CN102749102B - 一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法，具有如下步骤：S100在每个选定的独立电池单元上设置参数传感器；S200.接收每个独立电池单元上的参数传感器在起始时间点所采集的离散数据；S300.将每个所述独立电池单元的参数传感器在起始时间点采集到的离散数据作为参数带入选定的颜色模型的函数中，生成起始时间点中所述每个独立电池单元的颜色。本发明提供的一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法，增加了一种快捷的数据分析方法，可以清楚直观地显示同一类型参量伴随时间变化的趋势和差异，通过增加图像的宽度还可以同时表达众多参量伴随时间的变化差异。

Description

一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法

技术领域

本发明涉及一种数据可视化方法，尤其涉及一种大功率燃料电池的数据可视化方法。

背景技术

燃料电池一般采用多个独立电池单元串联起来发电的方式。特别在大功率燃料电池系统中，往往需要数以百计千计乃至万计个单元通过电路串联、并联或者混联的方式同时工作。由于燃料电池的阳极和阴极同时需要供应养料和氧化物，如氢气和空气，因此在反应过程中每个单元的电压情况未必能完全一致。因此，在大功率燃料电池电源开发和使用过程中往往针对每一节都会设置一个乃至几个传感器，如电压传感器、温度压力等传感器。数据分析最简单和直观的方式就是数据的可视化，而可视化方式却是一个影响分析结果重要的因素。

由于上述的各独立电池单元同一表征量数据之间是完全独立的，或者是非线性存在的，因此，实现庞大数据量的可视化是较难的。目前，燃料电池数据可视化主要是以散点连线或者多连线叠加对比的方式进行。而这对于海量数据的情况，却很难表达清楚。同时对于同一个燃料电池长时间工作的工作对比也是很难表示其中的细节部分。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法，具有如下步骤：

S100.选定大功率燃料电池中一定数量的独立电池单元，在每个选定的独立电池单元上设置相同类型的参数传感器；

S200.选定起始时间点，接收每个独立电池单元上的参数传感器在起始时间点所采集的离散数据；

S300.将每个所述独立电池单元的参数传感器在起始时间点采集到的离散数据作为参数带入选定的颜色模型的函数中，生成起始时间点中所述每个独立电池单元所述类型参数对应的颜色；应用所述颜色建立每一个独立电池单元对应的颜色块；

S400.从所述起始时间点开始，设定一个带有多个时间点的时间段，重复步骤S200-S300将每个独立电池单元在所述时间段内的不同时间点的颜色块按时间轴排列；绘制该时间段内包含选定的所有独立电池单元颜色块的可视化颜色块图。

所述步骤S100中设置的参数传感器为电压传感器、电流传感器、或空气压力传感器。

所述步骤S200中所述的颜色模型为RGB模型，模型参数为(X，Y，Z)，对于选定的任意一个独立电池单元的离散参数数据α，使用函数

1/3α→X；1/3α→Y；1/3α→Z

式中：所述X、Y、Z分别代表代表在RGB模型中所对应的色彩三坐标的赋值；

得到该独立电池单元RGB模型的颜色信息。

所述步骤S300中，参数数据与颜色的映射关系可由人为设定。生成的所述可视化颜色块图中各颜色块的尺寸相同。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法，增加了一种快捷的数据分析方法，可以清楚直观地显示同一类型参量伴随时间变化的趋势和差异，通过增加图像的宽度还可以同时表达众多参量伴随时间的变化差异。通过与图像分析软件的接口相连接，使用图像分析软件对可视化图像进行分析，可以方便快捷的对异常的数据进行定位跟踪分析。

附图说明

为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的流程图

图2为实施例1的燃料电池可视化结果示意图

具体实施方式

为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：

如图1：

一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法，具有如下步骤：

S100.在待测的大功率燃料电池中选定全部或一定数量的独立电池单元，在每个选定的独立电池单元上设置相同类型参数传感器：即在选定的多个独立电池单元上设定采集数据类型一致的传感器，达到在一个可视化颜色块图中显示同一种参数变化的情况。

可根据监控的需要设置多种不同类型的传感器，比如电压传感器，温度传感器或温度压力传感器等，以便显示不同类似的数据。

进一步的，可以在一个独立电池单元上设置多个不同类型的传感器，在可视化的过程中，只需控制切换显示类型，即可显示出不同类型的诸如电压、电流、压力、流量、湿度、温度等的可视化数据。

S200.选定起始时间点，接收每个独立电池单元上的参数传感器在起始时间点所采集的离散数据：在本步骤中，鉴于采样数据精度和需求精度，一般认为采样数据都是在某一区间上的离散数据。

S300.将每个所述独立电池单元的参数传感器在起始时间点采集到的离散数据作为参数带入选定的颜色模型的函数中，生成起始时间点中所述每个独立电池单元的颜色；应用所述颜色建立每一个独立电池单元对应的一个颜色块。

本步骤中可以选择不同的颜色模型，比如HSV、RGB、HSI、CHL、LAB、CMY等不同种类的颜色模型，作为一个较佳的实施方式，只需将采集到的离散数据作为相应颜色模型的参数带入颜色模型的函数中，即可得到一个参数所对应的颜色。利用该颜色即可绘制一个时间点中任意一个选定的独立电池单元工作参数所对应的一定尺寸的颜色块。

作为另一个较佳的实施方式，也可以人为设定数据与颜色的映射关系：将采集到的数据按数值分区，每一个数值分区用一个特定的颜色表示，同应用颜色函数计算对应颜色类似，同样可以形成一个相对应的颜色块。

S400.从所述起始时间点开始，设定一个带有多个时间点的时间段，重复步骤S200-S300将每个独立电池单元不同时间点的颜色块按时间轴排列，构成一个独立电池单元的颜色块图；将多个独立电池单元的颜色块图组合，制成该时间段内所有独立电池单元颜色块的可视化颜色块图，完成数据的可视化。

实施例1，

在本实施例中，所述的参数传感器为电压传感器，所使用的颜色模型为RGB模型，模型的参数为(X，Y，Z)分别代表颜色中红绿蓝颜色所占的比例。

选取电堆每节电压作为可视化数据对象。被分析的系统内总计有70个独立电池单元，目的为平行显示70个独立电池单元在同一时刻的电压值。

燃料电池电压数据的范围在0-1.0之间，设定精度为0.001，即该区间内总计有1001个离散数据，任取该区间一个离散值，用α表示。使用的映射函数为1/3α→X；1/3α→Y；1/3α→Z。

数据排列以时间为横坐标没个单节电压对应一个横排坐标号，颜色即为电压值。

如图2所示：

横坐标为时间坐标，纵坐标对应每个独立电池单元。色彩对应电压值。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法，其特征在于具有如下步骤：

S100.选定大功率燃料电池中一定数量的独立电池单元，在每个选定的独立电池单元上设置相同类型的参数传感器；

S200.选定起始时间点，接收每个独立电池单元上的参数传感器在起始时间点所采集的离散数据；

S300.将每个所述独立电池单元的参数传感器在起始时间点采集到的离散数据作为参数带入选定的颜色模型的函数中，生成起始时间点中所述每个独立电池单元所述类型参数对应的颜色；应用所述颜色建立每一个独立电池单元对应的颜色块；

S400.从所述起始时间点开始，设定一个带有多个时间点的时间段，重复步骤S200-S300将每个独立电池单元在所述时间段内的不同时间点的颜色块按时间轴排列；绘制该时间段内包含选定的所有独立电池单元颜色块的可视化颜色块图；

所述步骤S200中所述的颜色模型为RGB模型，模型参数为(X，Y，Z)，对于选定的任意一个独立电池单元的离散参数数据α，使用函数

1/3α→X；1/3α→Y；1/3α→Z

式中：所述X、Y、Z分别代表在RGB模型中所对应的色彩三坐标的赋值；

得到该独立电池单元RGB模型的颜色信息；

所述步骤S100中设置的参数传感器为电压传感器、电流传感器、压力传感器、温度传感器、浓度传感器、湿度/相对湿度传感器、体积流量传感器、质量流量传感器或流速传感器；

还具有步骤S500：通过在选定的多个独立电池单元上设定采集数据类型一致的传感器，达到在一个可视化颜色块图中显示同一种参数变化的情况；

以及、在一个独立电池单元上设置多个不同类型的传感器，在可视化的过程中，只需控制切换显示类型，即可显示出不同类型的可视化数据；

或者，通过增加图像的宽度还可以同时表达众多参量伴随时间的变化差异。

2.根据权利要求1所述的一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法，其特征还在于：所述步骤S300中，参数数据与颜色的映射关系可由人为设定。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于大功率燃料电池的数据可视化方法，其特征还在于：生成的所述可视化颜色块图中各颜色块的尺寸相同。