一种充电桩模块风机控制方法及装置与流程

本发明属于电力，涉及一种充电桩模块风机控制方法及装置。

背景技术：

1、为应对一次能源逐步枯竭、日益严重的环境污染及全球气候变暖问题，新能源汽车被全球各国汽车产业视为重要发展方向。截至2023年9月底，全国新能源汽车1821万辆，且数量还在急剧上升中，随之带动的是充电桩行业的发展。

2、功率模块是直流充电桩的核心组成部分。所有直流充电桩均需配套一定数量的功率模块进行交直流电转换，再将直流电直接供给车辆进行快速充电。现阶段市场上使用较多的功率模块容量有15kw、20kw、30kw、40kw等等，容量越大，散热需求越大。成本上而言，大部分功率模块散热均选用高转速风机进行散热，使得模块运行时噪音偏大(如某厂家40kw容量功率模块正常运行时单个模块噪音可达80db),进而影响整个直流充电桩的噪音，形成噪音污染。

3、因此，如何提供一种功率模块风机控制策略，使得直流充电桩在使用过程中降低噪音，成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种充电桩模块风机控制方法及装置，以解如何通过外界设定输入控制风机转速，实现将风机的噪音减至最小，从而减小整个直流充电桩的噪音，可最大程度模块风机的损耗。

2、本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种充电桩模块风机控制方法，包括：

4、根据设定模块温度值计算风机的参考轨迹；

5、将所述参考轨迹作为改进预测函数控制器的输入，结合预设的基函数集，生成模块温度的控制输入；

6、根据所述模块温度的控制输入得到温度数据；

7、根据所述温度数据和预测模型的输出的温度预测值，获得温度误差，其中所述温度预测值为将所述温度模块的控制输入至所述预测模型输出得到的；

8、根据所述温度误差计算所述风机的预估补偿；

9、根据所述预估补偿采用滚动优化的方式实现所述风机的温度补偿，并完成对所述风机的控制。

10、可选地，所述基函数为一阶纯滞后函数。

11、可选地，根据所述温度数据和预测模型的输出的温度预测值，获得温度误差包括：

12、计算所述模块温度输出的温度数据和所述预测模型输出的温度预测值之间的差值，获得所述温度误差。

13、可选地，根据所述温度误差计算所述风机的预估补偿包括：

14、根据所述风机的温度误差构建状态空间方程；

15、对所述空间方程进行求解，得到所述风机的预估补偿。

16、可选地，根据所述预估补偿对所述风机的温度数据修正，得到修正后的温度误差。

17、可选地，根据所述修正后的温度误差结合广义分数阶pi参数特性对模块温度的控制输入进行优化。

18、可选地，根据所述修正后的温度误差结合广义分数阶pi参数特性对模块温度的控制输入进行优化包括：

19、将所述修正后的温度误差输入至广义分数阶pi函数中，重新计算新的温度误差；

20、根据所述新的温度误差调整所述模块温度的输出值，使得所述模块温度输出的温度值在优化时域的若干点上的拟合值分别与所述设定模块温度值之间的每个差值的平方和达的最小值。

21、本发明还提供了一种充电桩模块风机控制装置，包括：

22、参考轨迹计算模块，用于根据设定模块温度值计算风机的参考轨迹；

23、改进预测函数控制器，用于将所述参考轨迹作为改进预测函数控制器的输入，结合预设的基函数集，生成模块温度的控制输入以及根据所述预估补偿采用滚动优化的方式实现所述风机的温度补偿，并完成对所述风机的控制；

24、模块温度模块，用于根据所述模块温度的控制输入得到温度数据；

25、温度误差计算模块，用于根据所述温度数据和预测模型的输出的温度预测值，获得温度误差；

26、预测模型模块，用于将所述温度模块的控制输入至所述预测模型输出得到所述温度预测值；

27、预估补偿模块，用于根据所述温度误差计算所述风机的预估补偿。

28、本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如上述实施例中任一项所述一种充电桩模块风机控制方法的步骤。

29、本发明还提供了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计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中任一项所述一种充电桩模块风机控制方法的步骤。

30、本发明的有益效果是：

31、本发明可以根据模块设定温度上限实时调整模块风机轨迹(例如：转速)。

32、并且通过求模块温度的输出和预测模型的输出之间的误差反馈给改进预测函数控制器，经过滚动优化实现将所述模块温度的输出与设定模块温度值之间的差值达到最小，其中模块温度的输出考虑了充电桩中其他发热器件对整个风机温度输出的影响；通过本发明提供的充电桩模块风机控制方法还可以通过调节设定模块温度值，改变风机的转速，使得在风机工作期间可以根据实际的工作需要调整风机的转速、且将风机的噪音减至最小，从而减小整个直流充电桩的噪音，可最大程度模块风机的损耗。

技术特征：

1.一种充电桩模块风机控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种充电桩模块风机控制方法，其特征在于，所述基函数为一阶纯滞后函数。

3.如权利要求1所述的一种充电桩模块风机控制方法，其特征在于，根据所述温度数据和预测模型的输出的温度预测值，获得温度误差包括：

4.如权利要求1所述的一种充电桩模块风机控制方法，其特征在于，根据所述温度误差计算所述风机的预估补偿包括：

5.如权利要求4所述的一种充电桩模块风机控制方法，其特征在于，根据所述预估补偿对所述风机的温度数据修正，得到修正后的温度误差。

6.如权利要求5所述的一种充电桩模块风机控制方法，其特征在于，根据所述修正后的温度误差结合广义分数阶pi参数特性对模块温度的控制输入进行优化。

7.如权利要求6所述的一种充电桩模块风机控制方法，其特征在于，根据所述修正后的温度误差结合广义分数阶pi参数特性对模块温度的控制输入进行优化包括：

8.一种充电桩模块风机控制装置，其特征在于，包括：

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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如权利要求1至7任一项所述一种充电桩模块风机控制方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述一种充电桩模块风机控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种充电桩模块风机控制方法及装置，该方法包括：根据设定模块温度值计算风机的参考轨迹；将所述参考轨迹作为改进预测函数控制器的输入，结合预设的基函数集，生成模块温度的控制输入；根据所述模块温度的控制输入得到温度数据；根据所述温度数据和预测模型的输出的温度预测值，获得温度误差，其中所述温度预测值为将所述温度模块的控制输入至所述预测模型输出得到的；根据所述温度误差计算所述风机的预估补偿；根据所述预估补偿采用滚动优化的方式实现所述风机的温度补偿，并完成对所述风机的控制，以解如何通过外界设定输入控制风机转速，实现将风机的噪音减至最小，从而减小整个直流充电桩的噪音，可最大程度模块风机的损耗。

技术研发人员：赵东华,李博,杨博,李纯,马瑄翎
受保护的技术使用者：绿能慧充数字技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10