CN109633329A - 多回路储能设备的故障检测方法、装置、终端设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多回路储能设备的故障检测方法、装置、终端设备及介质。所述方法包括：获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。利用该方法能够通过获取的多回路储能设备在充电阶段的状态参数及预存的故障数据库，确定多回路储能设备的故障信息，从而实现了对多回路储能设备的故障情况的检测，提升了用户的体验。
Description
技术领域
本发明实施例涉及故障检测技术领域，尤其涉及多回路储能设备的故障检测方法、装置、终端设备及介质。
背景技术
随着科技的发展，多回路储能设备得到了广泛的使用。多回路储能设备可以认为是有多个储能回路并联形成的储能设备。多回路储能设备在进行充电时，通过电源线路与充电桩连接。除此之外，多回路储能设备与充电桩之间还有通信线路。其中，电源线路负责传输电流，通信线路负责传输状态信息参数，基于该状态信息参数能够确定多回路储能设备的故障信息。
然而，在一些特殊的情况下，如通过授电弓充电或无线通信易受干扰的环境中，不具备通信线路或无线通信无法正常进行，从而无法对多回路储能设备的故障进行检测。
发明内容
本发明实施例提供了多回路储能设备的故障检测方法、装置、终端设备及介质，以实现对多回路储能设备故障信息的检测。
第一方面，本发明实施例提供了一种多回路储能设备的故障检测方法，包括：
获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；
根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；
根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
第二方面，本发明实施例还提供了一种多回路储能设备的故障检测装置，包括：
获取模块，用于获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；
信息确定模块，用于根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；
故障确定模块，用于根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
第三方面，本发明实施例还提供了一种终端设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例提供的多回路储能设备的故障检测方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的多回路储能设备的故障检测方法。
本发明实施例提供了多回路储能设备的故障检测方法、装置、终端设备及介质，首先获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；然后根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；最后根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。利用上述技术方案，能够在终端设备，如充电桩，没有通信线路的情况下通过获取的多回路储能设备在充电阶段的状态参数及预存的故障数据库，确定多回路储能设备的故障信息，从而实现了对多回路储能设备的故障情况的检测，提升了用户的体验，保证了对多回路储能设备的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种多回路储能设备的故障检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种多回路储能设备的故障检测方法的流程示意图；
图3为本发明实施例三提供的一种多回路储能设备的故障检测方法的流程示意图；
图4为本发明实施例四提供的一种多回路储能设备的故障检测装置的结构示意图；
图5为本发明实施例五提供的一种终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种多回路储能设备的故障检测方法的流程示意图，该方法可适用于对多回路储能设备的故障进行检测的情况，该方法可以由多回路储能设备的故障检测装置来执行，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在终端设备上，在本实施例中终端设备包括但不限于：充电桩、授电弓等充电设备。
本实施例中的多回路储能设备的故障检测方法，可以认为属于故障检测技术领域，也可以认为属于新能源储能系统，如适用大功率快速充放电设备，领域，特别适用于在多回路超级电容储能系统充电时进行故障判断。该多回路储能设备可以为多回路并联储能设备。
现有多回路储能设备在一些特殊环境下，如大功率充电环境，不具备通信线路或无线通信无法正常进行。故本实施例中多回路储能设备能够通过获取的多回路储能设备的状态参数和预存的故障数据库准确判断出多回路储能设备目前所处状态，本实施例具体是为了判断多回路储能设备内部故障回路的个数，为充电桩及时调整充电电流提供依据，保证多回路储能设备正常充电，也保证了多回路储能设备的安全性。
具体地，如图1所示，本发明实施例一提供的一种多回路储能设备的故障检测方法，包括如下步骤：
S101、获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数。
在本实施例中，多回路储能设备可以理解为具有多个(至少两个)储能回路的储能设备，如多个电池回路或多个电容回路。该多回路储能设备可以为多回路并联储能回路，各储能回路并联形成储能设备。充电阶段可以理解为终端设备为多回路储能设备充电的阶段。状态参数可以理解为终端设备监测的多回路储能设备的状态信息。状态参数可以包括充电电压、充电电流、充电时间和环境温度等。
本实施例在对多回路储能设备进行故障检测时，可以首先通过本步骤获取多回路储能设备在充电阶段的状态参数。状态参数的获取手段此处不作限定，本领域技术人员可以根据状态参数的具体内容确定具体的获取手段。
如，当状态参数为充电电流时，终端设备可以通过检测电源线路为多回路储能设备传输的电流确定充电电流。当状态参数为环境温度时，终端设备可以通过温度采集装置获取具体数值，温度采集装置包括但不限于：温度传感器。
可以理解的是，终端设备获取的状态参数是多回路储能设备充电阶段的数据。终端设备通过获取多回路储能设备在充电阶段的状态参数能够有效保证多回路储能设备的安全性。
可选的，终端设备可以获取多回路储能设备处于充电初期的状态参数，以能够从充电初期对多回路储能设备进行监测。具体地，终端设备可以在监测到充电信息时获取多回路储能设备的状态参数。充电信息可以在终端设备开始为多回路储能设备充电时触发。
可以理解的是，本步骤可以每隔预设时间获取一次状态参数，其中预设时间不作限定，如可以小于等于1s。
S102、根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息。
在本实施例中，故障信息库可以理解为预先存储的用于判断故障信息的数据库。故障数据库由不同故障信息下，测得的电压和电容量的变化数据形成。故障数据库中各电压可以以参考电压区间的形式存在。电压区间可以理解为多回路储能设备在充电阶段所处的区间，该区间以电压值表征。容量信息可以理解为多回路储能设备在充电阶段的电容量。
在获取多回路储能设备的状态参数后，本步骤可以基于状态参数和故障数据库包括的各参考电压确定多回路储能设备的电压区间和容量信息，以进一步确定多回路储能设备的故障信息。
本步骤在确定电压区间和容量信息时，可以首先基于获取的状态参数中的充电电压与各参考电压区间进行比较，以确定多回路储能设备的电压区间。具体地，如果获取的充电电压的个数为2m+1，其中，m为正整数，本步骤可以将获取的全部充电电压均与各参考电压区间进行比较，如果落入同一待选取参考电压区间的充电电压的个数大于m+1个，则可以将该待选取参考电压区间作为多回路储能设备的电压区间。待选取参考电压区间为各参考电压区间中的一个参考电压区间。
此外，本步骤也可以首先从2m+1个充电电压中选取2n+1个有效充电电压，n为正整数。然后将选取出的有效充电电压与各参考电压区间进行比较，如果落入同一待选取参考电压区间的有效充电电压的个数大于n+1个，则可以将该待选取参考电压区间作为多回路储能设备的电压区间。此处不限定选取有效充电电压的方式。
在确定电压区间后，本步骤可以基于确定出的电压区间和状态参数，结合电容的确定表达式，确定多回路储能设备的容量信息。具体地，本步骤可以结合使用的电容表达式确定如何基于电压区间和状态参数确定容量信息。如当选用微分电容表达式时，可以基于电压区间、状态参数中的充电电流、状态参数中的充电电压和状态参数中的充电时间确定容量信息。具体确定手段可以结合确定电压区间时所采用的手段确定。
示例性的，如果微分电容表达式为：
其中，I可以为状态参数中的充电电流、U1可以为选取电压区间时，与各参考电压区间进行比较的电压，如全部充电电压或有效充电电压，中位于电压区间中的最小充电电压，Um可以为选取电压区间时，与各参考电压区间进行比较的电压，如全部充电电压或有效充电电压，中位于电压区间中的最大充电电压，t1可以为最小充电电压对应的最小充电时间，tm可以为最大充电电压对应的最大充电时间，C为容量信息。
S103、根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
在本实施例中，故障数据库中可以存储有电压、电容量和故障信息的对应关系和各电压所划分的电压区间，即参考电压区间。此外，也可以将故障数据库中电压直接以电压区间的形式存储。故障信息的具体内容不作限定，可以基于多回路储能设备所包括的回路个数进行确定，如十回路的储能设备，故障信息可以为各回路均正常、1个回路故障、2个回路故障、3个回路故障、4个回路故障和5个回路故障。基于安全性考虑，故障回路的总数不超过总回路数的一半。
在确定出多回路储能设备的电压区间和容量信息后，本步骤可以基于电压区间和容量信息查找故障数据库，以确定多回路储能设备的故障信息。此处不对查找手段进行限定，可以先确定对应的电压区间，再在确定出的电压区间中选取对应的容量信息，以确定故障信息。
本发明实施例一提供的一种多回路储能设备的故障检测方法，首先获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；然后根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；最终根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。利用上述方法能够在终端设备，如充电桩，没有通信线路的情况下通过获取的多回路储能设备在充电阶段的状态参数及预存的故障数据库，确定多回路储能设备的故障信息，从而实现了对多回路储能设备的故障情况的检测，提升了用户的体验，保证了对多回路储能设备的安全性。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种多回路储能设备的故障检测方法的流程示意图，本实施例二在上述各实施例的基础上进行优化。在本实施例中，将状态参数，进一步具体化为：充电电压、充电电流和充电时间。相应的，根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息，包括：从获得的各所述充电电压中选取2n+1个有效充电电压，其中，n为正整数；根据各所述有效充电电压和故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间；确定各所述有效充电电压中处于所述电压区间内的最小充电电压和最大充电电压，并确定对应所述最大充电电压的最大充电时间及对应所述最小充电电压的最小充电时间；将所述最小充电电压和最大充电电压、所述最大充电时间和最小充电时间及所述状态参数中的充电电流代入微分电容表达式，确定所述多回路储能设备的容量信息。
进一步地，本实施例还将预存的故障数据库的构建，优化为：获取测试储能设备在预设的故障信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息和测试故障信息构建故障数据库。
在上述优化的基础上，本实施例还将预存的故障数据库的构建，优化为：获取测试储能设备在预设的故障信息和预设的测试温度信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息、测试温度信息和测试故障信息构建故障数据库。
进一步地，本实施例还优化包括：根据确定的故障信息，调节输出至所述多回路储能设备的电流。本实施例尚未详尽的内容请参考实施例一。
如图2所示，本发明实施例二提供的一种多回路储能设备的故障检测方法，包括如下步骤：
S201、获取测试储能设备在预设的测试故障信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息和测试故障信息构建故障数据库。
在对多回路储能设备进行故障检测前，可以首先构建故障数据库，以便于确定多回路储能设备的故障信息。本实施例中，测试储能设备可以理解为用于构建故障数据库的设备。本实施例可以对该测试储能设备进行分析确定故障数据库。
可以理解的是，此处不限定测试储能设备的具体型号。只要保证测试储能设备与多回路储能设备配置相同即可。如，测试储能设备可以与多回路储能设备为同一型号的设备，两个设备配置相同，如具有相同的并联回路，容量相同等。
其中，预设的测试故障信息可以为基于测试储能设备确定的信息。如，测试储能设备为十回路并联储能设备，则可以将预设的测试故障信息确定为：各回路均正常、1个回路故障、2个回路故障、3个回路故障、4个回路故障和5个回路故障。
然后在测试储能设备处于不同的测试故障信息时，获取实时的电压信息和测试容量信息。电压信息可以理解为构建故障数据库阶段获取的电压信息。测试容量信息可以理解为构建故障数据库阶段获取的容量信息。获取电压信息和测试容量信息后，可以基于电压信息、测试容量信息和测试故障信息构建故障数据库。
可以理解的是，本步骤构建的故障数据库可以适用于电容多回路储能设备，也可以适用于温度处于预设范围(如十度以上)的电池多回路储能设备。
表1为故障数据库的数据表，
表1故障数据库数据表
其中，容量可以指测试容量信息，是在对应电压下测得的微分电容。由表1可见，故障数据表构建了不同测试故障信息下，电压信息和测试容量信息的对应关系。其中，表1中电压可以指电压信息，容量可以指测试容量信息，状态可以指测试故障信息。
需要注意的是，该故障数据库进行存储时，可以将电压分为5段，所分参考电压区间可以分别为：区间a：Ua为300～340V；区间b：Ub为340～380V；区间c：Uc为380～420V；区间d：Ud为420～460V；区间e：Ue为460～500V。
S202、获取测试储能设备在预设的测试故障信息和预设的测试温度信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息、测试温度信息和测试故障信息构建故障数据库。
在本实施例中，测试温度信息可以理解为构建故障数据库阶段测试储能设备所处的环境温度。
本步骤构建故障数据库的具体操作可以参见S201，不同之处在于，本步骤增加了不同的测试温度信息，本步骤在不同的测试故障信息和测试温度信息下，获得测试储能设备的电压信息和测试容量信息。然后结合各电压信息、测试容量信息、测试故障信息和测试温度信息构建故障数据库。构建故障数据库时，可以在不同的测试温度信息时，构建不同测试故障信息、电压信息和测试容量信息的对应关系。
S201和S202的执行顺序不作限定，可以顺序执行，也可以并行执行。顺序执行时也不限定执行的先后顺序。
本实施例构建的故障数据库可以适用于电池多回路储能设备，也可以适用于电容多回路储能设备。需要注意的是，电容多回路储能设备可以不考虑温度因素。
本步骤所构建的故障数据表可以在表1的基础上增加不同的测试温度信息，如表1为二十度时所测得的数据，然后在不同测试温度信息下，基于表1适应性进行表格的构建。
S203、获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数，状态参数包括充电电压、充电电流和充电时间。
本实施例在对多回路储能设备进行故障检测时，可以首先获取其状态参数。本实施例中将状态参数具体化为：充电电压、充电电流和充电时间。
其中，充电电压可以理解为多回路储能设备充电阶段的电压。充电电流可以理解为多回路储能设备充电阶段的电流。充电时间可以理解为多回路储能设备的充电时间。
S204、从获得的各充电电压中选取2n+1个有效充电电压，其中，n为正整数。
有效充电电压可以理解为从获取的各充电电压中所选取出的充电电压。
本实施例可以基于选取出的有效充电电压确定电压区间。此处不限定选取的具体手段，可以随机选取，也可以等时间间隔选取。本步骤可以选取出奇数个有效充电电压，从而便于确定电压区间。
S205、根据各所述有效充电电压和故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间。
在本实施例中，参考电压区间可以理解为故障数据库中各电压所划分的电压区间。参考电压区间可以用于确定多回路储能设备的电压区间。
本步骤在确定电压区间时，可以分别将各有效充电电压与各参考电压区间进行比较，确定各有效充电电压落入哪一参考电压区间。当有大于n+1个有效充电电压落入同一待选取参考电压区间时，本步骤可以将该待选取参考电压区间作为多回路储能设备的电压区间。
S206、确定各所述有效充电电压中处于所述电压区间内的最小充电电压和最大充电电压，并确定对应所述最大充电电压的最大充电时间及对应所述最小充电电压的最小充电时间。
本实施例在确定容量信息时，选取的微分表达式为：
其中，t1为所述最小充电时间，tm为所述最大充电时间，U1为所述最小充电电压，Um为最大充电电压，I为所述充电电流，C为容量信息。
故，在确定出电压区间后，本步骤可以进一步确定微分表达式中所包括的各自变量。即，本步骤可以在各有效充电电压中选取处于电压区间内的最小充电电压和最大充电电压，及最小充电电压和最大充电电压对应的最大充电时间和最小充电时间。
可以理解的是，充电电压可以随着充电时间的增大而增大。本步骤在选取时，也可以基于充电时间选取，此处不作限定。
S207、将所述最小充电电压和最大充电电压、所述最大充电时间和最小充电时间及所述状态参数中的充电电流代入微分电容表达式，确定所述多回路储能设备的容量信息。
在确定出最小充电电压、最大充电电压、最小充电时间和最大充电时间后，本步骤直接将最小充电电压、最大充电电压、最小充电时间和最大充电时间代入微分电容表达式，以计算出容量信息。
在代入微分电容表达式时，如果有效充电电压中的最小值处于所述电压区间中，则将充电电流、最小充电电压、最大充电电压、对应所述最大充电电压的最大充电时间、对应所述最小充电电压的最小充电时间代入第一微分电容表达式，确定所述多回路储能设备的容量信息，所述第一微分电容表达式为：
其中，t1为所述最小充电时间，ti为所述最大充电时间，U1为所述最小充电电压，Ui为最大充电电压，I为所述充电电流，C为容量信息。
如果有效充电电压中的最大值处于所述电压区间中，则将充电电流、最小充电电压、最大充电电压、对应所述最大充电电压的最大充电时间、对应所述最小充电电压的最小充电时间代入第二微分电容表达式，确定所述多回路储能设备的容量信息，所述第二微分电容表达式为：
其中，th为最小充电时间，t2n+1为最大充电时间，Uh为最小充电电压，U2n+1为最大充电电压，I为所述充电电流，C为容量信息。
可以理解的是，本实施例中终端设备为多回路储能设备进行供电时可以为恒流充电，故直接将终端设备输出至多回路储能设备的电流代入即可。此外，本步骤也可以将实时获得的充电电流进行修正，修正的手段不作限定，如采用多点线性平滑的算法。
S208、根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
S209、根据确定的故障信息，调节输出至所述多回路储能设备的电流。
在确定出故障信息后，即故障回路的个数后，本步骤可以调节输出至多回路储能设备的电流。调节量的大小可以根据故障回路的个数确定，此处不作限定，调节量的大小可以与故障回路的个数成正比，如故障回路的个数越多，调节量越大，即输出至多回路储能设备的电流值越小。
以下对本实施例中对多回路储能设备的故障检测方法进行具体描述：
1、建立参照的故障数据库：对现有多回路储能设备进行测试，搜集在不同温度状态下多回路储能设备处于不同故障状态下，即测试故障信息下，恒流充电初期的电压时间变化数据；对所搜集的数据进行分析汇总，形成故障数据库；故障数据库以电压区间的形式存在，分段最终形成Ua-Ub，Ub-Uc，Uc-Ud……以此类推；分段区间不宜过大也不宜过小以分成3～5段为佳但不限于此。可以理解的是，搜集电压时间变化的数据后，结合电流能够确定出对应的电容量。
2、获取实际应用中多回路储能设备充电初始时间段充电电流、充电电压以及充电时间和环境温度的数据；数据以1s以内为时间单位取点为佳，但不限于此；
3、根据获取数据分析判断多回路储能设备电压所处范围，即电压区间。如，采用多点电压判断的方法来判断。多点电压判断的方式是指选取多回路储能设备充电初段时间中时间点t1、t2、t3……tn时，多回路储能设备所处的电压U1、U2、U3…Un，其中n＝2n+1，当其中n+1个电压处于同一电压区间时，则判断该多回路储能设备的电压处于该电压区间。
4、计算多回路储能设备在充电过程中的电容量C；电容量C的计算方法采用的是微分电容的计算方法公式1或公式2，当所判断出的电压区间为t1所在区间时，用公式1，此时Um为所在该电压区域的最后一个电压点，tm为所在该电压区域的最后一个时间点；当所判断出的电压区间为t2n+1所在区间时用公式2，此时Um为所在该电压区域的第一个电压点，tm为所在该电压区域的第一个时间点；其中I为经过修正的修正值；修正方法可以采用多点线性平滑的算法。
5、根据判定结果进行故障数据库对比分析得到判定分析结果，即故障信息。
采用该方法，充电桩能够在没有通信的情况下通过采集的电流和电压数据判断充电对象，即多回路储能设备，是否存在故障情况。确定出故障信息后，可以针对故障的严重程度做出相对应的充电策略调整，保护多回路储能设备安全稳定运行。
为更加清楚的对本实施例进行说明，以下进行示例性描述：
1.一套超级电容多回路储能设备，储能设备容量为100F，工作电压区间为300～500V由10个相同的回路组成。正常状态下充电电流为1000A。充电桩可以利用本实施例所述方法判断该储能设备的故障信息并采取相对应的措施。
采集多回路储能设备的状态参数，以0.1s为采集间隔。
表2示出了超级电容多回路储能设备的一种状态参数。
表2超级电容多回路储能设备的一种状态参数
| 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V |
| 0 | 332 | 0.6 | 337.9 | 1.1 | 342.8 | 1.6 | 347.7 |
| 0.1 | 333 | 0.7 | 338.9 | 1.2 | 343.8 | 1.7 | 348.7 |
| 0.2 | 334 | 0.8 | 339.8 | 1.3 | 344.7 | 1.8 | 349.6 |
| 0.3 | 334.9 | 0.9 | 340.8 | 1.4 | 345.7 | 1.9 | 350.6 |
| 0.4 | 335.9 | 1 | 341.8 | 1.5 | 346.7 | 2 | 351.6 |
| 0.5 | 336.9 |
从表2中取t1＝0.2s，t2＝0.5s，t3＝0.8s，t4＝1.1s和t5＝1.4s，通过本实施例中所述手段，判断5个时间点中有t1，t2，t3三个点处于区间Ua。计算微分电容：
基于确定的容量信息为103.4F和确定的电压区间Ua，查找表1，可见该多回路储能设备处于正常状态，即十个回路均正常。
表3示出了超级电容多回路储能设备的另一种状态参数。
表3超级电容多回路储能设备的另一种状态参数
| 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V |
| 0 | 360 | 0.6 | 367.2 | 1.1 | 373.2 | 1.6 | 379.2 |
| 0.1 | 361.2 | 0.7 | 368.4 | 1.2 | 374.4 | 1.7 | 380.4 |
| 0.2 | 362.4 | 0.8 | 369.6 | 1.3 | 375.6 | 1.8 | 381.6 |
| 0.3 | 363.6 | 0.9 | 370.8 | 1.4 | 376.8 | 1.9 | 382.8 |
| 0.4 | 364.8 | 1 | 372 | 1.5 | 378 | 2 | 384 |
| 0.5 | 366 |
从表3中取t1＝0.4s，t2＝0.8s，t3＝1.2s，t4＝1.6s，t5＝2s，根据本实施例所述方法，判断5个时间点中有t1，t2，t3和t4三个点处于区间Ub。
计算微分电容：
基于确定的容量信息为83.3F和确定的电压区间Ub，查找表1，可见该多回路储能设备处于有4个回路故障的状态。
2.一套电池集成的多回路储能设备，储能设备容量为100Ah，额定电压730V，工作电压区间为630～800V，由5个相同的回路组成。可快速充电，充电电流为400A。充电桩可以利用本实施例所述方法判断该多回路储能设备的故障信息并采取相对应的措施。
表4为电池集成的多回路储能设备的故障数据库的数据表。
表4电池集成的多回路储能设备的故障数据库的数据表
如表4所示，该故障数据库直接以电压区间的形式建表，表4和表1中建表的方式不作限定。表4中电压区间包括Ua、Ub、Uc和Ud。该表中电压为充电电压，容量为容量信息，状态为故障信息。
采集该电池集成的多回路储能设备的状态参数，表5为电池集成的多回路储能设备的一种状态参数的数据表。
表5电池集成的多回路储能设备的一种状态参数的数据表
| 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V |
| 0 | 677.4 | 2.5 | 678.9 | 5 | 680.1 |
| 0.5 | 677.7 | 3 | 679.2 | 5.5 | 680.1 |
| 1 | 678 | 3.5 | 679.5 | 6 | 680.2 |
| 1.5 | 678.3 | 4 | 679.8 | 6.5 | 680.2 |
| 2 | 678.6 | 4.5 | 680.1 | 7 | 680.2 |
从表5中取t1＝1s，t2＝2s，t3＝3s，t4＝4s，t5＝5s，根据本实施例所述方法，判断3个时间点中有t1，t2，t3，t4共4个点处于区间Ua。计算微分电容：
基于确定的容量信息为667F和确定的电压区间Ua，查找表4，可见该多回路储能设备处于正常状态，即五个回路均正常。
表6为电池集成的多回路储能设备的另一种状态参数的数据表。
表6电池集成的多回路储能设备的另一种状态参数的数据表
| 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V | 时间/s | 电压/V |
| 0 | 700 | 2.5 | 700.5 | 5 | 701 |
| 0.5 | 700.1 | 3 | 700.6 | 5.5 | 701.1 |
| 1 | 700.2 | 3.5 | 700.7 | 6 | 701.2 |
| 1.5 | 700.3 | 4 | 700.8 | 6.5 | 701.3 |
| 2 | 700.4 | 4.5 | 700.9 | 7 | 701.4 |
从表6中取t1＝1s，t2＝2s，t3＝3s，t4＝4s，t5＝5s，t6＝6s，t7＝7s，根据本实施例所述方法，判断7个时间点均处于区间Uc。计算微分电容：
基于确定的容量信息为2000F和确定的电压区间Uc，查找表4，可见该多回路储能设备处于2个回路故障的状态。
需要注意的是，表2、表3、表5和表6中仅示出了充电电压和充电时间，充电电流和环境温度未示出。表2、表3、表5和表6中电压为充电电压，时间为充电时间。
本发明实施例二提供的一种多回路储能设备的故障检测方法，具体化了状态参数、确定电压区间和容量信息的操作，还优化包括了构建故障数据库的操作和电流调整操作。利用该方法，能够通过对测试储能设备进行分析构建故障数据库，在终端设备没有通信线路的情况下通过获取的充电电压、充电电流和充电时间，然后基于充电电压和故障数据库中各参考电压区间确定电压区间，基于电压区间、从充电电压中选取的有效充电电压、充电电流和充电时间确定容量信息，以进一步确定出故障信息，提高了确定故障信息的效率。在确定出故障信息后，基于故障信息调节输出至多回路储能设备的电流以保证对多回路储能设备的安全性。
实施例三
图3为本发明实施例三提供的一种多回路储能设备的故障检测方法的流程示意图；本实施例三在上述各实施例的基础上进行优化。在本实施例中将状态参数，进一步优化包括了：环境温度；相应的，所述根据各所述有效充电电压和故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间，包括：根据所述环境温度从故障数据库中选取目标数据库；根据各所述有效充电电压和所述目标数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间；相应的，所述根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，包括：根据所述电压区间和容量信息查找所述目标数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息。本实施例尚未详尽的内容请参考上述实施例。
如图3所示，本发明实施例三提供的一种多回路储能设备的故障检测方法，包括如下步骤：
S301、获取测试储能设备在预设的测试故障信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息和测试故障信息构建故障数据库。
S302、获取测试储能设备在预设的测试故障信息和预设的测试温度信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息、测试温度信息和测试故障信息构建故障数据库。
S303、获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数，状态参数包括充电电压、充电电流、充电时间和环境温度。
在本实施例中，状态参数进一步优化包括了环境温度，以进一步结合环境温度确定多回路储能设备的故障信息。可以理解的是，当状态信息优化包括环境温度时，本实施例中的故障数据库可以选用S302中所构建的数据库。S301中构建的数据库可以适用于温度处于预设范围时，进行多回路储能设备的故障信息的检测。
S304、从获得的各充电电压中选取2n+1个有效充电电压，其中，n为正整数。
S305、根据所述环境温度从故障数据库中选取目标数据库。
在本实施例中，目标数据库可以理解为从故障数据库中选取出的对应于环境温度的数据库。
可以理解的是，当状态参数中包括环境温度时，在确定电压区间时，可以首先从故障数据库中选取目标数据库，以基于目标数据库确定电压区间。
S306、根据各所述有效充电电压和所述目标数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间。
在选取出目标数据库后，本步骤可以将各有效充电电压与目标数据库中各参考电压区间进行比较，确定多回路储能设备的电压区间。比较的具体手段可以参见上述实施例中确定电压区间时所采用的手段，此处不作赘述。
S307、确定各所述有效充电电压中处于所述电压区间内的最小充电电压和最大充电电压，并确定对应所述最大充电电压的最大充电时间及对应所述最小充电电压的最小充电时间。
S308、将所述最小充电电压和最大充电电压、所述最大充电时间和最小充电时间及所述状态参数中的充电电流代入微分电容表达式，确定所述多回路储能设备的容量信息。
S309、根据所述电压区间和容量信息查找所述目标数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
在确定出电压区间和容量信息后，本步骤可以基于电压区间和容量信息查找目标数据库，确定故障信息。查找的手段可以参见上述实施例查找故障信息所采用的手段，此处不作赘述。
S310、根据确定的故障信息，调节输出至所述多回路储能设备的电流。
本发明实施例三提供的一种多回路储能设备的故障检测方法，进一步优化了状态参数。利用该方法在实现上述实施例的技术效果的前提下，还能够通过结合环境温度进一步提高故障信息检测的准确度，提升了多回路储能设备的安全性。
实施例四
图4为本发明实施例四提供的一种多回路储能设备的故障检测装置的结构示意图，该装置可适用于对多回路储能设备的故障进行检测的情况，其中该装置可由软件和/或硬件实现，并一般集成在终端设备上。
如图4所示，该装置包括：获取模块41、信息确定模块42和故障确定模块43；
其中，获取模块41，用于获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；
信息确定模块42，用于根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；
故障确定模块43，用于根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
在本实施例中，该装置首先通过获取模块41获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；然后通过信息确定模块42根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；最后通过故障确定模块43根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
本实施例提供了一种多回路储能设备的故障检测装置，能够在终端设备，如充电桩，没有通信线路的情况下通过获取的多回路储能设备在充电阶段的状态参数及预存的故障数据库，确定多回路储能设备的故障信息，从而实现了对多回路储能设备的故障情况的检测，提升了用户的体验，保证了对多回路储能设备的安全性。
进一步地，将状态参数优化包括充电电压、充电电流和充电时间；相应的，信息确定模块42，具体优化为：从获得的各所述充电电压中选取2n+1个有效充电电压，其中，n为正整数；
根据各所述有效充电电压和故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间；
确定各所述有效充电电压中处于所述电压区间内的最小充电电压和最大充电电压，并确定对应所述最大充电电压的最大充电时间及对应所述最小充电电压的最小充电时间；
将所述最小充电电压和最大充电电压、所述最大充电时间和最小充电时间及所述状态参数中的充电电流代入微分电容表达式，确定所述多回路储能设备的容量信息。
在上述优化的基础上，将信息确定模块42中微分电容表达式，优化包括：
其中，t1为所述最小充电时间，tm为所述最大充电时间，U1为所述最小充电电压，Um为最大充电电压，I为所述充电电流，C为容量信息。
基于上述技术方案，将将信息确定模块42中状态参数，进一步优化包括：环境温度；相应的，信息确定模块42中确定所述多回路储能设备的电压区间具体优化为：根据所述环境温度从故障数据库中选取目标数据库；根据各所述有效充电电压和所述目标数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间；相应的，故障确定模块43，具体用于根据所述电压区间和容量信息查找所述目标数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息。
进一步地，该装置，还优化包括：第一构建模块，用于获取测试储能设备在预设的测试故障信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息和测试故障信息构建故障数据库。
进一步地，该装置，还优化包括：第二构建模块，用于获取测试储能设备在预设的测试故障信息和预设的测试温度信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息、测试温度信息和测试故障信息构建故障数据库。
进一步地，该装置，还优化包括：调整模块，用于根据确定的故障信息，调节输出至所述多回路储能设备的电流。
上述多回路储能设备的故障检测装置可执行本发明任意实施例所提供的多回路储能设备的故障检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图5为本发明实施例五提供的一种终端设备的结构示意图。如图5所示，本发明实施例五提供的终端设备包括：一个或多个处理器51和存储装置52；该终端设备中的处理器51可以是一个或多个，图5中以一个处理器51为例；存储装置52用于存储一个或多个程序；所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器51执行，使得所述一个或多个处理器51实现如本发明实施例中任一项所述的多回路储能设备的故障检测方法。
所述终端设备还可以包括：输入装置53和输出装置54。
终端设备中的处理器51、存储装置52、输入装置53和输出装置54可以通过总线或其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
该终端设备中的存储装置52作为一种计算机可读存储介质，可用于存储一个或多个程序，所述程序可以是软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例一、实施例二或实施例三所提供多回路储能设备的故障检测方法对应的程序指令/模块(例如，附图4所示的多回路储能设备的故障检测装置中的模块，包括：获取模块41、信息确定模块42和故障确定模块43)。处理器51通过运行存储在存储装置52中的软件程序、指令以及模块，从而执行终端设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中多回路储能设备的故障检测方法。
存储装置52可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储装置52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储装置52可进一步包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置53可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与终端设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置54可包括显示屏等显示设备。
并且，当上述终端设备所包括一个或者多个程序被所述一个或者多个处理器51执行时，程序进行如下操作：
获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；
根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；
根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
实施例六
本发明实施例六提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行多回路储能设备的故障检测方法，该方法包括：
获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；
根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；
根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
可选的，该程序被处理器执行时还可以用于执行本发明任意实施例所提供的多回路储能设备的故障检测方法。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、可擦式可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式CD-ROM、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于：电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、无线电频率(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种多回路储能设备的故障检测方法，其特征在于，包括：
获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；
根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；
根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态参数包括充电电压、充电电流和充电时间；
相应的，所述根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息，包括：
从获得的各所述充电电压中选取2n+1个有效充电电压，其中，n为正整数；
根据各所述有效充电电压和故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间；
确定各所述有效充电电压中处于所述电压区间内的最小充电电压和最大充电电压，并确定对应所述最大充电电压的最大充电时间及对应所述最小充电电压的最小充电时间；
将所述最小充电电压和最大充电电压、所述最大充电时间和最小充电时间及所述状态参数中的充电电流代入微分电容表达式，确定所述多回路储能设备的容量信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述微分电容表达式为：
其中，t1为所述最小充电时间，tm为所述最大充电时间，U1为所述最小充电电压，Um为最大充电电压，I为所述充电电流，C为容量信息。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态参数还包括：环境温度；
相应的，所述根据各所述有效充电电压和故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间，包括：
根据所述环境温度从故障数据库中选取目标数据库；
根据各所述有效充电电压和所述目标数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间；
相应的，所述根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，包括：
根据所述电压区间和容量信息查找所述目标数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预存的故障数据库的构建包括：
获取测试储能设备在预设的测试故障信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测试容量信息和测试故障信息构建故障数据库。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预存的故障数据库的构建包括：
获取测试储能设备在预设的测试故障信息和预设的测试温度信息下的电压信息和测试容量信息，并基于所述电压信息、测时试容量信息、测试温度信息和测试故障信息构建故障数据库。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据确定的故障信息，调节输出至所述多回路储能设备的电流。
8.一种多回路储能设备的故障检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取多回路储能设备处于充电阶段的状态参数；
信息确定模块，用于根据所述状态参数和预存的故障数据库中包括的各参考电压区间，确定所述多回路储能设备的电压区间和容量信息；
故障确定模块，用于根据所述电压区间和容量信息查找所述故障数据库，确定所述多回路储能设备的故障信息，所述故障信息包括故障回路的个数。
9.一种终端设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的多回路储能设备的故障检测方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的多回路储能设备的故障检测方法。
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Denomination of invention: Fault detection methods, devices, terminal devices, and media for multi loop energy storage equipment Effective date of registration: 20230426 Granted publication date: 20211130 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Shanghai branch Pledgor: SHANGHAI AOWEI TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000145 |