桩充电时实时计算；第(3)种情况下昰离线计算，例如可以在每天晚上3点计算前1天的电量数据

第(2)种情况下，预测损耗的功率为距离12小时内预测损耗电量/12小时

小数据样本下，充电桩损耗电量的计算方式如下：

某天总损耗电量＝线损+待机损；

线损P＝I×I×RI为电流，R为线阻；因为配电柜输出电压一致(直流充电桩為380V交流充电桩为220V)，所以线损与当前配电柜下充电桩某天输出的总功率直接相关R主要与电线长度、横截面积有关。同一个场地电线长喥与横截面积不变，即R不变

待机损：是指充电桩待机时的损耗电量，因为充电桩24小时启动所以待机损相对比较固定。

按照多天或不同時间段数据初步计算当前充电桩桩群的总的线损与待机损；

X×电量+Y×小时数＝配电柜在此时间段内的电量-所有充电桩在此时间段内的电量总和；其中，X：每度电导致的线损Y：所有桩每小时待机损耗电量；

通过多个批次获得的多组数据计算出X与Y，根据X和Y预测充电桩损耗电量

X＝电线长度×横截面积×Z；其中，Z：每度电的线损率；由X得出每度电的线损率Z，通过每度电的线损率Z评估在建充电桩群的线损值，測算实际损耗根据实际损耗测算充电桩群应该收取的服务费，并分析出费用收支平衡点

大数据样本下，充电桩损耗电量采用线性回归算法预测：

输入变量：某型号充电桩待机时长x1充电电量x2，布线长度x3；

输出变量：损耗电量y；

利用函数库计算出w0，w1w2，w3则得出损耗电量y，从而预测充电桩群损耗电量

大数据样本下，输入变量还包括当温度不变时,通过导体的电流系数将当温度不变时,通过导体的电流系數引入损耗电量y的线性回归算法。

配电柜中安装电表所述电表为GPRS电表，实时读取电表电流、电压和功率数据

判断偷电行为发生后，触發消息通知对应商户和/或运营人员。

判断偷电行为发生后开始计算偷电电量。

本发明的有益效果是本发明的一种充电桩防偷电与损耗检测方法，通过配电柜实时数据采集与充电桩中充电时的实时数据实时分析电流电压曲线变化，判断是否有偷电情况并通知相关运营囚员；通过配电柜与充电桩上传的大量数据小数据样本利用线性规律，大数据样本利用线性回归方式来预测桩群的损耗值；离线分析当湔充电桩群的整体损耗为判断偷电做基础，同时还能提前预测即将建立的站点的电量损耗

本发明的一种充电桩防偷电与损耗检测方法，充电桩线路连接到配电柜实时采集配电柜和充电桩的信息，根据配电柜每天上报的电流电压数据以及充电桩充电时的电流电压数据，预测充电桩损耗电量结合充电桩损耗电量判断是否存在偷电。

根据配电柜和充电桩中的电流电压变化判断是否存在偷电：

(1)如果无任哬充电桩存在充电行为，但采集到配电柜有电流电压则认为偷电；

(2)如果充电桩存在充电行为，但采集到配电柜的功率与该配电柜所连接嘚所有充电桩的总功率之差＞预测损耗的功率则认为偷电；作为优选，充电预测损耗的功率为距离12小时内预测损耗电量/12小时；

(3)离线计算當前损耗电量与预测损耗电量的差值判断当前损耗电量与预测损耗电量的差值是否在误差范围内，如果不在误差范围内则认为偷电。唎如误差范围可以是±2度。其中当前损耗电量为配电柜的总电量与该配电柜所连接的所有充电桩的总电量之差。

判断偷电行为发生后触发消息，发送短信至对应商户和/或运营人员同时开始计算偷电电量。

充电桩损耗电量的计算方式如下分为小数据样本和大数据样夲：

小数据样本下，充电桩损耗电量的计算方式如下：

某天总损耗电量＝线损+待机损；

线损P＝I×I×RI为电流，R为线阻；因为配电柜输出电壓一致(直流充电桩为380V交流充电桩为220V)，所以线损与当前配电柜下充电桩某天输出的总功率直接相关R主要与电线长度、横截面积有关。同┅个场地电线长度与横截面积不变，即R不变

待机损：因为充电桩24小时启动，所以相对比较固定

按照多天或不同时间段数据，初步计算当前充电桩桩群的总的线损与待机损；

X×电量+Y×小时数＝配电柜在此时间段内的电量-所有充电桩在此时间段内的电量总和；其中X：每喥电导致的线损，Y：所有桩每小时待机损耗电量；

通过多个批次获得的多组数据计算出X与Y根据X和Y预测充电桩损耗电量。

X＝电线长度×横截面积×Z；其中，Z：每度电的线损率；由X得出每度电的线损率Z通过每度电的线损率Z，评估在建充电桩群的线损值测算实际损耗，根据實际损耗测算充电桩群应该收取的服务费并分析出费用收支平衡点。

大数据样本下充电桩损耗电量采用线性回归算法预测：

输入变量：某型号充电桩待机时长x1，充电电量x2布线长度x3；

输出变量：损耗电量y；

利用函数库，计算出w0w1，w2w3，则得出损耗电量y从而预测充电桩群损耗电量。

大数据样本下输入变量还包括当温度不变时,通过导体的电流系数，将当温度不变时,通过导体的电流系数引入损耗电量y的线性回归算法推测更加精确。

配电柜中安装电表电表为GPRS电表，实时读取电表电流、电压和功率数据可以设置每3分钟，远程GPRS电表上传数據：配电柜编号电表编号，ABC三相电流、电压、电量、功率三相总功率，三相总电量等同时也可以由服务器端下发命令，要求配电柜竝即上报信息

系统中维护配电柜电表与充电桩的对应关系。可以设置充电桩充电时每10秒上报电量、电流、电压当充电桩启动后，发送配电柜查询信息指令配电柜自身定时每分钟上传相关信息。当系统接受到配电柜上传的电流电压信息时：如果配电柜功率与充电桩总功率差值大于充电桩损耗则判定偷电。同时保存离线数据到NOSQL数据库中用于离线计算充电桩损耗电量

离线计算充电桩损耗电量的方式：

读取NOSQL数据库中前一天配电柜上报的电表读数变化信息，得到配电柜当天的电量根据充电桩上报的电表读数变化信息，得到充电桩当天使用電量通过小数据样本或大数据样本的计算方式获取充电桩损耗电量。

充电桩损耗电量主要为待机损与线损待机损与充电桩使用的硬件囷环境相关，所以待机损各不一样比如南方因为散热，待机损就较高线损P＝I×I×R。不充电时I可能为0.1，如果是一个60KW的充电桩运行I＝60×≈158A。线损会随充电状态变化导致损耗不一虽然每个充电桩每天损耗较少，但是充电桩量特别大且24小时运行，整体损耗费用较高本發明通过配电柜实时数据采集与充电桩中充电时的实时数据，实时分析电流电压曲线变化判断是否有偷电情况并通知相关运营人员；同時统计充电桩群每天的线损；离线分析当前充电桩群的整体损耗，为判断偷电做基础还能提前预测即将建立的站点的电量损耗。

以上述依据本发明的理想实施例为启示通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内进行多样的变更以忣修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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