本发明专利技术提供了一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，属于充电桩技术领域，包括：在多个关键热点安装温度传感器,实时获取充电参数、液冷参数和温度数据。建立考虑充电和液冷参数影响的温升方程和液冷方程,利用最小二乘法拟合出每个关键热点的温变模型。将实时温度预测值与实测温度进行比较,如误差率超标则重新拟合模型。最终基于各关键热点的温变模型,建立整个液冷超充系统的热力学模型,可用于预测不同工况下的温度分布,为优化系统设计提供依据。该方法通过实时监测和模型拟合,有效预测关键部件的温度变化,解决了现有的方法难以准确预测直流大功率充电桩液冷系统的温度变化情况的技术问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于充电桩，具体而言，涉及一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法。
技术介绍
1、近年来,随着新能源汽车行业的快速发展,对充电基础设施的需求也日益增加。其中,直流大功率充电桩作为新能源汽车快速充电的关键设备,在城市充电网络中扮演着重要角色。相比于传统的交流慢充模式,直流大功率充电可以大幅缩短充电时间,大大提高充电效率,满足电动车用户的急速充电需求。
2、目前,市面上已经出现了多种型号的直流大功率充电桩产品。这些充电桩通常采用液冷方式对功率器件进行降温,以确保在大功率充电工况下的安全可靠运行。液冷方式通过循环冷却液来吸收功率器件产生的大量热量,可以有效控制系统温升,防止关键部件过热损坏。
3、但是,直流大功率充电桩在实际应用中仍然存在一些亟待解决的技术问题。首先,在高功率充电过程中,系统内部会产生大量的热量,如何准确地预测各关键部件的温度变化规律是一个挑战。现有的温度预测模型通常过于简单化,难以准确描述充电桩液冷系统的复杂热传递机理,导致预测结果与实际测量存在较大偏差。其次,现有的温度监测方法过于局限,仅依靠少数温度传感器无法全面反映系统的整体温度分布,难以发现潜在的热点问题。最后,针对不同的充电功率和环境条件,如何动态调整液冷系统的参数以实现最优的温度控制也是一个亟待解决的问题。
4、因此,迫切需要研发一种新的温度确定方法,能够准确预测直流大功率充电桩液冷系统的温度变化情况,为充电桩的安全可靠运行提供有力支撑。
技术实现思路
>1、有鉴于此，本专利技术提供一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，能够解决现有的方法难以准确预测直流大功率充电桩液冷系统的温度变化情况的技术问题。2、本专利技术是这样实现的：
3、本专利技术提供一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其中,包括以下步骤:
4、s10、在直流大功率充电桩液冷超充系统的多个关键热点的位置安装温度传感器;
5、s20、实时获取充电过程的充电参数、液冷参数以及充电过程中各温度传感器的温度数据，所述充电参数包括充电电流、充电电压、充电功率、充电时间、充电效率，所述液冷参数包括冷却液流量、冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液压力、冷却液比热容；
6、s30、建立考虑充电参数影响的温升方程，以及考虑液冷参数影响的液冷方程；
7、s40、根据实时获取的充电参数、液冷参数和每个关键热点的温度数据，利用最小二乘法对每个关键热点的温升方程和液冷方程进行拟合，并将拟合后的温升方程和液冷方程组合为对应关键热点的温变模型；
8、s50、利用每个关键热点的温变模型，结合实时获取的充电参数和液冷参数，计算出各关键热点的实时温度预测值;
9、s60、将所述实时温度预测值与温度传感器实际测量的温度进行比较，计算误差率，如果误差率超过预设阈值，则返回步骤s40，重新进行模型拟合;否则，进入下一步;
10、s70、基于各关键热点的温变模型，建立整个直流大功率充电桩液冷超充系统的热力学模型，用于预测不同工况下直流大功率充电桩液冷超充系统的温度分布。
11、所述预设阈值为5%或10%。
12、其中，所述直流大功率充电桩液冷超充系统的多个关键热点，具体包括：功率电子器件、高功率充电连接端子、液冷散热器、电源滤波电容、电线电缆接口。
13、其中，所述温升方程，具体表示如下：
14、；
15、其中，为空间维度，为温度、为时间、为热扩散系数、为拉普拉斯算子、为材料密度、为材料比热容、为输入功率、为输出功率、为各维度热传导系数、为空间坐标、为温度波动系数、为虚数单位、为温度波动频率、为温度幂次。
16、其中，所述液冷方程，具体表示如下：
17、；
18、其中，为冷却液温度、为冷却液流速矢量、为冷却液热导率、为冷却液密度、为冷却液比热容、为梯度算子、为拉普拉斯算子、为单位体积热生成率、为对流换热系数、为换热表面积、为冷却液体积、为固体表面温度、为温度波动幅度系数、为温度波动相位、为温度幂次。
19、其中，所述热扩散系数的计算公式为：
20、；式中，为材料热导率。
21、其中，所述冷却液流速的计算公式为：
22、；式中， 是冷却液体积流量， 是管道截面积。
23、其中，所述输入功率计算公式为：
24、；式中，为充电电流，为充电电压；
25、所述输出功率计算公式为：
26、；式中，为充电效率。
27、其中，所述单位体积热生成率计算公式为：
28、；式中， 是液冷超充系统总体积。
29、其中，所述对流换热系数的计算步骤包括：
30、首先计算雷诺数：；
31、其中， 是管道水力直径， 是冷却液动力粘度；
32、然后计算普朗特数：；
33、对于层流（），使用西尔特-泰特相关式：
34、；
35、对于湍流（），使用迪特斯-波尔特相关式：
36、；
37、最后计算对流换热系数：。
38、进一步的，所述误差率定义为：误差率 = |实测温度 - 预测温度| / 实测温度× 100%。
39、具体的，所述步骤s10包括：在直流大功率充电桩液冷超充系统的多个关键热点位置安装高精度温度传感器。关键热点包括功率电子器件、高功率充电连接端子、液冷散热器、电源滤波电容以及电线电缆接口等。温度传感器的选型需考虑测量范围、响应速度和精度等指标，并将其与数据采集系统相连接，实时采集各关键热点的温度数据。
40、其中，所述步骤s20，具体包括：实时采集充电过程的充电电流、充电电压、充电功率、充电时间和充电效率等充电参数数据；实时采集冷却液流量、冷却液入口温度、冷却液出口温度、冷却液压力和冷却液比热容等液冷系统参数数据；实时采集步骤s10中安装的各温度传感器测量的温度数据；对上述各类参数数据进行时间同步和存储。
41、其中，所述步骤s30，具体包括：建立描述温升规律的温升方程，该方程包含与充电功率、充电效率等参数相关的项；建立描述液冷规律的液冷方程，该方程包含与冷却液流速、冷却液温度等参数相关的项。
42、其中，所述步骤s40，具体包括：收集步骤s20获得的充电参数、液冷参数以及各关键热点的温度测量数据；采用最小二乘法对步骤s30中建立的温升方程和液冷方程进行拟合优化；将优化后的温升方程和液冷方程组合成为描述每个关键热点温度变化规律的温变模型。
43、其中，所述步骤s50，具体包括：实时采集步骤s20中获取的充电参数和液冷参数数据；将这些实时参数代入步骤s40建立的每个关键热点的温变模型中，计算出各关键热点的实时温度预测值。
44、其中，所述步骤s60，具体包括：将步骤s本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述直流大功率充电桩液冷超充系统的多个关键热点，具体包括：功率电子器件、高功率充电连接端子、液冷散热器、电源滤波电容、电线电缆接口。
3.根据权利要求2所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述温升方程，具体表示如下：
4.根据权利要求3所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述液冷方程，具体表示如下：
5.根据权利要求4所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述热扩散系数的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述冷却液流速的计算公式为：
7.根据权利要求6所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述输入功率计算公式为：
8.根据权利要求7所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述单位体积热生成率计算公式为：
9.根据权利要求8所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述对流换热系数的计算步骤包括：
10.根据权利要求9所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述误差率定义为：误差率 = |实测温度 - 预测温度| / 实测温度 ×100%。
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【技术特征摘要】
1.一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述直流大功率充电桩液冷超充系统的多个关键热点，具体包括：功率电子器件、高功率充电连接端子、液冷散热器、电源滤波电容、电线电缆接口。
3.根据权利要求2所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述温升方程，具体表示如下：
4.根据权利要求3所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述液冷方程，具体表示如下：
5.根据权利要求4所述的一种直流大功率充电桩液冷超充系统的产热规律确定方法，其特征在于，所述热扩散系数的计算公式为：
【专利技术属性】
技术研发人员：肖哲，张心，王斌宾，田恒，
申请(专利权)人：青岛华烁高科新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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