一种车载蓄电池充放电测量和分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例是关于电力系统交/直流充电技术，更特定地是关于一种对充电设 施的充电质量进行分析和测量的方法。
【背景技术】
[0002] 车载蓄电池作为一种移动电源，其提供电源来驱动交流AC后直流DC电动马达来 供给车辆行驶动力，其耗电完毕后需要进行蓄电池充电。现有技术对车载蓄电池的充放电 测量和分析技术亟待完善。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题就是提供一种车载蓄电池充放电测量和分析方法，以 测量车载蓄电池的耗电量及用电质量，分析其他可能的杂波干扰（例如可能产生的谐波和 突波信号），更好地维护车载蓄电池的使用能力，对车辆使用行为做出准确的分析，掌握车 载用户的出行和驾驶方式。
[0004] 技术方案：一种车载蓄电池充放电测量和分析方法，方法包括：
[0005] 1)在充电站与车载蓄电池之间对交流（AC)电流进行测量，提取其中的电流分量 Idp并对AC电压进行测量，提取其中的电压分量Vde;
[0006] 2)根据所述电流信息分量Ide，电压信息分量Vde对充电站电源侧的直流分量、基波 和谐波电流、电压分量进行测量，同时对车载蓄电池侧的直流分量、基波和谐波电流、电压 分量进行测量。将所述电流信息分量I de分解为有功电流部分I DE_P?m和无功电流部分I DiL PART2，并将其调试为可供A/D转换电路读取的模拟电信号；
[0007] 3)根据所述有功电流部分Ide partJP无功电流部分I DE PART2，分别对充电站电源侧 和蓄电池组侧的直流分量、基波和谐波电流、电压分量的有功电流分量1"和无功电流分量 Iiat进行测量；
[0008] 4)根据所述有功电流分量Iat和电压分量VraJIlJ量出瞬态有功功率分量P insti，满足 关系式：
[0010] 并根据所述无功电流分量Iiat和电压分量V DE测量出瞬态无功功率分量PINST2，满足 关系式：
[0012] 5)根据瞬态有功功率分量Pinsti测量出平均瞬态有功功率P INST AR1，同时根据瞬态 无功功率分量Pinst2测量出平均瞬态无功功率P INST_AR2;以及
[0013] 6)根据所述的平均瞬态有功功率Pinst ari和平均瞬态无功功率P INST AR2测量出总功 耗Ρτ。
[0014] 在一个实施例中，进一步包括：
[0015] 1)通过时钟单元计算前述步骤的时间周期T ;
[0016] 2)根据所述的平均瞬态有功功率Pinst ari和所得出的时间周期T测量有功电能转 移量Ptrsi，并根据平均瞬态无功功率PINST_ AR2和所得出的时间周期T测量无功电能转移量 PtRS2 ;
[0017] 3)测量三相电能中每一相瞬态有功功率分量和瞬态无功功率分量，并分别根据此 瞬态有功功率分量和瞬态无功功率分量计算出三相瞬态正向有功/无功功率和三相瞬态 负向有功/无功功率；以及
[0018] 4)根据此三相瞬态正向有功/无功功率和三相瞬态负向有功/无功功率测量出总 电能转移量P TRA。
[0019] 其中在步骤1)中，电压分量Vde满足关系式：
[0021] 电流分量Ide满足关系式：
[0023] 其中V。和I。分别为电压分量Vde和电流分量I :^中的直流分量，V V3和I p 12， I；?分别为谐波电压分量V 1，v2, V；3和谐波电流分量i 1，h，h的均方根；α，β分别为电压分 量Vde和电流分量IDE的相位角。
[0024] 进一步地在步骤5)中，平均瞬态有功功率Pinst ari是由以下关系式得出：
[0026] 其中W为取样周期，N为对电能放电侧进行信号采集的采集周期；同样地，平均瞬 态无功功率Pinst ar2由以下关系式得出：
[0028] 进而在步骤6)中，平均功耗Pt满足关系式：
[0030] 在一个实施例中，在步骤3)中进一步地等效为功率分解，即有功功率是由以下分 量组成：
[0031] DC正交谐波有功功率分量Px为：
[0033] 其中Θ为充电站电源侧的基波或谐波电压与基波或谐波电流之间的相位角，在 一个实施例中，G ni= α "，!!!= {1，2, 3}，基波有功功率分量为
[0034] P1= 2V JiCos2 (O1) cos Θ 1 (7)，
[0035] 充电站电源侧的谐波有功功率分量为
[0036] p2= 2 Σ V 2I2cos2 ( a 2) cos Θ 2 (8)，
[0037] 蓄电池组侧的谐波有功功率分量为
[0038] ρ3= 2 Σ V 3I3cos2 ( α 3) cos γ 3 (9)，
[0039] 充电站电源侧的正交基波有功功率分量为
[0040] Pxi= 2 Σ V J1Cos ( a m) cos ( a J cos Θ i (10)，
[0041 ] 蓄电池组侧的正交谐波有功功率分量为
[0043] 瞬态有功功率分量Pinsti为关系式（6)至（11)的总和。
[0044] 本发明的技术效果是显而易见的，本发明不同于常规技术仅对电池进行电量测量 的方式，在车载终端上能够做到即时分析和测量，并能够在车载终端上进行实时显示和控 制。同时，鉴于车载充电行为是不均匀稳定的，通过本发明的方式可以做到精确测量，以准 确提示用户电量情况，方便用户及时充电。
【具体实施方式】
[0045] 在车载蓄电池充放电测量和分析方法的一个实施例中，在充电站与车载蓄电池 (车载蓄电池组）之间对交流（AC)电流进行测量，提取其中的电流分量I de，并对AC电压 进行测量，提取其中的电压分量Vde。在充电站与车载蓄电池之间，即在充电侧对AC电流进 行测量，提取其中的电流信息分量I de，例如对交流电流曲线分为k个区间，其中每一时域 A T1为对所提取的电量信息分量Ide的分量因数（0〈i〈k)，A τ的长度可相同或不同，并通 过对AC电压进行测量，提取其中的电压信息分量VDE。
[0046] 根据所述电流信息分量Ide，电压信息分量Vde对充电站电源侧的直流分量、基波和 谐波电流、电压分量进行测量，同时对车载蓄电池侧的直流分量、基波和谐波电流、电压分 量进行测量。将所述电流信息分量I de分解为有功电流部分I DE_PARTJP无功电流部分I DE_PART2， 并将其调试为可供A/D转换电路读取的模拟电信号。因为电量曲线呈现不规则状态，这主 要归因于在电网充电过程中电压和电流并非完全均匀，并且考虑到可能存在的过压或过流 现象，以及其他充电方式，可能会造成所采样的交流信号中存在谐波分量，对正常的电量测 量造成干扰，因此在电池被充电或放电过程中，电量会呈现骤增或骤减，不能够采用常规的 计量方式。一般技术是直接在对电池充电的过程中对充入的电能进行计量和计费，但是这 样的方法极为繁琐且误差较大。在本发明的一个实施例中，对电量曲线进行无限近似处理， 例如在第A τ"Ν+1的时域间隔内，将所述时域区间与电流曲线的交叉点处，将电流信息分 量Ide分解为第一电流信息部分I DE_PART1和第二电流信息部分I DE_PART2，通过两个电流信号的 代数和得出此区间内的电流信息分量，并将此分量经过滤波和电流增益调试为可供A/D转 换电路读取的模拟电信号。
[0047] 根据所述有功电流部分Ide partJP无功电流部分I DE PART2，分别对充电站电源侧和 车载蓄电池的直流分量、基波和谐波电流、电压分量的有功电流分量1"和无功电流分量 Iiat进行测量。
[0048] 进一步地，根据所述有功电流分量Iat和电压分量Vde测量出瞬态有功功率分量 PlNSTl， 满足关系式：
[0049] PINSTl - V DE · IdE-PART1，
[0050] 并根据所述无功电流分量Iiat和电压分量V DE测量出瞬态无功功率分量PINST2，满足 关系式：
[0051 ] PlNST2 - V DE · !DE-PART2;
[0052] 根据瞬态有功功率分量Pinsti测量出平均瞬态有功功率PINSTAR1，同时根据瞬态无功 功率分量P inst2测量出平均瞬态无功功率P INST_AR2;以及根据所述的平均瞬态有功功率P INST_ AR1和平均瞬态无功功率P INST_AR2测量出总功耗P τ。
[0053] 在一个实施例中，进一步包括：
[0054] 1)通过时钟单元计算前述步骤的时间周期T ;
[0055] 2)根据所述的平均瞬态有功功率Pinst ari和所得出的时间周期T测量有功电能转 移量Ptrsi，并根据平均瞬态无功功率PINST_ AR