CN109598382B - 一种寿命预测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种寿命预测方法及装置，通过分别获得储氢设备的工作参数的第一取值和储氢设备的工作环境参数的第二取值，若储氢设备的工作参数的第一取值表明储氢设备完成一次充放气过程，确定储氢设备在工作参数下消耗一次循环寿命，基于储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命，基于当前储氢设备的循环寿命和储氢设备在工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到储氢设备剩余的循环寿命，由此可通过获得储氢设备的工作参数的第一取值和工作环境参数的第二取值，预测储氢设备剩余的循环寿命，从而可根据剩余的循环寿命对储氢设备进行维修或者更换，提高储氢设备的安全性。

Description

一种寿命预测方法及装置

技术领域

本发明属于储氢设备技术领域，更具体地说，尤其涉及一种寿命预测方法及装置。

背景技术

目前储氢设备可通过加氢设备对其加注氢气，在加注过程中可通过最大加注压力和最大加注速度这两个参数进行限制，在通过最大加注压力和最大加注速度的加注过程以及放气过程中，储氢设备的温度和压力会发生变化，在温度和/或压力的变化超过预设要求，如当前储氢设备的压力值大于预设压力值，说明当前储氢设备存在超压情况，此时可以进行报警提醒，但是目前对于储氢设备来说仅能够通过监控压力和温度进行报警。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种寿命预测方法及装置，用于预测储氢设备的循环寿命。技术方案如下：

本发明提供一种寿命预测方法，所述方法包括：

获取储氢设备的工作参数的第一取值；

获取所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，所述工作环境参数是所述储氢设备当前所处环境的参数；

若所述储氢设备的工作参数的第一取值表明所述储氢设备完成一次充放气过程，确定所述储氢设备在所述工作参数下消耗一次循环寿命；

基于所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命；

基于当前所述储氢设备的循环寿命和所述储氢设备在所述工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到所述储氢设备剩余的循环寿命。

优选的，所述方法还包括：

从所述储氢设备的工作环境参数的第二取值中，提取与所述储氢设备中的第一部件相关的参数的第二取值；

基于所述第一部件相关的参数的第二取值，确定所述第一部件当前消耗的寿命；

基于当前所述第一部件的寿命和所述第一部件当前消耗的寿命，得到所述第一部件剩余的寿命。

优选的，所述方法还包括：当所述第一部件剩余的寿命小于预设寿命时进行报警；

和/或

当所述第一部件相关的参数的第二取值大于最大允许值时进行报警。

优选的，所述储氢设备的工作环境参数包括多个环境参数，其中多个环境参数中任一环境参数的第二取值包括：该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值；

所述基于所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命包括：

对所述工作环境参数的任一环境参数：基于该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命；

将所述储氢设备在每个环境参数下消耗的循环寿命加和，得到所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命。

优选的，所述对所述工作环境参数的任一环境参数：基于该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命包括：

将该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值作为预先构建的寿命预测模型的输入，得到所述寿命预测模型输出的储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，其中所述寿命预测模型是基于该环境参数的历史工作时间段、在历史工作时间段的参数值和在历史工作时间段消耗的循环寿命训练得到；

或

对该环境参数的至少一个工作时间段的任一工作时间段：基于该工作时间段的参数值，确定该工作时间段对应的循环寿命，其中该工作时间段对应的循环寿命是在该工作时间段的参数值下试验得到的所述储氢设备的最大循环寿命；

基于每个工作时间段对应的循环寿命和每个工作时间段，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命。

优选的，所述基于每个工作时间段对应的循环寿命和每个工作时间段，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命包括：

基于公式

得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，其中t_j为第i个环境参数的第j个工作时间段的工作时间，N_j为第i个环境参数的第j个工作时间段对应的循环寿命，A_j为储氢设备在第i个环境参数下消耗的循环寿命。

本发明还提供一种寿命预测装置，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取储氢设备的工作参数的第一取值；

第二获取模块，用于获取所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，所述工作环境参数是所述储氢设备当前所处环境的参数；

第一寿命消耗确定模块，用于若所述储氢设备的工作参数的第一取值表明所述储氢设备完成一次充放气过程，确定所述储氢设备在所述工作参数下消耗一次循环寿命；

第二寿命消耗确定模块，用于基于所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命；

寿命预测模块，用于基于当前所述储氢设备的循环寿命和所述储氢设备在所述工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到所述储氢设备剩余的循环寿命。

优选的，所述装置还包括：提取模块、部件寿命消耗确定模块和部件寿命预测模块；

所述提取模块，用于从所述储氢设备的工作环境参数的第二取值中，提取与所述储氢设备中的第一部件相关的参数的第二取值；

所述部件寿命消耗确定模块，用于基于所述第一部件相关的参数的第二取值，确定所述第一部件当前消耗的寿命；

所述部件寿命预测模块，用于基于当前所述第一部件的寿命和所述第一部件当前消耗的寿命，得到所述第一部件剩余的寿命。

优选的，所述装置还包括：

报警模块；用于当所述第一部件剩余的寿命小于预设寿命时进行报警，和/或当所述第一部件相关的参数的第二取值大于最大允许值时进行报警。

优选的，所述储氢设备的工作环境参数包括多个环境参数，其中多个环境参数中任一环境参数的第二取值包括：该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值；

所述第二寿命消耗确定模块包括：

寿命消耗确定单元，用于对所述工作环境参数的任一环境参数：基于该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命；

加和单元，用于将所述储氢设备在每个环境参数下消耗的循环寿命加和，得到所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命。

优选的，所述寿命消耗确定单元，用于将该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值作为预先构建的寿命预测模型的输入，得到所述寿命预测模型输出的储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，其中所述寿命预测模型是基于该环境参数的历史工作时间段、在历史工作时间段的参数值和在历史工作时间段消耗的循环寿命训练得到；

或

所述寿命消耗确定单元，用于对该环境参数的至少一个工作时间段的任一工作时间段：基于该工作时间段的参数值，确定该工作时间段对应的循环寿命，其中该工作时间段对应的循环寿命是在该工作时间段的参数值下试验得到的所述储氢设备的最大循环寿命，并基于每个工作时间段对应的循环寿命和每个工作时间段，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命。

优选的，所述寿命消耗确定单元，具体用于基于公式

得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，其中t_j为第i个环境参数的第j个工作时间段的工作时间，N_j为第i个环境参数的第j个工作时间段对应的循环寿命，A_j为储氢设备在第i个环境参数下消耗的循环寿命。

本发明还提供一种寿命预测设备，所述设备包括：

多个采集器，用于获取储氢设备的工作参数的第一取值，并获取所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，所述工作环境参数是所述储氢设备当前所处环境的参数；

控制器，用于若所述储氢设备的工作参数的第一取值表明所述储氢设备完成一次充放气过程，确定所述储氢设备在所述工作参数下消耗一次循环寿命，并基于所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命，并基于当前所述储氢设备的循环寿命和所述储氢设备在所述工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到所述储氢设备剩余的循环寿命。

从上述技术方案可知，通过分别获得储氢设备的工作参数的第一取值和储氢设备的工作环境参数的第二取值，若储氢设备的工作参数的第一取值表明储氢设备完成一次充放气过程，确定储氢设备在工作参数下消耗一次循环寿命，基于储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命，基于当前储氢设备的循环寿命和储氢设备在工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到储氢设备剩余的循环寿命，由此实现通过获得储氢设备的工作参数的第一取值和工作环境参数的第二取值，预测储氢设备剩余的循环寿命，从而可根据剩余寿命对储氢设备进行维修或者更换，提高储氢设备的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明实施例提供的一种寿命预测方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种寿命预测方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种寿命预测装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种寿命预测装置的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种寿命预测设备中各部件工作的一种示意图；

图6是本发明实施例提供的一种寿命预测设备中各部件工作的另一种示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的一种寿命预测方法的流程图，用于通过工作参数和工作环境参数预测储氢设备所剩寿命，具体的，图1所示寿命预测方法可以包括以下步骤：

S101：获取储氢设备的工作参数的第一取值，可以理解为：工作参数为储氢设备在某种工作状态下，能够表示储氢设备工作情况的参数，比如储氢设备的工作状态有加注状态和放气状态两种，在加注状态下，工作参数可以是但不限于包括：加注压力和加注速度。在放气状态下，工作参数可以是但不限于包括：放气压力和放气速度。下面以加注状态为例，对加注状态下加注压力和加注速度各自的第一取值的获得过程进行说明，对于放气状态下工作参数的第一取值的获取与加注状态类似，可参阅下述加注状态的说明：

在本实施例中，获得加注压力和加注速度各自的第一取值的一种可行方式是：在储氢设备的加注口设置压力传感器和速度传感器，通过压力传感器采集加注压力的第一取值(即当前加注采用的压力值)，通过速度传感器采集加注速度的第一取值(即当前加注采用的速度值)；获得加注压力和加注速度各自的第一取值的另一种可行方式是：采集储氢设备的内部温度和储氢设备的内部压力，例如储氢设备为储氢瓶时，采集储氢瓶的瓶内温度和瓶内压力，基于内部温度和内部压力，并结合预先得到的加注运算方式得到加注压力和加注速度各自的第一取值。

例如预先得到的加注运算方式可以是但不限于是：基于已知的内部温度和内部压力，通过多次试验得到的内部温度、内部压力、加注压力和加注流量之间关系的加注运算方式，如加注运算方式可以是基于内部温度和内部压力得到的与加注压力和加注流量之间关系的加注曲线图，这样在采集到储氢设备当前的内部温度和内部压力的情况下，就可以从加注曲线图中寻找到与当前的内部温度和内部压力对应的加注压力和加注流量各自的第一取值，进而通过加注流量的第一取值和储氢设备容量，计算得到加注速度的第一取值，其中加注流量是储氢设备在进行加注过程中，可以是但不限于向储氢设备每秒注入的体积，假设储氢设备容量为1，加注流量为1/10，则加注速度为1/10。

此外预先得到的加注运算方式除上述加注曲线图之外还可以是运算模型和运算公式等，如通过已知的内部温度和内部压力，通过多次试验得到的内部温度、内部压力、加注压力和加注流量之间关系的一个机器模型或计算公式，这样可以将储氢设备当前的内部温度和内部压力作为机器模型或计算公式的输入，得到输出的加注压力和加注流量各自的第一取值，进而通过加注流量的第一取值和储氢设备容量，计算得到加注速度的第一取值。

S102：获取储氢设备的工作环境参数的第二取值，其中工作环境参数是储氢设备当前所处环境的参数，也就是说储氢设备在不同的工作环境下，工作环境参数的第二取值可能会不同，比如储氢设备的工作环境参数可以是但不限于包括：振动和环境温度，振动指的是储氢设备自身的振动，这两个工作环境参数的第二取值在不同的工作环境下可能会不同。对于储氢设备的工作环境参数的第二取值可以通过传感器等方式获得，如对于振动和环境温度这两个工作环境参数可通过振动传感器和温度传感器采集得到，或者通过其他方式，如通过热感探测仪获得环境温度的第二取值，对此本实施例不再一一阐述获取工作环境参数的第二取值的各种方式。

S103：若储氢设备的工作参数的第一取值表明储氢设备完成一次充放气过程，确定储氢设备在工作参数下消耗一次循环寿命，其中循环寿命指按规定使储氢设备满容量或规定的部分量程偏移而不改变其性能的最多循环次数。可以理解为：在储氢设备出厂时设置的循环寿命为最大的循环寿命，在本实施例中通过预测储氢设备剩余的循环寿命来决定对储氢设备的维修或更换，对储氢设备的循环寿命的影响有充放气过程和环境因素，其中当储氢设备完成一次充放气过程，视为消耗一次循环寿命，即A_工作＝1，A_工作表示一次充放气过程消耗的循环寿命。

在本实施例中确定储氢设备是否完成一次充放气过程的方式有但不限于：当检测到加注口持续存在加注压力和加注速度，且储氢设备的内部压力达到第一阈值说明完成一次充气，当检测到放气口持续存在放气压力和放气速度，且储氢设备的内部压力小于第二阈值说明完整一次放气，对于第一阈值和第二阈值的取值本实施例不进行限制，且第一阈值大于第二阈值。

又或者，储氢设备在经历一次充气和放气其中之一势必会经历另一个过程，为此本实施例通过在判断储氢设备完成一次充气或放气则可以视为是完成一次充放气过程，以判断储氢设备是否完成一次充气过程为例。如判断储氢设备完成一次充气的过程是：在充气过程中检测储氢设备的内部压力值是否顺次出现预先设置的多个压力值，若检测到依次出现预先设置的多个压力值，则视为完成一次充气过程，其中预先设置的多个压力值是通过历史充气过程得到的充气特性曲线中选取的多个压力值，这多个压力值之间的差值可以相同或不同，如储氢设备需要从2mpa(兆帕)充至35mpa，则预先设置的多个压力值依次是：5mpa、10mpa、15mpa、20mpa、25mpa、30mpa和35mpa，保证检测点均匀能够满足工况监控，当顺次出现这些数据的时候，就认为完成一次充气过程。

S104：基于储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命。可以理解为：在不同的环境下，储氢设备的工作环境参数的第二取值不同，即储氢设备在该工作环境参数指示环境下消耗的循环寿命不同。

在本实施例中，储氢设备的工作环境参数包括多个环境参数，其中多个环境参数中任一环境参数的第二取值包括：该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，也就是说，第二取值包括储氢设备在某一个环境下的时间和该环境的参数值，比如储氢设备在温度为25度下工作15分钟。

相对应的基于储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命的一种可行方式是：对工作环境参数的任一环境参数：基于该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，得到储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命；将储氢设备在每个环境参数下消耗的循环寿命加和，得到储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命。

即先确定工作环境参数的每种环境参数下消耗的循环寿命，然后将这些循环寿命加和，就可以得到在此工作环境参数下消耗的循环寿命。其中确定每种环境参数下消耗的循环寿命的方式有但不限于如下方式：

一种方式：对任一环境参数：将该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值作为预先构建的寿命预测模型的输入，得到寿命预测模型输出的储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命。

其中寿命预测模型是基于该环境参数的历史工作时间段、在历史工作时间段的参数值和在历史工作时间段消耗的循环寿命训练得到。例如将历史工作时间段和工作时间段下的参数值作为寿命预测模型的输入，以在该历史工作时间段消耗的循环寿作为寿命预设模型的输出，通过代码训练得到一个机器模型，该机器模型则是用于预测该环境参数下消耗的循环寿命的寿命预测模型。

在需要预测一个储氢设备在某种环境参数下消耗的循环寿命，则可以将该环境参数的所有工作时间段和在每个工作时间段的参数值输入至寿命预测模型，寿命预测模型根据输入的工作时间段和参数值得到对应的消耗的循环寿命并将该循环寿命输出，该寿命预测模型是一个直接预测出该环境参数下消耗的循环寿命。当然在实际应用时还可以为每个参数值分别训练一个寿命预测模型，在得到每个参数值对应的寿命预测模型输出的该参数值下消耗的循环寿命之后，将每个参数值下消耗的循环寿命相加得到该环境参数下消耗的循环寿命。

另一种方式：对任一环境参数：对该环境参数的至少一个工作时间段的任一工作时间段：基于该工作时间段的参数值，确定该工作时间段对应的循环寿命，基于每个工作时间段对应的循环寿命和每个工作时间段，得到储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命。

其中该工作时间段对应的循环寿命是在该工作时间段的参数值下试验得到的储氢设备的最大循环寿命，即每个参数值对应有一个通过多次试验得到的在该参数值下储氢设备的最大循环寿命。因为每个参数值对应一个循环寿命，所以在计算储氢设备在某个工作时间段下消耗的循环寿命之前，首先需要确定该工作时间段基于的循环寿命，即该工作时间段的参数值对应的循环寿命。

例如预先通过多次试验得到某个环境参数的参数值有T1和T2，在T1下的最大循环寿命是N1，在T2下的最大循环寿命是T2。在预测储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命时，T1的工作时间段为B1至B2，T2的工作时间段为B3至B4，则在计算时B1至B2需要基于N1，B3至B4需要基于N2。

由此基于每个工作时间段对应的循环寿命和每个工作时间段，得到储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命一种可行方式是：基于公式

得到储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，其中t_j为第i个环境参数的第j个工作时间段的工作时间，N_j为第i个环境参数的第j个工作时间段对应的循环寿命，A_j为储氢设备在第i个环境参数下消耗的循环寿命。

以工作环境参数可以包括但不限于包括：振动和环境温度为例，结合

来说明在工作环境参数下消耗的循环寿命。例如工作环境参数中的振动以振动幅度为例，在振动幅度下消耗的循环寿命为

t_j为振动幅度这一环境参数的第j个工作时间段的工作时间，N_j为振动幅度这一环境参数的第j个工作时间段对应的循环寿命，且n的取值为3，在环境温度下消耗的循环寿命为

t_j为环境温度这一环境参数的第j个工作时间段的工作时间，N_j为环境温度这一环境参数的第j个工作时间段对应的循环寿命，且n的取值为4，则工作环境参数下消耗的循环寿命A_i＝A1+A2。

需要说明的是，工作环境参数不限于上述振动和环境温度，对于其他环境参数下消耗的循环寿命的算法与上述算法一致，在此不作阐述。

S105：基于当前储氢设备的循环寿命和储氢设备在工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到储氢设备剩余的循环寿命。

其中当前储氢设备的循环寿命为出厂设置的最大的循环寿命与在本次消耗之前储氢设备已经消耗的循环寿命的差值，即储氢设备在本次消耗之前还能再使用的寿命。对于本次之前每次消耗的循环寿命可以参见上述步骤S103和步骤S104，在此不在阐述。例如本次消耗是第i+1次消耗，则当前储氢设备的循环寿命是A_p＝B-(C₁+C₂+…+C_i)，B为出厂设置的最大的循环寿命，C₁至C_i分别是每次第1次至第i次消耗的循环寿命，相对应的储氢设备的剩余寿命可以基于下述公式得到，如：

其中，A_L是储氢设备剩余的循环寿命，A_p为当前储氢设备的循环寿命，A_j为储氢设备在工作参数下的消耗循环寿命，A_i为储氢设备在工作环境参数下的消耗循环寿命，n取值与工作环境参数的个数有关。

从上述技术方案可知，通过分别获得储氢设备的工作参数的第一取值和储氢设备的工作环境参数的第二取值，若储氢设备的工作参数的第一取值表明储氢设备完成一次充放气过程，确定储氢设备在工作参数下消耗一次循环寿命，基于储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命，基于当前储氢设备的循环寿命和储氢设备在工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到储氢设备剩余的循环寿命，由此实现通过获得储氢设备的工作参数的第一取值和工作环境参数的第二取值，预测储氢设备剩余的循环寿命，从而可根据剩余的循环寿命对储氢设备进行维修或者更换，提高了储氢设备的安全性。

在这里需要说明的一点是：在使用储氢设备过程中，除储氢设备的循环寿命需要预测之外，与储氢设备相关的第一部件的寿命也可以预测，以对储氢设备相关的部件进行维修或更换，如在将储氢设备安装在车辆上时，需要对安装储氢设备的第一部件的寿命进行预测，如阀体和/螺栓的寿命进行预测。

在某些情况下，第一部件的寿命可以和储氢设备的寿命相同，且每次消耗的寿命也相同，在此情况下可以直接将储氢设备剩余的循环寿命视为是第一部件剩余的寿命，当然还可能存在不同情况，如第一部件不受储氢设备的充放气的影响以及影响第一部件的寿命的工作环境参数不同，为此本实施例提供了另一种寿命预测方法的流程图，用于预测储氢设备的第一部件剩余的寿命，该寿命预测方法在图1基础上可以包括以下步骤：

S106：从储氢设备的工作环境参数的第二取值中，提取与储氢设备中的第一部件相关的参数的第二取值，所谓与第一部件相关的参数是会影响第一部件的寿命的参数，如第一部件为阀体时，会影响阀体的寿命的参数有振动，则可以从工作环境参数的第二取值中提取出与振动这一参数对应的第二取值。

S107：基于第一部件相关的参数的第二取值，确定第一部件当前消耗的寿命；也就是说，第一部件的寿命与第一部件的相关的参数的第二取值有关，但与第一部件不相关的参数的第二取值无关。其中确定第一部件当前消耗的寿命与上述步骤S104执行过程和原理相同，在此不再赘述。

S108：基于当前第一部件的寿命和第一部件当前消耗的寿命，得到第一部件剩余的寿命。其中当前第一部件的寿命为出厂设置的最大寿命与在本次消耗之前第一部件已经消耗的循环寿命的差值。例如本次消耗是第i+1次消耗，则当前第一部件的寿命是A_e＝X-(Y₁+Y₂+…+Y_i)，X为出厂设置的最大寿命，Y₁至Y_i分别是每次第1次至第i次消耗的寿命，相对应的剩余的寿命可以参见如下公式得到：

其中，A_Y是第一部件剩余的寿命，A_e为当前第一部件的寿命，A_R为第一部件在第R个参数下消耗的寿命，Q取值与第一部件相关参数的个数有关。

从上述技术方案可知，通过从储氢设备的工作环境参数的第二取值中，提取与储氢设备中的第一部件相关的参数的第二取值，基于第一部件相关的参数的第二取值，确定第一部件当前消耗的寿命，基于当前第一部件的寿命和第一部件当前消耗的寿命，得到第一部件剩余的寿命，实现对第一部件剩余的寿命的预测和监控，这样可以对第一部件进行维修或更换，从而降低用户在使用储氢设备时，因第一部件超负荷而产生的不安全事件的概率。

此外，为了降低因第一部件超负荷而产生的不安全事件的概率，本实施例还可以通过报警方式进行预警，如当第一部件剩余的寿命小于预设寿命时进行报警；和/或当第一部件相关的参数的第二取值大于最大允许值时进行报警。例如第一部件是一个受到振动影响的部件，则最大允许值可以是第一部件的最大振动幅度值，其中预设寿命和最大允许值可以根据实际应用而定，对此本实施例不在阐述。

而报警方式可以是声音报警、显示报警等方式中的至少一种，以通过报警方式来提醒，实现对第一部件的安全性能的监控，从而降低因第一部件超负荷而产生的不安全事件的概率。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种寿命预测装置，其结构示意图如图3所示，可以包括：第一获取模块11、第二获取模块12、第一寿命消耗确定模块13、第二寿命消耗确定模块14和寿命预测模块15。

第一获取模块11，用于获取储氢设备的工作参数的第一取值；可以理解为：工作参数为储氢设备在某种工作状态下，能够表示储氢设备工作情况的参数，比如储氢设备的工作状态有加注状态和放气状态两种，在加注状态下，工作参数可以是但不限于包括：加注压力和加注速度。在放气状态下，工作参数可以是但不限于包括：放气压力和放气速度，对于第一获取模块11获取这些工作参数的第一取值的过程可参阅方法实施例中的相关说明，对此本实施例不再阐述。

第二获取模块12，用于获取储氢设备的工作环境参数的第二取值，其中工作环境参数是储氢设备当前所处环境的参数，也就是说储氢设备在不同的工作环境下，工作环境参数的第二取值可能会不同，比如储氢设备的工作环境参数可以是但不限于包括：振动和环境温度，振动指的是储氢设备自身的振动，这两个工作环境参数的第二取值在不同的工作环境下可能会不同。对于储氢设备的工作环境参数的第二取值可以通过传感器等方式获得，具体请参阅方法实施例中的相关说明，对此本实施例不再阐述。

第一寿命消耗确定模块13，用于若储氢设备的工作参数的第一取值表明储氢设备完成一次充放气过程，确定储氢设备在工作参数下消耗一次循环寿命；其中循环寿命指按规定使储氢设备满容量或规定的部分量程偏移而不改变其性能的最多循环次数。可以理解为：在储氢设备出厂时设置的循环寿命为最大的循环寿命，在本实施例中通过预测储氢设备剩余的循环寿命来决定对储氢设备的维修或更换，对储氢设备的循环寿命的影响有充放气过程和环境因素，其中当储氢设备完成一次充放气过程，视为消耗一次循环寿命，即A_工作＝1，A_工作表示一次充放气过程消耗的循环寿命。确定储氢设备是否完成一次充放气过程的方式请参阅方法实施例中的相关说明，对此本实施例不再阐述。

第二寿命消耗确定模块14，用于基于储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命。可以理解为：在不同的环境下，储氢设备的工作环境参数的第二取值不同，即储氢设备在该工作环境参数指示环境下消耗的循环寿命不同。

在本实施例中，储氢设备的工作环境参数包括多个环境参数，其中多个环境参数中任一环境参数的第二取值包括：该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，也就是说，第二取值包括储氢设备在某一个环境下的时间和该环境的参数值，比如储氢设备在温度为25度下工作15分钟。

在本实施例中，第二寿命消耗确定模块14包括：寿命消耗确定单元和加和单元。其中寿命消耗确定单元，用于对工作环境参数的任一环境参数：基于该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，得到储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命；加和单元，用于将储氢设备在每个环境参数下消耗的循环寿命加和，得到储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命。

具体的，寿命消耗确定单元确定储氢设备在任一环境参数下消耗的循环寿命的方式有：一种方式：将该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值作为预先构建的寿命预测模型的输入，得到寿命预测模型输出的储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，其中寿命预测模型是基于该环境参数的历史工作时间段、在历史工作时间段的参数值和在历史工作时间段消耗的循环寿命训练得到。

另一种方式：对该环境参数的至少一个工作时间段的任一工作时间段：基于该工作时间段的参数值，确定该工作时间段对应的循环寿命，其中该工作时间段对应的循环寿命是在该工作时间段的参数值下试验得到的储氢设备的最大循环寿命，并基于每个工作时间段对应的循环寿命和每个工作时间段，得到储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，如基于公式

得到储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命。

其中t_j为第i个环境参数的第j个工作时间段的工作时间，N_j为第i个环境参数的第j个工作时间段对应的循环寿命，A_j为储氢设备在第i个环境参数下消耗的循环寿命。

对于上述两种确定在任一环境参数下消耗的循环寿命，其具体说明请参阅方法实施例，对此本实施例不再阐述。

寿命预测模块15，用于基于当前储氢设备的循环寿命和储氢设备在工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到储氢设备剩余的循环寿命。

其中当前储氢设备的循环寿命为出厂设置的最大的循环寿命与在本次消耗之前储氢设备已经消耗的循环寿命的差值，即储氢设备在本次消耗之前还能再使用的寿命。对于本次之前每次消耗的循环寿命可以参见上述方法实施例中的相关说明，在此不在阐述。例如本次消耗是第i+1次消耗，则当前储氢设备的循环寿命是A_p＝B-(C₁+C₂+…+C_i)，B为出厂设置的最大的循环寿命，C₁至C_i分别是每次第1次至第i次消耗的循环寿命，相对应的储氢设备的剩余寿命可以基于下述公式得到，如：

其中，A_L是储氢设备剩余的循环寿命，A_p为当前储氢设备的循环寿命，A_j为储氢设备在工作参数下的消耗循环寿命，A_i为储氢设备在工作环境参数下的消耗循环寿命，n取值与工作环境参数的个数有关。

从上述技术方案可知，通过分别获得储氢设备的工作参数的第一取值和储氢设备的工作环境参数的第二取值，若储氢设备的工作参数的第一取值表明储氢设备完成一次充放气过程，确定储氢设备在工作参数下消耗一次循环寿命，基于储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命，基于当前储氢设备的循环寿命和储氢设备在工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到储氢设备剩余的循环寿命，由此实现通过获得储氢设备的工作参数的第一取值和工作环境参数的第二取值，预测储氢设备剩余的循环寿命，从而可根据剩余的循环寿命对储氢设备进行维修或者更换，提高了储氢设备的安全性。

在这里需要说明的一点是：在使用储氢设备过程中，除储氢设备的循环寿命需要预测之外，与储氢设备相关的第一部件的寿命也可以预测，以对储氢设备相关的部件进行维修或更换，如在将储氢设备安装在车辆上时，需要对安装储氢设备的第一部件的寿命进行预测，如阀体和/螺栓的寿命进行预测。

在某些情况下，第一部件的寿命可以和储氢设备的寿命相同，且每次消耗的寿命也相同，在此情况下可以直接将储氢设备剩余的循环寿命视为是第一部件剩余的寿命，当然还可能存在不同情况，如第一部件不受储氢设备的充放气的影响以及影响第一部件的寿命的工作环境参数不同，为此本实施例提供了另一种寿命预测装置的结构示意图，用于预测储氢设备的第一部件剩余的寿命，该寿命预测装置在图3基础上可以包括提取模块16、部件寿命消耗确定模块17和部件寿命预测模块18。

提取模块16，用于从储氢设备的工作环境参数的第二取值中，提取与储氢设备中的第一部件相关的参数的第二取值，所谓与第一部件相关的参数是会影响第一部件的寿命的参数，如第一部件为阀体时，会影响阀体的寿命的参数有振动，则可以从工作环境参数的第二取值中提取出与振动这一参数对应的第二取值。

部件寿命消耗确定模块17，用于基于第一部件相关的参数的第二取值，确定第一部件当前消耗的寿命；也就是说，第一部件的寿命与第一部件的相关的参数的第二取值有关，但与第一部件不相关的参数的第二取值无关。其中确定第一部件当前消耗的寿命与第二寿命消耗确定模块14的执行过程和原理相同，在此不再赘述。

部件寿命预测模块18，用于基于当前第一部件的寿命和第一部件当前消耗的寿命，得到第一部件剩余的寿命。

其中当前第一部件的寿命为出厂设置的最大寿命与在本次消耗之前第一部件已经消耗的循环寿命的差值。例如本次消耗是第i+1次消耗，则当前第一部件的寿命是A_e＝X-(Y₁+Y₂+…+Y_i)，X为出厂设置的最大寿命，Y₁至Y_i分别是每次第1次至第i次消耗的寿命，相对应的剩余的寿命可以参见如下公式得到：

其中，A_Y是第一部件剩余的寿命，A_e为当前第一部件的寿命，A_R为第一部件在第R个参数下消耗的寿命，Q取值与第一部件相关参数的个数有关。

从上述技术方案可知，通过从储氢设备的工作环境参数的第二取值中，提取与储氢设备中的第一部件相关的参数的第二取值，基于第一部件相关的参数的第二取值，确定第一部件当前消耗的寿命，基于当前第一部件的寿命和第一部件当前消耗的寿命，得到第一部件剩余的寿命，实现对第一部件剩余的寿命的预测和监控，这样可以对第一部件进行维修或更换，从而降低用户在使用储氢设备时，因第一部件超负荷而产生的不安全事件的概率。

此外，为了降低因第一部件超负荷而产生的不安全事件的概率，本实施例还可以通过报警模块进行预警，如当第一部件剩余的寿命小于预设寿命时进行报警；和/或当第一部件相关的参数的第二取值大于最大允许值时进行报警。例如第一部件是一个受到振动影响的部件，则最大允许值可以是第一部件的最大振动幅度值，其中预设寿命和最大允许值可以根据实际应用而定，对此本实施例不在阐述。

而报警模块的报警方式可以是声音报警、显示报警等方式中的至少一种，以通过报警方式来提醒，实现对第一部件的安全性能的监控，从而降低因第一部件超负荷而产生的不安全事件的概率。

与上述方法实施例相对应，本发明实施例还提供一种寿命预测设备，用于通过工作参数和工作环境参数预测储氢设备所剩寿命，其中该设备可以包括：多个采集器和控制器。

多个采集器，用于获取储氢设备的工作参数的第一取值，并获取储氢设备的工作环境参数的第二取值，工作环境参数是储氢设备当前所处环境的参数。

其中采集器可以是但不限于传感器，传感器包括：压力传感器、温度传感器、速度传感器和振动传感器，例如通过压力传感器采集加注压力和放气压力，通过速度传感器采集加注速度和放气速度，通过温度传感器采集温度，通过振动传感采集振动，具体可参阅方法实施例中的相关说明，对此本实施例不在阐述。

控制器，用于若储氢设备的工作参数的第一取值表明储氢设备完成一次充放气过程，确定储氢设备在工作参数下消耗一次循环寿命，并基于储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定储氢设备在工作环境参数下消耗的循环寿命，并基于当前储氢设备的循环寿命和储氢设备在工作参数和工作环境参数下消耗的循环寿命，得到储氢设备剩余的循环寿命。

为了便于理解，下面结合附图进行说明，请参阅图5，通过采集器获得储氢设备当前的内部温度和内部压力，并基于当前的内部温度、内部压力和预先得到的加注曲线图得到当前加注需要采用的加注压力和加注流量。通过采集器获得储氢设备当前采用的加注压力和加注流量，并基于采集到的加注压力和加注流量以及基于内部温度和内部压力得到的加注压力和加注流量，控制器确定是否完成一次充放气过程，如果完成则确定消耗一次循环寿命(即在工作参数下消耗的循环寿命)。

通过采集器获得储氢设备当前的振动和当前所处环境的温度，控制器基于当前的振动和当前所处环境的温度，确定储氢设备在当前的振动和当前所处环境的温度下消耗的循环寿命(即在工作环境参数下消耗的循环寿命)，然后控制器基于储氢设备的循环寿命和确定出的消耗的循环寿命，得到剩余循环寿命，其中储氢设备的循环寿命可以是出厂设置的最大循环寿命，那么剩余循环寿命是将最大循环寿命与本次及本次之前确定出的消耗的循环寿命总和相减得到，若储氢设备的循环寿命是本次之前剩余的循环寿命，那么经过本次消耗之后剩余循环寿命是将本次之前剩余的循环寿命与本次确定出的消耗的循环寿命相减得到。

在本实施例中，通过采集器采集到储氢设备的振动的情况下，控制器还可以基于储氢设备的振动预测出与振动相关的第一部件剩余的寿命，具体请参见方法实施例中的相关说明，并且控制器还可以基于储氢设备的振动与预先得到的第一部件故障曲线进行报警，如图6所示，其中第一部件故障曲线可以是与第一部件剩余的寿命相关的曲线或者是与第一部件能够承受的振动相关的曲线，具体本实施例不再详述，在图6中循环寿命预测是指控制器对储氢设备剩余的循环寿命的预测，具体过程请参阅上述说明。

此外，本发明实施例还可以提供一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序代码，该计算机程序代码执行时实现上述寿命预测方法。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取储氢设备的工作参数的第一取值；

获取所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，所述工作环境参数是所述储氢设备当前所处环境的参数；

若所述储氢设备的工作参数的第一取值表明所述储氢设备完成一次充放气过程，确定所述储氢设备在所述工作参数下消耗一次循环寿命；

基于所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命；

基于

计算储氢设备剩余的循环寿命；其中，A_L是储氢设备剩余的循环寿命，A_p为当前储氢设备的循环寿命，A_j为储氢设备在工作参数下的消耗循环寿命，A_i为储氢设备在工作环境参数下的消耗循环寿命，n取值为工作环境参数的个数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

从所述储氢设备的工作环境参数的第二取值中，提取与所述储氢设备中的第一部件相关的参数的第二取值；

基于所述第一部件相关的参数的第二取值，确定所述第一部件当前消耗的寿命；

基于当前所述第一部件的寿命和所述第一部件当前消耗的寿命，得到所述第一部件剩余的寿命。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述第一部件剩余的寿命小于预设寿命时进行报警；

和/或

当所述第一部件相关的参数的第二取值大于最大允许值时进行报警。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述储氢设备的工作环境参数包括多个环境参数，其中多个环境参数中任一环境参数的第二取值包括：该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值；

所述基于所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命包括：

对所述工作环境参数的任一环境参数：基于该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命；

将所述储氢设备在每个环境参数下消耗的循环寿命加和，得到所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述工作环境参数的任一环境参数：基于该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命包括：

将该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值作为预先构建的寿命预测模型的输入，得到所述寿命预测模型输出的储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，其中所述寿命预测模型是基于该环境参数的历史工作时间段、在历史工作时间段的参数值和在历史工作时间段消耗的循环寿命训练得到；

或

对该环境参数的至少一个工作时间段的任一工作时间段：基于该工作时间段的参数值，确定该工作时间段对应的循环寿命，其中该工作时间段对应的循环寿命是在该工作时间段的参数值下试验得到的所述储氢设备的最大循环寿命；

基于每个工作时间段对应的循环寿命和每个工作时间段，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于每个工作时间段对应的循环寿命和每个工作时间段，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命包括：

基于公式

得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命，其中t_j为第i个环境参数的第j个工作时间段的工作时间，N_j为第i个环境参数的第j个工作时间段对应的循环寿命，A_i为储氢设备在第i个环境参数下消耗的循环寿命。

7.一种寿命预测装置，特征在于，所述装置包括：

第一获取模块，用于获取储氢设备的工作参数的第一取值；

第二获取模块，用于获取所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，所述工作环境参数是所述储氢设备当前所处环境的参数；

第一寿命消耗确定模块，用于若所述储氢设备的工作参数的第一取值表明所述储氢设备完成一次充放气过程，确定所述储氢设备在所述工作参数下消耗一次循环寿命；

第二寿命消耗确定模块，用于基于所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命；

寿命预测模块，用于基于

计算储氢设备剩余的循环寿命；其中，A_L是储氢设备剩余的循环寿命，A_p为当前储氢设备的循环寿命，A_j为储氢设备在工作参数下的消耗循环寿命，A_i为储氢设备在工作环境参数下的消耗循环寿命，n取值为工作环境参数的个数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：提取模块、部件寿命消耗确定模块和部件寿命预测模块；

所述提取模块，用于从所述储氢设备的工作环境参数的第二取值中，提取与所述储氢设备中的第一部件相关的参数的第二取值；

所述部件寿命消耗确定模块，用于基于所述第一部件相关的参数的第二取值，确定所述第一部件当前消耗的寿命；

所述部件寿命预测模块，用于基于当前所述第一部件的寿命和所述第一部件当前消耗的寿命，得到所述第一部件剩余的寿命。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述储氢设备的工作环境参数包括多个环境参数，其中多个环境参数中任一环境参数的第二取值包括：该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值；

所述第二寿命消耗确定模块包括：

寿命消耗确定单元，用于对所述工作环境参数的任一环境参数：基于该环境参数的至少一个工作时间段和在该工作时间段的参数值，得到所述储氢设备在该环境参数下消耗的循环寿命；

加和单元，用于将所述储氢设备在每个环境参数下消耗的循环寿命加和，得到所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命。

10.一种寿命预测设备，其特征在于，所述设备包括：

多个采集器，用于获取储氢设备的工作参数的第一取值，并获取所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，所述工作环境参数是所述储氢设备当前所处环境的参数；

控制器，用于若所述储氢设备的工作参数的第一取值表明所述储氢设备完成一次充放气过程，确定所述储氢设备在所述工作参数下消耗一次循环寿命，并基于所述储氢设备的工作环境参数的第二取值，确定所述储氢设备在所述工作环境参数下消耗的循环寿命，并基于

计算储氢设备剩余的循环寿命；其中，A_L是储氢设备剩余的循环寿命，A_p为当前储氢设备的循环寿命，A_j为储氢设备在工作参数下的消耗循环寿命，A_i为储氢设备在工作环境参数下的消耗循环寿命，n取值为工作环境参数的个数。

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