一种基于实时红外图像数据的充电桩热处理方法及系统与流程

本发明涉及充电桩热处理，尤其涉及一种基于实时红外图像数据的充电桩热处理方法及系统。

背景技术：

1、充电桩是指为电动汽车提供能量补充的充电装置，其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。

2、随着技术的快速发展，新能源汽车的动力电池开始拥有更高的电压和/或更大的电流，与其配套的充电桩也开始倾向于使用更高的电压和/或更大的电流，虽然这样可以极大的提高充电效率，但是也会使得充电桩带来更大的发热量。

3、随着新能源车的规模不断发展，充电桩经常会出现连续不停的工作的情况，充电桩充电时产生的热量存在着极大的安全隐患，如何及时有效的移除充电桩发出的热量，是一个不容回避的挑战。

技术实现思路

1、本发明的至少一个实施例提供了一种基于实时红外图像数据的充电桩热处理方法及系统，以便于解决现有技术充电桩充电时产生的热量无法及时处理的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于实时红外图像数据的充电桩热处理方法，所述热处理方法包括：

3、实时获取充电桩群组中各个充电桩的第一红外图像数据，对所述第一红外图像数据识别得到各个所述充电桩的当前温度；

4、获取充电桩群组中各个充电桩的实时预估发热量，并基于各个所述充电桩的所述实时预估发热量与所述当前温度确定各个所述充电桩的预估温度；

5、根据热交换器到充电桩之间的第一传输管道的第二红外图像数据确定所述第一传输管道中的冷却液在不同流量和不同温度下的第一热传递损失；根据制冷设备到热交换器之间的第二传输管道的第三红外图像数据确定所述第二传输管道中的制冷剂在不同流量和不同温度下的第二热传递损失；

6、根据所述第一热传递损失、第二热传递损失以及各个所述充电桩的预估温度，确定为各个所述充电桩进行降温的各个所述第一传输管道中的冷却液的最优冷却液流量，以及所述制冷设备输出的最优制冷剂流量和散热功率；

7、控制为各个所述充电桩进行降温的各个第一传输管道中的冷却液以最优冷却液流量流动、所述制冷设备中的制冷剂以所述最优制冷剂流量流动和所述制冷设备以所述散热功率进行运行。

8、基于上述技术方案，本发明实施例还可以做出如下改进。

9、结合第一方面，在第一方面的第一种实施例中，所述根据所述第一热传递损失、第二热传递损失以及各个所述充电桩的预估温度，确定为各个所述充电桩进行降温的各个所述第一传输管道中的冷却液的最优冷却液流量，以及所述制冷设备输出的最优制冷剂流量和散热功率，包括：

10、根据所述第一热传递损失，确定将各个所述充电桩从对应的预估温度降低到安全温度时，所述热交换器输出的最优冷却液温度和为各个所述充电桩进行降温的各个所述第一传输管道中的冷却液的最优冷却液流量；

11、根据所述安全温度和所述第一热传递损失，计算得到返回所述热交换器的冷却液的第一待冷却温度；

12、根据所述第二热传递损失，确定将所述第一待冷却温度降低到所述最优冷却液温度时，所述制冷设备输出的最优制冷剂温度和最优制冷剂流量；

13、根据所述最优冷却液温度和所述第二热传递损失，计算得到返回所述制冷设备的制冷剂的第二待冷却温度；

14、根据所述第二待冷却温度和最优制冷剂温度确定所述制冷设备的散热功率。

15、结合第一方面，在第一方面的第二种实施例中，所述获取充电桩群组中各个充电桩的实时预估发热量，包括：

16、获取各个所述充电桩的实时运行功率和预估运行时长；

17、根据所述实时运行功率和所述预估运行时长计算所述实时预估发热量。

18、结合第一方面的第一种实施例，在第一方面的第三种实施例中，所述根据热交换器到充电桩之间的第一传输管道的第二红外图像数据确定所述第一传输管道中的冷却液在不同流量和不同温度下的第一热传递损失，包括：

19、对所述第二红外图像数据识别得到第一传输管道中的冷却液与室温之间的温度差；

20、根据所述热交换器输出冷却液到所述充电桩处之间的第一传输管道的长度、热传导系数和第一传输管道中的冷却液与室温之间的温度差，计算得到不同流量下的第一冷却液热损失；

21、根据所述充电桩处输出冷却液到所述热交换器之间的第一传输管道的长度、热传导系数和第一传输管道中冷却液与室温之间的温度差，计算得到不同流量下的第二冷却液热损失；

22、根据所述第一冷却液热损失和所述第二冷却液热损失，计算得到所述第一热传递损失。

23、结合第一方面的第三种实施例，在第一方面的第四种实施例中，通过如下公式进行计算热损失系数：

24、

25、其中，j1为热损失系数，t1为冷却液与室温之间的温度差，为冷却液与室温之间的温度差的绝对值，b为大于或等于1的预设常数，k1为所述第一传输管道向空气进行热传导的热传导系数，v1为所述第一传输管道内的冷却液流速，s1为所述第一传输管道的横截面积，q1为预设常数，l1为第一传输管道的长度，a为调整常数；

26、根据当前第一传输管道中所述冷却液的温度与所述热损失系数计算得到所述第一冷却液热损失或所述第二冷却液热损失。

27、结合第一方面的第三种实施例，在第一方面的第五种实施例中，所述确定将各个所述充电桩从对应的预估温度降低到安全温度时，所述热交换器输出的最优冷却液温度，包括：

28、确定将各个所述充电桩分别从相应的所述预估温度降低到安全温度时，所述充电桩向第一传输管道的热传递总量；

29、根据所述安全温度、所述充电桩向第一传输管道的热传递总量和所述第一冷却液热损失，计算得到所述热交换器输出的最优冷却液温度。

30、结合第一方面的第三种实施例，在第一方面的第六种实施例中，所述根据所述安全温度和所述第一热传递损失，计算得到返回所述热交换器的冷却液的第一待冷却温度，包括：

31、根据所述安全温度和所述第二冷却液热损失，计算得到所述第一待冷却温度。

32、结合第一方面的第三种实施例，在第一方面的第七种实施例中，所述确定将各个所述充电桩从对应的预估温度降低到安全温度时，为各个所述充电桩进行降温的各个所述第一传输管道中的冷却液的最优冷却液流量，包括：

33、确定将各个所述充电桩分别从相应的所述预估温度降低到安全温度时，各个所述充电桩向第一传输管道的热传递量；

34、根据所述最优冷却液温度和所述第一冷却液热损失，计算得到输入到各个所述充电桩进行降温的冷却液温度；

35、根据所述安全温度、冷却液温度和各个所述充电桩向第一传输管道的热传递量，分别计算得到为各个所述充电桩进行降温的各个所述第一传输管道中的冷却液的流量，作为所述最优冷却液流量。

36、结合第一方面的第一种实施例，在第一方面的第八种实施例中，根据制冷设备到热交换器之间的第二传输管道的第三红外图像数据确定所述第二传输管道中的制冷剂在不同流量和不同温度下的第二热传递损失，包括：

37、对所述第三红外图像数据识别得到第二传输管道中的制冷剂与室温之间的温度差；

38、根据所述热交换器输出制冷剂到所述制冷设备之间的第二传输管道的长度、热传导系数和第二传输管道中的制冷剂与室温之间的温度差，计算得到不同流量下的第一制冷剂热损失；

39、根据所述制冷设备输出制冷剂到所述热交换器之间的第二传输管道的长度、热传导系数和第二传输管道中制冷剂与室温之间的温度差，计算得到不同流量下的第二制冷剂热损失；

40、根据所述第一制冷剂热损失和所述第二制冷剂热损失，计算得到所述第二热传递损失。

41、结合第一方面的第八种实施例，在第一方面的第九种实施例中，通过如下公式进行计算热损失系数：

42、

43、其中，j2为热损失系数，t2为制冷剂与室温之间的温度差，为制冷剂与室温之间的温度差的绝对值，b为大于或等于1的预设常数，k2为所述第二传输管道向空气进行热传导的热传导系数，v2为所述第二传输管道内的制冷剂流速，s2为所述第二传输管道的横截面积，q2为预设常数，l2为第二传输管道的长度，a为调整常数；

44、根据当前第二传输管道中所述制冷剂的温度与所述热损失系数计算得到所述第一制冷剂热损失或所述第二制冷剂热损失。

45、结合第一方面的第八种实施例，在第一方面的第十种实施例中，所述确定将所述第一待冷却温度降低到所述最优冷却液温度时，所述制冷设备输出的最优制冷剂温度，包括：

46、确定将热交换器中的冷却液从所述第一待冷却温度降低到所述最优冷却液温度时，所述冷却液向所述制冷剂传递的热传递总量；

47、根据所述最优冷却液温度、所述冷却液向所述制冷剂传递的热传递总量和所述第一制冷剂热损失，计算得到所述制冷设备输出的最优制冷剂温度。

48、结合第一方面的第八种实施例，在第一方面的第十一种实施例中，所述根据所述最优冷却液温度和所述第二热传递损失，计算得到返回所述制冷设备的制冷剂的第二待冷却温度，包括：

49、根据所述最优冷却液温度和所述第二制冷剂热损失，计算得到返回所述制冷设备的制冷剂的所述第二待冷却温度。

50、结合第一方面的第一种实施例，在第一方面的第十二种实施例中，所述根据所述第二待冷却温度和最优制冷剂温度确定所述制冷设备的散热功率，包括：

51、根据所述第二待冷却温度和所述最优制冷剂温度，计算将所述制冷剂降温需要传递的热量，并计算得到所述制冷设备的散热功率。

52、结合第一方面的第八种实施例，在第一方面的第十三种实施例中，所述确定将所述第一待冷却温度降低到所述最优冷却液温度时，所述制冷设备输出最优制冷剂流量，包括：

53、确定将热交换器中的冷却液从所述第一待冷却温度降低到所述最优冷却液温度时，所述冷却液向所述制冷剂传递的热传递总量；

54、根据所述最优制冷剂温度和所述第一制冷剂热损失，计算得到输入到所述热交换器的制冷剂的制冷剂温度；

55、根据所述最优冷却液温度、制冷剂温度和所述冷却液向所述制冷剂传递的热传递总量，计算得到热交换器中第二传输管道中的制冷剂的流量，作为所述最优制冷剂流量。

56、第二方面，本发明实施例提供了一种基于实时红外图像数据的充电桩热处理系统，所述热处理系统包括：红外摄像装置、充电桩群组、与充电桩群组中各个充电桩连接的控制器；

57、红外摄像装置，与所述控制器连接，用于实时获取充电桩群组中各个充电桩的第一红外图像数据、热交换器到充电桩之间的第一传输管道的第二红外图像数据以及制冷设备到热交换器之间的第二传输管道的第三红外图像数据；

58、热交换器，分别与第一传输管道和第二传输管道的进口和出口连通，用于使得所述第一传输管道中的冷却液和所述第二传输管道的制冷剂进行热交换；

59、所述第一传输管道上设置有电子水泵，用于调整所述第一传输管道内的冷却液的流速；

60、所述第一传输管道具有多根支管，每根支管分别与对应的充电桩配对设置，使得所述充电桩与所述支管进行热交换；

61、所述支管上分别设置有电子水阀，用于调整支管中冷却液的流量；

62、设置在充电桩群组中各个充电桩上与所述控制器连接的温度传感器，用于获取各个所述充电桩的当前温度；

63、所述控制器，用于对所述第一红外图像数据识别得到各个所述充电桩的当前温度；获取充电桩群组中各个充电桩的实时预估发热量，并基于各个所述充电桩的所述实时预估发热量与所述当前温度确定各个所述充电桩的预估温度；

64、所述第二传输管道上设置有制冷设备，用于对所述第二传输管道中的制冷剂进行压缩和传输，使得制冷剂对外散发热量；

65、所述第二传输管道上设置有电子膨胀阀，用于调整所述第二传输管道中的制冷剂的流量；

66、所述控制器，还用于根据热交换器到充电桩之间的第一传输管道的第二红外图像数据确定所述第一传输管道中的冷却液在不同流量和不同温度下的第一热传递损失；根据制冷设备到热交换器之间的第二传输管道的第三红外图像数据确定所述第二传输管道中的制冷剂在不同流量和不同温度下的第二热传递损失；

67、所述控制器，还用于根据所述第一热传递损失、第二热传递损失以及各个所述充电桩的预估温度，确定为各个所述充电桩进行降温的各个所述第一传输管道中的冷却液的最优冷却液流量，以及所述制冷设备输出的最优制冷剂流量和散热功率；

68、所述控制器分别与所述电子水泵和电子水阀连接，用于向所述电子水泵与所述电子水阀发送控制指令，使得为各个所述充电桩进行降温的各个所述支管中的冷却液分别以对应的最优冷却液流量流动；

69、所述控制器分别与所述制冷设备和所述电子膨胀阀连接，用于向所述制冷设备发送控制指令，使得所述制冷设备以所述散热功率进行运行；用于向所述电子膨胀阀发送控制指令，使得所述第二传输管道中的制冷剂以所述最优制冷剂流量流动。

70、本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例通过获取充电桩群组中各个充电桩的实时红外图像数据，确定各个充电桩的实际温度，并根据充电桩的预估发热量确定其预估温度，根据散热设备中各个管道的红外图像数据确定各个管道中的液体在对充电桩进行降温时的热传递损失，进而根据充电桩散热设备各个装置的工作状态确定将各个充电桩分别进行降温时，流经不同充电桩的冷却液的最优冷却液温度和最优冷却液流量；根据最优冷却液温度以及对冷却液进行降温的制冷设备各个装置的工作状态，反推对冷却液进行降温的制冷设备中制冷剂的最优制冷剂温度和最优制冷剂流量，并最终确定制冷设备的散热功率；最终根据得到的散热功率、最优制冷剂流量以及最优冷却流量，控制充电桩热处理系统中的各个装置进行工作，本方案通过红外图像数据确定充电桩群组中各个充电桩的实时状态和热处理系统中各个装置的工作情况，整合已有数据确定热处理系统中各个装置的控制方式，通过全局统筹控制使得各个充电桩可以及时地进行降温，降低安全隐患，同时，有效地提高热处理系统的能效。