一种充电桩转换效率计算方法及系统

本发明涉及充电桩，具体为一种充电桩转换效率计算方法及系统。

背景技术：

1、随着新能源汽车在我国发展速度持续加快，市场上充电桩需求也逐步扩大。如何通过已知数据快速准确地得到充电桩的转换效率是研究人员重点关注的问题之一。目前，针对充电桩转换效率的检测手段大多是采用现场检定的方式，鉴于充电桩数量的爆发式增长，传统的检定方法遇到了极大挑战，迫切需要一种高效、便捷的新方法来远程测定充电桩的转换效率。

2、为了使测定结果更具可信性、有效性，需要引入不确定度的概念。当前研究中并没有计算充电桩转换效率不确定度的有效手段。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种充电桩转换效率计算方法及系统，解决了当前研究中并没有计算充电桩转换效率不确定度的有效手段的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、第一方面，提供了一种充电桩转换效率计算方法，包括：

6、接收充电桩器件参数，所述充电桩器件参数包括前级整流器参数和后级dc/dc变换器参数；

7、根据前级整流器参数数据计算前级整流器的开关管损耗、整流桥二极管损耗以及快恢复二极管损耗；

8、根据后级dc/dc变换器参数数据计算后级dc/dc变换器的开关管损耗以及快恢复二极管损耗；

9、将前级整流器的开关管损耗、整流桥二极管损耗以及快恢复二极管损耗和后级dc/dc变换器的开关管损耗以及快恢复二极管损耗全部相加，得到充电桩充电模块的总体损耗；

10、根据充电桩充电模块的总体损耗得到充电桩效率计算公式；

11、接收充电桩输出电压、输出电流和输出功率，以此作为蒙特卡洛法的输入量；

12、根据充电桩的电能表精确度等级，为蒙特卡洛法的输入量设立一个服从均匀分布的分布区间，并从所述服从均匀分布的分布区间中抽取多组输入量作为充电桩效率计算公式的样本值；

13、将每一组样本值带入到充电桩效率计算公式，求解得到对应的模型值，并计算所得的所有模型值的均值和标准差，并输出报告结果。

14、优选的，所述前级整流器参数包括前级整流器的开关管参数、流桥二极管参数以及快恢复二极管参数；所述后级dc/dc变换器参数包括后级dc/dc变换器的开关管参数以及快恢复二极管参数。

15、优选的，所述前级整流器的开关管的损耗计算公式如下：

16、

17、其中，rdson表示开关管的通态电阻，fsw1表示开关频率，un是输入电压峰值，udc为整流器输出直流电压，in为输入电流峰值，vds为mosfet的漏源电压，id为漏极电流，ton和toff分别为开通时间和关断时间；ton和toff表示如下：

18、

19、

20、其中，rg表示前级整流器开关管的驱动电阻，ciss和crss表示寄生电容，ciss为输入电容，crss为反馈电容，vgs(th)为门限电压，vgs(miller)为米勒平台电压，为vds开通时的漏源电压，vg_on和vg_off分别表示开通结束后的栅极电压和关断前的栅极电压。

21、优选的，所述前级整流器的整流桥二极管的损耗，计算公式如下：

22、

23、其中，uf1为整流桥二极管正向导通压降，if1为流经二极管的电流，t0为工频周期，d(t)为占空比。

24、优选的，所述前级整流器的快恢复二极管的损耗，计算公式如下：

25、

26、其中，uf2为快恢复二极管的正向导通压降，ufr为正向峰值电压，uf0为二极管导通时的管压降，tfr为正向恢复时间，ur为反向峰值电压，qrr为反向恢复电荷，if2为流经二极管的电流，if1为二极管正向电流，fsw1表示开关频率。

27、优选的，所述后级dc/dc变换器开关管的损耗，计算公式为：

28、

29、其中，rdson表示开关管的通态电阻，fsw2表示开关频率，d为占空比，io为输出电流，fsw2为开关管的开关频率，vds为mosfet的漏源电压，id为漏极电流，ton和toff分别为开通时间和关断时间。

30、优选的，所述dc/dc变换器快恢复二极管的损耗，计算公式如下：

31、

32、其中，uf0为二极管管压降，idav为二极管电流平均值，idrms为二极管电流有效值，rd为通态电阻，ufr为正向峰值电压，uf0为二极管导通时的管压降，tfr为正向恢复时间，ur为反向峰值电压，qrr为反向恢复电荷，fsw1表示开关频率，fsl为副边方波的频率。

33、优选的，根据充电桩充电模块的总体损耗得到充电桩效率计算公式，具体包括：

34、所述充电桩充电模块的总体损耗表示为δp＝δp1+δp2+δp3+δp4+δp5；

35、所述充电桩效率计算公式为η＝f(uo,io,po)，其中η为效率，uo为输出电压，io为输出电流，po为输出功率；

36、则充电桩效率计算公式经过变换得到

37、优选的，所述报告结果包括η的均值以及概率为95％的最短包含区间[均值-标准差，均值+标准差]。

38、第二方面，提供了一种充电桩转换效率计算系统，包括以下模块：

39、第一接收模块，用于接收充电桩器件参数，所述充电桩器件参数包括前级整流器参数和后级dc/dc变换器参数；

40、第一计算模块，用于根据前级整流器参数数据计算前级整流器的开关管损耗、整流桥二极管损耗以及快恢复二极管损耗；

41、第二计算模块，用于根据后级dc/dc变换器参数数据计算后级dc/dc变换器的开关管损耗以及快恢复二极管损耗；

42、求和模块，用于将前级整流器的开关管损耗、整流桥二极管损耗以及快恢复二极管损耗和后级dc/dc变换器的开关管损耗以及快恢复二极管损耗全部相加，得到充电桩充电模块的总体损耗；

43、分析模块，用于根据充电桩充电模块的总体损耗得到充电桩效率计算公式；

44、第二接收模块，用于接收充电桩输出电压、输出电流和输出功率，以此作为蒙特卡洛法的输入量；

45、第三计算模块，用于根据充电桩的电能表精确度等级，为蒙特卡洛法的输入量设立一个服从均匀分布的分布区间，并从所述服从均匀分布的分布区间中抽取多组输入量作为充电桩效率计算公式的样本值；

46、输出模块，用于将每一组样本值带入到充电桩效率计算公式，求解得到对应的模型值，并计算所得的所有模型值的均值和标准差，并输出报告结果。

47、(三)有益效果

48、本发明一种充电桩转换效率计算方法及系统，能够较为精确地计算出充电桩的转换效率及其不确定度，且变量只有输出电压、输出电流和输出功率，无需到现场进行检测，满足了高效、便捷的充电桩转换效率的检定需求。