充電樁用充電模塊劣化狀態(tài)評估技術(shù)研究

代建港，祝令瑜，陳慧敏，李穎斌，關(guān) 宇，汲勝昌，熊 慶

（1.西安交通大學(xué)電力設(shè)備電氣絕緣國家重點(diǎn)實驗室，陜西西安 710049；2.國家電網(wǎng)公司北京電力科學(xué)研究院，北京 100075）

0 引言

為解決日益突出的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題，新能源汽車已成為各國發(fā)展的主要戰(zhàn)略[1-3]，現(xiàn)有充電設(shè)備的數(shù)量以及低效率的運(yùn)維策略不能滿足電動汽車未來使用需求[4-6]。我國將在未來5 年內(nèi)建成超過480 萬個分散式充電設(shè)備[7-8]，同時將全面提升充電設(shè)備功率等級以滿足電動汽車長續(xù)航要求。大功率充電技術(shù)作為新一代直流充電技術(shù)，功率等級將提升至200 kW～500 kW，新能源汽車?yán)m(xù)航里程因此將達(dá)到400 km～500 km[9-11]。

電動汽車充電設(shè)備市場規(guī)模龐大且發(fā)展迅速，大功率充電技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，因此對目前充電樁和未來大功率充電設(shè)備的核心部件充電模塊進(jìn)行狀態(tài)評估十分必要。充電模塊屬于復(fù)雜電力電子系統(tǒng)，內(nèi)部含有大量功率開關(guān)器件金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（Metal Oxide Semiconductor Field Eff-ect Transistor，MOSFET）、功率二極管、鋁電解電容、金屬化膜電容和控制用電子元件。據(jù)統(tǒng)計MOSFET 和鋁電解電容屬于最容易發(fā)生故障的元器件，長時間運(yùn)行的失效率高達(dá)51%[12]，因此研究這2類關(guān)鍵元器件劣化引發(fā)的充電模塊運(yùn)行性能變化并提出劣化狀態(tài)評估技術(shù)具有重要意義和應(yīng)用價值。

已有大量文獻(xiàn)對交直流充電樁、車載充電機(jī)等充電設(shè)備展開研究以實現(xiàn)健康狀態(tài)實時監(jiān)測與評估。文獻(xiàn)[13-14]針對充電模塊MOSFET 開路故障，以小波包能量譜法提取三相輸入電流中的特征信息，使用BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)開路MOSFET 的定位。文獻(xiàn)[15]基于充電設(shè)備技術(shù)性能要求和安全因素，以等級定義了充電樁的健康狀態(tài)，使用不確定層次分析法和多種主客觀賦權(quán)方法綜合評估直流充電樁健康狀態(tài)等級，針對評估結(jié)果提出檢修維護(hù)建議。文獻(xiàn)[16]基于模糊層次分析法對充電樁、管理平臺、用戶終端以及各單元之間的通信鏈路這一完整的電動汽車充電樁系統(tǒng)進(jìn)行信息安全風(fēng)險評估，識別系統(tǒng)安全風(fēng)險，針對識別結(jié)果提出防護(hù)措施。文獻(xiàn)[17]從基礎(chǔ)評價、不良工況評價、檢修評價和健康度評價4 個方面整合得到充電樁健康狀態(tài)，并基于充電樁歷史評分對未來健康評分進(jìn)行預(yù)測。文獻(xiàn)[18]使用投影尋蹤等級評價模型將電動汽車充電樁的多個評價指標(biāo)投影為綜合評價指標(biāo)。文獻(xiàn)[19]獲取充電設(shè)備的運(yùn)行參量，統(tǒng)一量化后使用變權(quán)分析方法計算權(quán)重，突出充電設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)。文獻(xiàn)[20]以技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、安全4 個方面作為評價指標(biāo)，將測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為評價值后加權(quán)綜合得到評價結(jié)果，并給出具體運(yùn)維建議。

目前針對充電設(shè)備狀態(tài)評估技術(shù)的研究多集中于充電模塊開路故障檢測和充電設(shè)備整體健康狀態(tài)等級劃分以及評價模型的建立。

其他功率變換器狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)集中于對關(guān)鍵元器件的研究，包括鋁電解電容狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)、功率開關(guān)器件狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)[21-24]，尚未對功率變換器系統(tǒng)級劣化狀態(tài)的評估方法進(jìn)行研究。

本文針對充電樁用充電模塊，基于內(nèi)部元器件狀態(tài)劣化研究充電模塊健康狀態(tài)受影響后的運(yùn)行特性，選取易于采集的信號轉(zhuǎn)換效率作為特征參量，對充電模塊的劣化狀態(tài)進(jìn)行評估。首先基于充電模塊的工作原理搭建2 級電路仿真模型；然后通過仿真模型研究元器件劣化對運(yùn)行特性的影響，為表征充電模塊劣化狀態(tài)的特征參量選取提供基礎(chǔ)；最后通過試驗數(shù)據(jù)選取特征參量實現(xiàn)對充電模塊整體劣化狀態(tài)的評估。

1 充電模塊工作原理與仿真模型

充電模塊一般采用兩級變換結(jié)構(gòu)。前級整流部分普遍采用三電平維也納（VIENNA）整流電路，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1 所示。VT1—VT6為全控型開關(guān)器件MOSFET，通過控制不同工作區(qū)內(nèi)MOSFET 的開關(guān)狀態(tài)可以穩(wěn)定電容Cv1和Cv2兩端電壓，從而實現(xiàn)整流；La，Lb，Lc分別為abc 三相電感，ua，ub，uc，uo分別為abc 三相輸入電壓和輸出電壓，ia，ib，ic分別為abc三相電流，D1—D6為整流二極管。

圖1 VIENNA整流電路Fig.1 Topology of VIENNA rectifier circuit

充電模塊后級直流變換部分多采用LLC 諧振變換電路，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2 所示。其中，Q1—Q4為全控型開關(guān)器件MOSFET；Lr為諧振電感；Lm為勵磁電感；Cr為諧振電容；Cf為穩(wěn)壓電容，ui為輸入電壓，Dr1—Dr4為諧振變化整流二極管，變壓器為等效變壓器模型。此電路拓?fù)淅肕OSFET 寄生二極管Dp1—Dp4的續(xù)流作用實現(xiàn)0 電壓導(dǎo)通，利用MOSFET 結(jié)電容C1—C4的緩沖作用實現(xiàn)零電壓關(guān)斷，可以有效降低開關(guān)損耗。

圖2 LLC諧振變換電路Fig.2 LLC resonant conversion circuit

VIENNA 整流電路采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的控制策略和空間矢量脈寬調(diào)制策略，通過三相輸入電壓參考值、三相輸入電流實測值、直流輸出電壓實測值、直流側(cè)兩濾波電容電壓值即可得到6 個MOSFET 的控制信號。LLC 諧振變換電路采用脈沖頻率調(diào)制策略，根據(jù)輸出電壓設(shè)置值與實際值的差值控制MOSFET 的開斷頻率[25]。

依照深圳英可瑞公司的EVR500-7500 型充電模塊在Simulink 平臺中搭建仿真模型，主要參數(shù)如表1 所示。

表1 仿真模型參數(shù)Table 1 Simulation model parameters

國家標(biāo)準(zhǔn)NB/T33008.1—2018 要求充電模塊直流輸出電壓紋波系數(shù)不超過±0.5%；轉(zhuǎn)換效率不低于95%；功率因數(shù)不低于0.99；輸入電流總諧波畸變率不超過5%。

充電模塊仿真模型的輸出電壓為500 V，輸出功率為額定功率7.5 kW 時，紋波系數(shù)約為0.015%；輸入功率約為7.8 kW，輸出功率約為7.5 kW，轉(zhuǎn)換效率約為96.15%；經(jīng)Power（Positive-Sequence）模塊計算功率因數(shù)始終在0.99 以上；使用Powergui 模塊計算輸入電流總諧波畸變率為2.78%，模型參數(shù)均滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

2 元器件劣化對充電模塊運(yùn)行特性的影響

MOSFET 在充電模塊長期運(yùn)行過程中會經(jīng)歷電熱應(yīng)力循環(huán)，各層材料界面處會產(chǎn)生剪切應(yīng)力，導(dǎo)致焊接材料中出現(xiàn)裂紋和空洞，從而導(dǎo)致漏源極導(dǎo)通電阻以及結(jié)-殼熱阻增大，目前MOSFET 劣化失效判定準(zhǔn)則為漏源極導(dǎo)通電阻增量為初始值的15%[26]。紋波電流分量流過鋁電解電容會在等效串聯(lián)電阻（Equivalent Series Resistance，ESR）上產(chǎn)生功率損耗導(dǎo)致電解液蒸發(fā)，而ESR 會隨著電解液蒸發(fā)而不斷增大，形成正反饋加速劣化過程，鋁電解電容的劣化失效判定準(zhǔn)則為25 ℃條件下電容值衰減20%或ESR 增大至初始值的2.8～3 倍[12]。

2.1 MOSFET劣化對充電模塊運(yùn)行特性的影響

充電模塊前后級電路MOSFET 承受的電熱應(yīng)力不同，因此在運(yùn)行相同時間情況下，兩者的導(dǎo)通電阻增量不一致。MOSFET 的功率損耗分為通態(tài)損耗和開關(guān)損耗兩部分，且通態(tài)損耗遠(yuǎn)低于開關(guān)損耗，因此可以忽略通態(tài)損耗。MOSFET 的開關(guān)損耗與開關(guān)頻率成正比，充電模塊前級電路開關(guān)頻率為50 kHz，后級電路開關(guān)頻率為70～150 kHz，可以認(rèn)為后級電路MOSFET 的功率損耗增量為前級電路的2 倍，在運(yùn)行相同時間情況下，后級電路MOSFET的劣化進(jìn)程是前級電路MOSFET 的2 倍，將后級電路MOSFET 導(dǎo)通電阻增量設(shè)置為前級電路MOSFET 的2 倍來模擬這一劣化進(jìn)程。

依據(jù)K39N60 型MOSFET 數(shù)據(jù)手冊，將充電模塊仿真模型中MOSFET 導(dǎo)通電阻初始值設(shè)置為55 mΩ，考慮到前級VIENNA 整流器的三相對稱性和后級LLC 諧振變換器的全橋結(jié)構(gòu)對稱性，將劣化后前后級電路MOSFET 的導(dǎo)通電阻分別設(shè)置為57.75 mΩ和60.5 mΩ（對應(yīng)的導(dǎo)通電阻增量為5%和10%），模擬MOSFET 劣化情況。MOSFET 劣化前后充電模塊的A 相輸入電流和直流輸出電壓如圖3 所示。

圖3 MOSFET劣化前后充電模塊運(yùn)行參數(shù)Fig.3 Operating parameters of charging module before and after MOSFET deterioration

由圖3 可知，MOSFET 劣化狀態(tài)設(shè)置前后充電模塊A 相輸入電流產(chǎn)生微小的負(fù)向偏置，整體輸出電壓產(chǎn)生了約0.01 V 的變化。MOSFET 劣化狀態(tài)設(shè)置前充電模塊的轉(zhuǎn)換效率為93.38%。MOSFET劣化狀態(tài)設(shè)置后充電模塊的轉(zhuǎn)換效率為93.22%。MOSFET 劣化導(dǎo)致充電模塊轉(zhuǎn)換效率下降約0.16%。導(dǎo)通電阻增大引起的功率損耗增量是由輸入端補(bǔ)充的，基本不影響輸出端。

2.2 鋁電解電容劣化對充電模塊運(yùn)行特性的影響

鋁電解電容的劣化特征參量為電容值衰減量和ESR 增量，兩者的失效閾值分別為20%和200%。依據(jù)EVR500-7500 型充電模塊中鋁電解電容的實測數(shù)據(jù)，仿真模型中電容初始狀態(tài)參數(shù)設(shè)置如下：前級電路電容值為700 μF，ESR 為350 mΩ；后級電路電容值為400 μF，ESR 為700 mΩ。劣化狀態(tài)下前后級電容的電容值分別設(shè)置為560 μF 和320 μF（電容值衰減量為20%），ESR 分別設(shè)置為1.05 Ω和2.10 Ω（ESR 增量為200%）。鋁電解電容劣化前后充電模塊A 相輸入電流和直流輸出電壓如圖4 所示。

圖4 鋁電解電容劣化前后充電模塊運(yùn)行參數(shù)Fig.4 Operating parameters of charging module before and after deterioration of aluminum electrolytic capacitors

由圖4 可以看出，鋁電解電容劣化狀態(tài)設(shè)置前后充電模塊A 相輸入電流幅值增大，增幅約0.89 A。充電模塊輸出電壓幅值和平均值基本不變，但是紋波系數(shù)明顯增大。

經(jīng)計算，鋁電解電容劣化狀態(tài)設(shè)置前充電模塊的轉(zhuǎn)換效率為93.38%，劣化狀態(tài)設(shè)置后充電模塊的轉(zhuǎn)換效率為92.95%，鋁電解電容劣化同樣會導(dǎo)致充電模塊轉(zhuǎn)換效率下降約0.43%。鋁電解電容劣化對充電模塊轉(zhuǎn)換效率的影響要大于MOSFET。ESR 增大引起的功率損耗增量同樣是由輸入端補(bǔ)充的。

2.3 運(yùn)行特征量與評估方法

由2.1 和2.2 節(jié)分析可知，MOSFET 和鋁電解電容劣化會導(dǎo)致充電模塊的輸入電流有效值、輸出電壓紋波系數(shù)和轉(zhuǎn)換效率等運(yùn)行參數(shù)發(fā)生變化。但在同一輸出電壓等級下，不同充電模塊的輸出電壓紋波系數(shù)沒有明顯差異。一方面是因為環(huán)境中存在干擾，導(dǎo)致輸出電壓脈動峰值和脈動谷值的測量均存在誤差；另一方面是因為充電模塊在不同輸出電壓下紋波系數(shù)的數(shù)值較小，最大的紋波系數(shù)是在275 V 輸出電壓條件下產(chǎn)生的，其值不超過0.005，因此難以作為評判依據(jù)。

充電模塊的轉(zhuǎn)換效率信號中已包含輸入電流和輸出電壓有效值信息，因其有變化直觀易于觀察和與充電模塊的主要功能相關(guān)的優(yōu)點(diǎn)，所以本文選用轉(zhuǎn)換效率作為表征元器件劣化狀態(tài)的運(yùn)行特征量。

由2.1 和2.2 可知，當(dāng)MOSFET 門極閾值電壓和漏源極導(dǎo)通電阻兩者中的任意一個超過失效閾值15%即可認(rèn)為MOSFET 處于非健康狀態(tài)；當(dāng)鋁電解電容的ESR 增量超過200%或者電容值衰減百分比超過20%即可認(rèn)為鋁電解電容處于非健康狀態(tài)。基于此提出元器件健康度的概念，健康度與靜態(tài)參數(shù)相對劣化增量負(fù)相關(guān)，MOSFET 的健康度是由門極閾值電壓和導(dǎo)通電阻的相對劣化增量共同決定的，鋁電解電容的劣化狀態(tài)是由電容值衰減百分比和ESR 相對劣化增量共同決定的，并以元器件健康度的均值作為充電模塊整體健康度。因此，提出一種基于運(yùn)行特征量（不同輸出電壓下的轉(zhuǎn)換效率）與整體健康度的充電模塊劣化狀態(tài)評估方法。

3 充電模塊劣化狀態(tài)評估技術(shù)

3.1 實驗平臺

充電模塊劣化狀態(tài)評估試驗平臺包括運(yùn)行試驗平臺和靜態(tài)參數(shù)測試平臺2 部分。

運(yùn)行實驗平臺主要由充電模塊、上位機(jī)、信號采集單元和負(fù)載單元組成，如圖5 所示。選用深圳英可瑞公司的EVR500-7500 充電模塊，上位機(jī)通過控制器局域網(wǎng)（Controller Area Network，CAN）通信控制充電模塊的電壓電流輸出，信號采集單元包括LA-100P 霍爾型電流傳感器、P5200A 高壓差分探頭及NI-DAQ 采集卡，負(fù)載單元選用100 kW 的純阻性負(fù)載箱。圖5 中的溫度采集單元用于CAN 通信報文檢驗。

圖5 運(yùn)行實驗平臺Fig.5 Operating experimental platform

MOSFET 靜態(tài)參數(shù)測試平臺用以測量MOSFET的門極閾值電壓Vth和漏源極導(dǎo)通電阻Ron。

鋁電解電容的靜態(tài)參數(shù)測試平臺為IM3570 阻抗分析儀，量程為100 mΩ～100 MΩ，頻率范圍為4 Hz～5 MHz，誤差不超過0.08%，測量時間為0.5 ms，用以測量鋁電解電容的電容值和ESR。

3.2 充電模塊參數(shù)

根據(jù)3.1 節(jié)構(gòu)建實驗平臺給出4 臺不同運(yùn)行年限充電模塊的靜態(tài)參數(shù)。

元器件靜態(tài)參數(shù)實測值受到出廠分散性和劣化共同作用的影響，在實際工程應(yīng)用場景中，往往缺失元器件靜態(tài)參數(shù)的出廠基準(zhǔn)值，因此需要通過數(shù)學(xué)方法計算其近似值，以后級電路8 個MOSFET的導(dǎo)通電阻靜態(tài)參數(shù)為例進(jìn)行說明。

充電模塊后級電路所使用的MOSFET 型號一致，因此假設(shè)8 個MOSFET 導(dǎo)通電阻的基準(zhǔn)值相同；2 組LLC 并聯(lián)結(jié)構(gòu)具有對稱性，因此可以假設(shè)8個MOSFET 導(dǎo)通電阻的劣化增量相同，則基準(zhǔn)值、分散值、實測值和劣化增量的關(guān)系如式（1）所示：

式中：r0為導(dǎo)通電阻初始值；xi為分散性導(dǎo)致的導(dǎo)通電阻變化百分比；ri為導(dǎo)通電阻實測值；Δr為導(dǎo)通電阻劣化增量。

式（1）所示線性方程組的系數(shù)矩陣秩為8，未知量個數(shù)為10，因此線性方程組不能直接求解。將式（1）進(jìn)行變換，即：

式中：a為導(dǎo)通電阻倒數(shù)；b為變化增量。

由式（2）可知xi和ri具有線性關(guān)系。而分散值xi是符合正態(tài)分布的，在數(shù)據(jù)量足夠大的情況下，其平均值為0。本節(jié)數(shù)據(jù)量較小，不能認(rèn)為分散值的平均值為0，但待計算基準(zhǔn)值的近似值應(yīng)讓分散值的平均值盡可能接近零，因此可以用非線性規(guī)劃模型求基準(zhǔn)值和劣化增量的近似解，即：

因為由最大實測值計算得出的分散值不超過可能出現(xiàn)的最大分散值，所以a×rmax+b≤xmax；因為由最小實測值計算得出的分散值不小于可能出現(xiàn)的最小分散值，所以a×rmin+b≥xmin；由于實驗用充電模塊都能正常工作，認(rèn)為所有MOSFET 均未到達(dá)失效閾值，即Δr/r0不超過15%，同時因為Δr為正值，所以-1.15 ≤b≤-1；認(rèn)為可能出現(xiàn)的分散值上限為基準(zhǔn)值的100%，同時因為r0(1+xi)＞0，因此xmax和xmin均在[-1，1]區(qū)間內(nèi)。求解式（3）可得到a和b的最優(yōu)解，進(jìn)一步通過式（2）可求得基準(zhǔn)值和劣化增量的近似值。

通過式（2）和式（3）對4 臺充電模塊前后級電路MOSFET 門極閾值電壓和導(dǎo)通電阻的基準(zhǔn)值和劣化增量的進(jìn)行估算，可計算得到所有MOSFET 靜態(tài)參數(shù)基準(zhǔn)值和劣化增量如表2 和表3 所示。

表2 MOSFET靜態(tài)參數(shù)基準(zhǔn)值Table 2 MOSFET static parameter reference values

表3 MOSFET靜態(tài)參數(shù)劣化增量Table 3 Deterioration increment of MOSFET static parameters

改變非線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的約束條件同樣可以計算4 臺充電模塊前后級電路鋁電解電容ESR的基準(zhǔn)值和劣化增量。

3.3 實驗結(jié)果分析與驗證

基于運(yùn)行實驗平臺測量并計算4 臺不同充電模塊在不同輸出電壓等級下的轉(zhuǎn)換效率，如圖6 所示。由圖6 可知，充電模塊的轉(zhuǎn)換效率隨著輸出電壓的提高逐漸增大，不同充電模塊在同一輸出電壓等級下的轉(zhuǎn)換效率具有明顯的規(guī)律性差異：在轉(zhuǎn)換效率隨著輸出電壓的提高達(dá)到最大值前，模塊1 和模塊4 的轉(zhuǎn)換效率始終大于模塊3，模塊3 的轉(zhuǎn)換效率始終大于模塊2。

圖6 不同輸出電壓等級下的轉(zhuǎn)換效率Fig.6 Conversion efficiency at different output voltage levels

MOSFET 和鋁解電容的健康度與靜態(tài)參數(shù)相對劣化增量的關(guān)系如圖7 所示，以MOSFET 為例，x軸為門極閾值電壓Vth相對老化增量，y軸為導(dǎo)通電阻Ron相對老化增量，相對老化增量指的是絕對老化增量除以基準(zhǔn)值，z軸為MOSFET 健康度。

圖7 元器件健康度與靜態(tài)參數(shù)相對劣化增量的關(guān)系Fig.7 Relationship between component health and relative deterioration increment of static parameters

通過非線性規(guī)劃計算得到的靜態(tài)參數(shù)相對劣化增量與健康度曲面，即可計算前后級電路MOSFET和鋁電解電容的健康度，如表5 所示。

表5 各模塊元器件健康度Table 5 Component health of each module %

經(jīng)計算，模塊1—4 的整體健康度分別為67.385 3，66.338 3，67.256 7 和67.663 8，計算結(jié)果表明4 臺充電模塊整體健康度的關(guān)系為模塊4＞模塊1＞模塊3＞模塊2，與所測轉(zhuǎn)換效率的大小關(guān)系基本一致，說明充電模塊轉(zhuǎn)換效率隨整體健康度的提升而增大。利用模塊2—4 即可建立運(yùn)行特征量（不同輸出電壓下的轉(zhuǎn)換效率）與充電模塊整體健康度的數(shù)學(xué)模型，由于模塊2—4 的整體健康度較為接近，因此補(bǔ)充充電模塊健康度為100（出廠）時的運(yùn)行特征量可使數(shù)學(xué)模型更加準(zhǔn)確。所建立的數(shù)學(xué)模型如圖8 所示。

圖8 轉(zhuǎn)換效率與模塊整體健康度、輸出電壓的關(guān)系曲面Fig.8 Relationship between conversion efficiency，overall health of module and output voltage

圖8 所示曲面的數(shù)學(xué)表達(dá)式為二元五次多項式。利用模塊1 驗證所提出數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，模塊1 在不同輸出電壓下的實際轉(zhuǎn)換效率和數(shù)學(xué)模型計算所得轉(zhuǎn)換效率的對比如圖9 所示。

圖9 模塊1轉(zhuǎn)換效率實際值與計算值對比Fig.9 Comparison between actual value and calculated value of conversion efficiency of module 1

從圖9 可知，模塊1 轉(zhuǎn)換效率實際值與計算值的最大誤差為0.28%，表明所提出的充電模塊元器件健康度計算模型以及運(yùn)行特征量與充電模塊整體健康度之間的數(shù)學(xué)模型具有較高準(zhǔn)確性。

在工程應(yīng)用場景中，只需要測量充電模塊多個輸出電壓等級下的轉(zhuǎn)換效率，代入圖7 所示曲面即可計算得到表征充電模塊劣化狀態(tài)的整體健康度，如果低于60 則需要對此充電模塊進(jìn)行維修或者更換。

4 結(jié)語

本文對充電樁核心部件充電模塊劣化狀態(tài)評估技術(shù)進(jìn)行研究，提出了一種基于轉(zhuǎn)換效率的劣化狀態(tài)評估方法，建立了轉(zhuǎn)換效率與輸出電壓等級和表征充電模塊劣化狀態(tài)的整體健康度之間的數(shù)學(xué)模型，并通過實驗對模型進(jìn)行了驗證，表明以轉(zhuǎn)換效率作為特征量能夠區(qū)分劣化狀態(tài)不同的充電模塊。所提出的充電模塊劣化狀態(tài)評估方法對于包括充電樁在內(nèi)的充電設(shè)備智能化運(yùn)維具有一定的指導(dǎo)意義。