[发明专利]一种电动自行车充电安全隐患的在线模拟方法和系统

权利要求书

1.一种电动自行车充电安全隐患的在线模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：用于构建电动自行车充电系统仿真模型的充电电气隐患模拟模块；用于对充电电气隐患模拟模块进行参数拟合和参数整定的参数拟合及整定模块；用于对电动自行车充电电气安全隐患在线模拟的充电隐患全过程模拟输出模块。

2.根据权利要求1所述的一种电动自行车充电安全隐患的在线模拟方法，其特征在于，所述充电电气隐患模拟模块包括位于相应充电系统的充电器输出端的受控电流源组成充电伏安曲线模型和充电电气隐患噪声模型；建立Y表达式Y：

Y(t)＝X(t)+Z(t)，

式中，X为充电伏安曲线模型；Z为充电电气隐患噪声模型。

3.根据权利要求2所述的一种电动自行车充电安全隐患的在线模拟方法，其特征在于，通过所述Y表达式模拟出以下特性，包括：

特性一为充电电气隐患静态时域特性的模拟，将所述Z设置为零、Y表达式的时间t设为单点时刻，A不为零；

特性二为充电电气隐患静态频域特性的模拟：将所述A设置为零、Y表达式的时间t设为单点时刻，Z不为零；

特性三充电电气隐患静态时、频域多维特性的模拟：所述Y表达式的时间t设为单点时刻，A、Z不为零。

特性四充电电气隐患动态时域特性的模拟：将所述Z设置为零、Y表达式的时间t引入时间变量，A不为零；

特性五充电电气隐患动态频域特性的模拟：将所述A设置为零、Y表达式的时间t引入时间变量，Z不为零；

特性六充电电气隐患动态时、频域多维特性的模拟：所述Y表达式的时间t引入时间变量，A、Z不为零。

4.根据权利要求2所述的一种电动自行车充电安全隐患的在线模拟方法，其特征在于，所述参数拟合及整定模块用于在不同应用场景和/或系统结构条件下的充电电气隐患实验数据对充电伏安曲线模型进行参数拟合，并对充电电气隐患噪声模型进行参数整定，建立充电伏安曲线模型，则所述充电伏安曲线模型为：

U(t)＝(A+CL)/I^(B+DL)(t)，

式中，A、B、C和D的值取决于实验条件的充电电气隐患常数，通过拟合获得，L为充电电气隐患接地间隙，U为充电电气隐患电压，I为充电电气隐患电流。

5.根据权利要求2所述的一种电动自行车充电安全隐患的在线模拟方法，其特征在于，所述充电电气隐患噪声模型为通过数字滤波器将白噪声转化为充电电气隐患噪声，所述数字滤波器采用7阶的传递函数，其表达式为：

式中，a＝1，b＝0.5，c＝0.125，d＝0.063，e＝0.036，f＝0.026，g＝0.007，h＝0.005。

6.根据权利要求4所述的一种电动自行车充电安全隐患的在线模拟方法，其特征在于，通过将充电电气隐患接地间隙L构建与时间t的关系表达式，将所述充电伏安曲线模型中引入时间因素变量，则所述关系表达式为：

式中，v为分离速度，v＝2mm/s，L_max为最大充电电气隐患接地间隙，L_max＝3.2mm；t₀为分离到最大充电电气隐患接地间隙所需的时间，t₀＝3.2/2＝1.6s。

7.根据权利要求3所述的一种电动自行车充电安全隐患的在线模拟方法，其特征在于，所述特性四～特性六的充电电气隐患噪声模型中引入时间因素变量，包括以下步骤：

对所述充电电气隐患电流频谱的N个频段上随时间变化的频谱特征值输出分别建立随机森林模型，并将各频段上所建立的随机森林模型进行训练后共同构成一定时间窗下充电电气隐患电流频谱预测结果的全频段分布整体模型；

利用机器学习的方法确定全频段频谱特征幅值随时间变化的趋势，使得所述充电电气隐患噪声模型确定的频谱幅值能够随着时间准确变化。