CN116028782A - 一种燃料电池数据可视化系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据处理技术领域，提供了一种燃料电池数据可视化系统及方法，该方法包括如下步骤：S1，获取目标燃料电池单元的第一运行数据；S2，获取目标燃料电池设备的第一特征数据；S3，获取可视化请求指令；S4，根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值；S5，根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选；S6，根据可视化请求指令对进行第一筛选后的第一运行数据进行可视化。本发明可以提高燃料电池单元数据可视化的准确度，克服了现有燃料电池数据可视化方法根据经验人为地设置运行数据的参考标准，没有将燃料电池单元的运行数据与燃料电池设备的特征数据关联起来，可视化后的燃料电池数据不够准确的问题。

Description

一种燃料电池数据可视化系统及方法

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种燃料电池数据可视化系统及方法。

背景技术

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，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独立电池单元通过电路串联、并联或者混联的方式同时工作。

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，以获取燃料电池单元的运行数据。具有不同特征数据（比如使用年限或使用环境）的燃料电池设备，在相同或者相似运行条件下，燃料电池单元运行数据也会有所区别。现有的燃料电池数据可视化方法，往往根据经验人为地设置运行数据的参考标准，没有将燃料电池单元的运行数据与燃料电池设备的特征数据关联起来，可视化后的燃料电池单元数据不够准确，有待改进。

发明内容

基于此，为了解决现有燃料电池数据可视化方法根据经验人为地设置运行数据的参考标准，没有将燃料电池单元的运行数据与燃料电池设备的特征数据关联起来，可视化后的燃料电池数据不够准确的问题，本发明提供了一种燃料电池数据可视化系统及方法，其具体技术方案如下：

一种燃料电池数据可视化系统，其包括第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块、第一计算模块、筛选模块以及可视化模块。

第一获取模块用于获取目标燃料电池单元的第一运行数据；第二获取模块用于获取目标燃料电池设备的第一特征数据。

第三获取模块用于获取可视化请求指令；第一计算模块用于根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值。

筛选模块用于根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选；可视化模块用于根据可视化请求指令对进行第一筛选后的第一运行数据进行可视化。

所述燃料电池数据可视化系统通过获取燃料电池设备的第一特征数据，根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值并根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选，以燃料电池设备的第一特征数据来设定第一运行数据的筛选标准，将目标燃料电池单元的第一运行数据与目标燃料电池设备的第一特征数据关联起来，可以提高燃料电池单元数据可视化的准确度，克服了现有燃料电池数据可视化方法根据经验人为地设置运行数据的参考标准，没有将燃料电池单元的运行数据与燃料电池设备的特征数据关联起来，可视化后的燃料电池数据不够准确的问题。

进一步地，所述燃料电池数据可视化系统还包括服务器，所述服务器包括存储模块、分类模块以及第二计算模块。

存储模块用于获取并存储多个其它燃料电池设备的第二特征数据；分类模块用于对多个其它燃料电池设备的第二特征数据进行分类。

第二计算模块用于根据分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据计算第二数据阈值。

进一步地，所述筛选模块还用于根据第二数据阈值对第一运行数据进行第二筛选，可视化模块还用于根据可视化请求指令对进行第二筛选后的第一运行数据进行可视化。

进一步地，所述服务器还包括补偿模块。

补偿模块用于根据第二数据阈值对第一数据阈值进行补偿；

其中，所述筛选模块还用于根据补偿后的第一数据阈值对第一运行数据进行第三筛选，所述可视化模块还用于根据可视化请求指令对进行第三筛选后的第一运行数据进行可视化。

进一步地，一种燃料电池数据可视化方法，应用于所述的燃料电池数据可视化系统，其包括如下步骤：

S1，获取目标燃料电池单元的第一运行数据。

S2，获取目标燃料电池设备的第一特征数据。

S3，获取可视化请求指令。

S4，根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值。

S5，根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选。

S6，根据可视化请求指令对进行第一筛选后的第一运行数据进行可视化。

进一步地，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

获取并存储多个其它燃料电池设备的第二特征数据；

对多个其它燃料电池设备的第二特征数据进行分类；

根据分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据计算第二数据阈值。

进一步地，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

根据第二数据阈值对第一运行数据进行第二筛选；

根据可视化请求指令对进行第二筛选后的第一运行数据进行可视化。

进一步地，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

根据第二数据阈值对第一数据阈值进行补偿；

根据补偿后的第一数据阈值对第一运行数据进行第三筛选；

根据可视化请求指令对进行第三筛选后的第一运行数据进行可视化。

进一步地，一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现所述的燃料电池数据可视化方法。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例中一种燃料电池数据可视化方法的整体流程示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本发明一实施例中的一种燃料电池数据可视化系统，其包括第一获取模块、第二获取模块、第三获取模块、第一计算模块、筛选模块以及可视化模块。

第一获取模块用于获取目标燃料电池单元的第一运行数据；第二获取模块用于获取目标燃料电池设备的第一特征数据。

具体而言，目标燃料电池设备包括多个目标燃料电池单元；每一个目标燃料电池单元上，安装有用于获取目标燃料电池单元运行参数的参数传感器。

参数传感器与第一获取模块信号连接，第一获取模块获取目标燃料电池单元的运行参数后，对运行参数进行处理，获取第一运行数据。

所述第一运行数据包括当不限于温度、电压以及电流值。

所述第一特征数据包括但不限于目标燃料电池设备的运行时间以及环境温度等。

所述第一运行数据与第一特征数据相关联，具体表示为：目标燃料电池设备的第一特征数据的变化波动，造成第一运行数据的变化波动。

比如说，当第一特征数据为目标燃料电池设备的运行时间时，第一运行数据为随运行时间增加而产生变化波动的燃料电池单元的温度、电压或者电流值。

又比如说，当第一特征数据包括目标燃料电池设备的运行时间以及环境温度时，第一运行数据为随运行时间以及环境温度变化，而产生变化波动的目标燃料电池单元的温度。

第三获取模块用于获取可视化请求指令；第一计算模块用于根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值。

具体而言，所述可视化请求指令可由车载终端又或者移动终端生成，第三获取模块通过与车载终端或移动终端通信，获取可视化请求指令。

第一计算模块根据第一特征数据，先计算出目标燃料电池单元的第一运行数据的变化值，再根据第一运行数据的变化值以及初始值，计算出第一数据阈值。即是说，第一数据阈值=第一运行数据初始值+第一运行数据的变化值。

比如说，当第一特征数据包括目标燃料电池设备的运行时间以及环境温度时，第一计算模块根据第一特征数据计算出目标燃料电池单元的温升或者温降，再根据目标燃料电池单元的温升或温降还有初始温度，计算出第一数据阈值。

对于第一特征数据下，第一运行数据的变化值，其可以根据对目标燃料电池设备进行有限次试验获得，在此不再赘述。

筛选模块用于根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选；可视化模块用于根据可视化请求指令对进行第一筛选后的第一运行数据进行可视化。

当第一运行数据随第一特征数据的变化而增加时，筛选模块根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选具体为：将在第一运行数据初始值至第一数据阈值范围内的第一运行数据进行第一筛选。

当第一运行数据随第一特征数据的变化而减少时，筛选模块根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选具体为：将在第一数据阈值至第一运行数据初始值范围内的第一运行数据进行第一筛选。

筛选出来的第一运行数据，可以在一定程度上判定为异常数据。

通过对进行第一筛选后的第一运行数据进行可视化，可以将燃料电池单元的运行数据与燃料电池设备的特征数据关联起来，对筛选出异常的目标燃料电池单元的第一运行数据进行选择性地可视化显示，提高了燃料电池单元数据可视化显示的准确度。

另外，由于燃料电池设备具有数以千计的燃料电池单元，若不对燃料电池单元的运行数据进行筛选便进行可视化操作，容易增加可视化模块的数据处理量，在一定程度上会降低可视化速度。

所述方法通过对第一运行数据进行第一筛选后，根据可视化请求指令选择性地进行可视化操作，还可以减少可视化模块的工作量，提高第一运行数据的可视化速度与效率。

所述燃料电池数据可视化系统通过获取燃料电池设备的第一特征数据，根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值并根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选，以燃料电池设备的第一特征数据来设定第一运行数据的筛选标准，将目标燃料电池单元的第一运行数据与目标燃料电池设备的第一特征数据关联起来，可以提高燃料电池单元数据可视化的准确度，克服了现有燃料电池数据可视化方法根据经验人为地设置运行数据的参考标准，没有将燃料电池单元的运行数据与燃料电池设备的特征数据关联起来，可视化后的燃料电池数据不够准确的问题。

在其中一个实施例中，所述燃料电池数据可视化系统还包括服务器，所述服务器包括存储模块、分类模块以及第二计算模块。

存储模块用于获取并存储多个其它燃料电池设备的第二特征数据；分类模块用于对多个其它燃料电池设备的第二特征数据进行分类。

第二计算模块用于根据分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据计算第二数据阈值。

具体而言，可以先划分多个不同的特征数据范围，根据多个不同的特征数据范围对第二特征数据进行分类。属于同一类别的第二特征数据，其处在同一特征数据范围内。

所述第二特征数据包括但不限于其它燃料电池设备的运行时间以及环境温度等。

目标燃料电池设备以及其它燃料电池设备属于同一类型，比如属于同一品牌同一系列的燃料电池车辆，以方便根据分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据计算第二数据阈值并根据第二数据阈值对第一数据阈值进行处理。

若分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据只有一个，则根据第二特征数据计算出第二数据阈值。

若分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据不止一个（即处在同一特征数据范围内的第二特征数据不止一个），则根据分类后的第二特征数据计算出各自对应的第二数据阈值，以多个第二特征数据对应的第二数据阈值的平均值作为最终的第二数据阈值。

作为一种优选的技术方案，所述筛选模块还用于根据第二数据阈值对第一运行数据进行第二筛选，可视化模块还用于根据可视化请求指令对进行第二筛选后的第一运行数据进行可视化。

在这里，优选地，第一特征数据与第二特征数据属于同一特征数据范围。如此一来，可视化后的第一筛选以及第二筛选后的第一运行数据，具有一定相关性，可供用户对目标燃料电池设备的运行情况，进行一个比对判断，以更好地监控目标燃料电池单元的运行状况。

在其中一个实施例中，所述服务器还包括补偿模块。

补偿模块用于根据第二数据阈值对第一数据阈值进行补偿；

其中，所述筛选模块还用于根据补偿后的第一数据阈值对第一运行数据进行第三筛选，所述可视化模块还用于根据可视化请求指令对进行第三筛选后的第一运行数据进行可视化。

具体而言，处在同一特征数据范围内的第二特征数据不止一个，根据多个第二特征数据计算出各自对应的第二数据阈值，再计算多个第二数据阈值的标准偏差，以所述标准偏差作为补偿值对第一数据阈值进行补偿。

在实际应用中，即便是具有相同第一特征数据且属于同一类别的燃料电池设备，其对应的第一运行数据，可能也会存在一定的差异。第一运行数据的差异，会导致第一数据阈值的不同。

若不对第一数据阈值进行修正补偿，可视化后的第一运行数据，有可能与燃料电池单元的实际运行情况不符，不能够准确反映真实运行情况。

通过以多个第二特征数据对应的第二数据阈值的标准偏差作为补偿值，对第一数据阈值进行补偿，基于多台燃料电池设备的第二数据阈值去修正第一数据阈值，可以进一步提高第一数据阈值的准确度，使得根据第一数据阈值进行第三筛选后的第一运行数据，更加客观准确地反应出目标燃料电池单元的运行情况。

在其中一个实施例中，如图1所示，一种燃料电池数据可视化方法，应用于所述的燃料电池数据可视化系统，其包括如下步骤：

S1，获取目标燃料电池单元的第一运行数据。

S2，获取目标燃料电池设备的第一特征数据。

S3，获取可视化请求指令。

S4，根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值。

S5，根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选。

S6，根据可视化请求指令对进行第一筛选后的第一运行数据进行可视化。

具体而言，所述第一运行数据包括当不限于温度、电压以及电流值。

所述第一特征数据包括但不限于目标燃料电池设备的运行时间以及环境温度等。

所述第一运行数据与第一特征数据相关联，具体表示为：目标燃料电池设备的第一特征数据的变化波动，会造成第一运行数据的变化波动。

所述可视化请求指令可由车载终端又或者移动终端生成，第三获取模块通过与车载终端或移动终端通信，获取可视化请求指令。

根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值的具体方法包括如下步骤：先根据第一特征数据，计算出目标燃料电池单元的第一运行数据的变化值，再根据第一运行数据的变化值以及初始值，计算出第一数据阈值。

即是说，第一数据阈值=第一运行数据初始值+第一运行数据的变化值。

需要说明的是，在获取第一运行数据初始值以及第一运行数据的变化值时，需要判断目标燃料电池单元是否处在正常工作状态；在目标燃料 电池单元处在正常工作状态时，获取第一运行数据初始值以及第一运行数据的变化值。

所述燃料电池数据可视化方法通过获取燃料电池设备的第一特征数据，根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值并根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选，以燃料电池设备的第一特征数据来设定第一运行数据的筛选标准，将目标燃料电池单元的第一运行数据与目标燃料电池设备的第一特征数据关联起来，可以提高燃料电池单元数据可视化的准确度，克服了现有燃料电池数据可视化方法根据经验人为地设置运行数据的参考标准，没有将燃料电池单元的运行数据与燃料电池设备的特征数据关联起来，可视化后的燃料电池数据不够准确的问题。

在其中一个实施例中，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

获取并存储多个其它燃料电池设备的第二特征数据；

对多个其它燃料电池设备的第二特征数据进行分类；

根据分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据计算第二数据阈值。

优选地，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

根据第二数据阈值对第一运行数据进行第二筛选；

根据可视化请求指令对进行第二筛选后的第一运行数据进行可视化。

第一特征数据与第二特征数据属于同一特征数据范围。如此一来，可视化后的第一筛选以及第二筛选后的第一运行数据，具有一定相关性。

在获取其它燃料电池设备的第二特征数据且判断其它燃料电池设备的燃料电池单元处在正常工作时，获取与第二特征数据相对应的其它燃料电池设备的燃料电池单元的第二运行数据初始值以及第二运行数据变化值，根据第二运行数据初始值以及第二运行数据变化值，计算出第二数据阈值。

所述第二运行数据包括当不限于温度、电压以及电流值，所述第二特征数据包括但不限于目标燃料电池设备的运行时间以及环境温度。

若分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据只有一个，则根据第二特征数据计算出第二数据阈值。

若分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据不止一个（即处在同一特征数据范围内的第二特征数据不止一个），则根据分类后的第二特征数据计算出各自对应的第二数据阈值，以多个第二特征数据对应的第二数据阈值的平均值作为最终的第二数据阈值。

对经过第一筛选和/或第二筛选后第一运行数据进行可视化，包括但不限于对将第一运行数据显示在车载终端显示屏又或者移动终端上。

通过根据可视化请求指令对经过第一筛选以及第二筛选后的第一运行数据同时进行可视化操作，可供用户对目标燃料电池设备的运行情况，进行一个比对判断，以更好地监控目标燃料电池单元的运行状况。

在实际应用中，即便是具有相同第一特征数据且属于同一类别的燃料电池设备，其对应的第一运行数据，可能也会存在一定的差异。第一运行数据的差异，会导致第一数据阈值的不同。

若不对第一数据阈值进行修正补偿，可视化后的第一运行数据，有可能与燃料电池单元的实际运行情况不符，不能够准确反映真实运行情况。

为了解决上述问题，在其中一个实施例中，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

根据第二数据阈值对第一数据阈值进行补偿；

根据补偿后的第一数据阈值对第一运行数据进行第三筛选；

根据可视化请求指令对进行第三筛选后的第一运行数据进行可视化。

通过以多个第二特征数据对应的第二数据阈值的标准偏差作为补偿值，对第一数据阈值进行补偿，基于多台燃料电池设备的第二数据阈值去修正第一数据阈值，可以进一步提高第一数据阈值的准确度，使得根据第一数据阈值进行第三筛选后的第一运行数据，更加客观准确地反应出目标燃料电池单元的运行情况

在其中一个实施例中，本发明提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现所述的燃料电池数据可视化方法。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种燃料电池数据可视化系统，其特征在于，所述燃料电池数据可视化系统包括：

第一获取模块，用于获取目标燃料电池单元的第一运行数据；

第二获取模块，用于获取目标燃料电池设备的第一特征数据；

第三获取模块，用于获取可视化请求指令；

第一计算模块，用于根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值；

筛选模块，用于根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选；

可视化模块，用于根据可视化请求指令对进行第一筛选后的第一运行数据进行可视化。

2.如权利要求1所述的一种燃料电池数据可视化系统，其特征在于，所述燃料电池数据可视化系统还包括服务器，所述服务器包括：

存储模块，用于获取并存储多个其它燃料电池设备的第二特征数据；

分类模块，用于对多个其它燃料电池设备的第二特征数据进行分类；

第二计算模块，用于根据分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据计算第二数据阈值。

3.如权利要求2所述的一种燃料电池数据可视化系统，其特征在于，所述筛选模块还用于根据第二数据阈值对第一运行数据进行第二筛选，可视化模块还用于根据可视化请求指令对进行第二筛选后的第一运行数据进行可视化。

4.如权利要求2所述的一种燃料电池数据可视化系统，其特征在于，所述服务器还包括：

补偿模块，用于根据第二数据阈值对第一数据阈值进行补偿；

其中，所述筛选模块还用于根据补偿后的第一数据阈值对第一运行数据进行第三筛选，所述可视化模块还用于根据可视化请求指令对进行第三筛选后的第一运行数据进行可视化。

5.一种燃料电池数据可视化方法，应用于如权利要求1-4中任一项所述的燃料电池数据可视化系统，其特征在于，所述燃料电池数据可视化方法包括如下步骤：

获取目标燃料电池单元的第一运行数据；

获取目标燃料电池设备的第一特征数据；

获取可视化请求指令；

根据第一特征数据计算目标燃料电池单元的第一数据阈值；

根据第一数据阈值对第一运行数据进行第一筛选；

根据可视化请求指令对进行第一筛选后的第一运行数据进行可视化。

6.如权利要求5所述的一种燃料电池数据可视化方法，其特征在于，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

获取并存储多个其它燃料电池设备的第二特征数据；

对多个其它燃料电池设备的第二特征数据进行分类；

根据分类后的其它燃料电池设备的第二特征数据计算第二数据阈值。

7.如权利要求6所述的一种燃料电池数据可视化方法，其特征在于，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

根据第二数据阈值对第一运行数据进行第二筛选；

根据可视化请求指令对进行第二筛选后的第一运行数据进行可视化。

8.如权利要求6所述的一种燃料电池数据可视化方法，其特征在于，所述燃料电池数据可视化方法还包括如下步骤：

根据第二数据阈值对第一数据阈值进行补偿；

根据补偿后的第一数据阈值对第一运行数据进行第三筛选；

根据可视化请求指令对进行第三筛选后的第一运行数据进行可视化。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5-8任一项所述的燃料电池数据可视化方法。

Images