CN116069084A - 基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及快充电源插头技术，用于解决快充电源插头受限于温度传感器的分布，无法全面检测发热量以及一刀切的过热断电保护影响用户体验的问题，具体为基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统；本发明中，通过功率分析单元对获取快充电源插头的损耗功率；通过快充电源插头热损耗功率与快充电源插头的发热量进行对比，获取快充电源插头温度传感器之外的部分是否具有发热点，并自动对快充电源插头的温度阈值大小进行适应性调整，防止快充电源插头温度传感器之外的部分过热损坏；通过对快充电源插头的升温速度进行分析，并将其与充电设备的剩余电量相结合，在保证安全与保证充电设备有电可用的情况中进行权衡。

Description

基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统

技术领域

本发明涉及快充电源插头领域，具体为基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统。

背景技术

手机已成为人们工作生活中不可或缺的一部分，但是手机的电池用量使用时间有限，需要及时补充电量才能继续使用，电源充电技术以及发展的非常迅速，同时出现快充技术，即能够快速为手机电池充电，在短时间内充满，保障手机顺畅使用；

然而，随着手机充电插头充电速度的提升，为防范设备损坏或火灾的发生，快充电源插头的温度控制也越发重要，目前，虽然部分快充电源插头存在温度控制系统，然而受限于温度传感器的分布位置，无法对快充电源插头、数据线、数据线与设备接口实现多方位的发热量监控，从而出现温度传感器无法检测出温度过高的情况，同时在急需用电时，快充电源插头的一刀切的方式还会对急需充电的用户带来不便；

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明中，通过功率分析单元对获取快充电源插头的损耗功率；通过快充电源插头热损耗功率与快充电源插头的发热量进行对比，获取快充电源插头温度传感器之外的部分是否具有发热点，并自动对快充电源插头的温度阈值大小进行适应性调整，防止快充电源插头温度传感器之外的部分过热损坏；通过对快充电源插头的升温速度进行分析，并将其与充电设备的剩余电量相结合，在保证安全与保证充电设备有电可用的情况中进行权衡，生成相应的控制信号对快充电源插头进行控制，解决快充电源插头受限于温度传感器的分布无法全面检测发热量以及一刀切的过热断电保护影响用户体验的问题，而提出基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，包括运行平台、数据采集单元、警报控制单元、反馈统计单元和功率分析单元，所述运行平台和上述单元通讯连接；

所述数据采集单元用于采集快充电源插头的当前充电功率、快充电源插头的温度，并通过与快充电源插头相连接的设备当前剩余电量和插头输出至设备的实际功率，所述数据采集单元将上述数据发送至运行平台；

所述功率分析单元能够通过运行平台获取到数据采集单元所采集到的信号，并将对该信号进行分析计算，通过对快充电源插头的温度进行等时间间隔的计算，从而获取到快充电源插头的温度变化趋势，并将温度变化趋势与快充电源插头的功率进行分析对比，根据对比结果生成插头温度调控信号，其中插头温度调控信号包括减小功率信号、停止充电信号以及高温警告信号，并将插头温度调控信号发送至运行平台，所述运行平台将温度调控信号发送至警报控制单元，警报控制单元根据收到的温度调控信号对快充电源插头作出减小充电功率、停止充电或者温度调控警报；

所述反馈统计单元能够从运行平台获取温度调控信号，并对温度调控信号进行分析，根据温度调控信号的不同类别进行分类统计，并根据分类统计结果生成相应控制信号，将控制信号发送至警报控制单元，警报控制单元根据控制信号对快充插头进行工作状态调节，并在工作状态调节的过程中由数据采集单元持续对快充插头进行采集，实现对快充电源插头可靠性的精准研判。

作为本发明的一种优选实施方式，所述功率分析单元对数据采集单元所采集到的信号进行分析的过程如下：

选取电源插头的当前充电功率和插头输出至设备的实际功率，其中电源插头的当前充电功率指快充电源插头在对设备进行充电时插头上所消耗的总功率，插头输出至设备的实际功率指设备在通过该快充电源插头充电时获得的充电功率，将电源插头的当前充电功率和插头输出至设备的实际功率进行差值运算，得到快充电源插头进行充电时在插头上损耗的功率，将其记录为P，再获取快充电源插头的温度，将其记录为t，通过公式

得到在发热功率为P的情况下快充插头应具有的温度T，其中x为散热系数、k为比例系数，将发热功率为P的情况下快充插头应具有的温度T与快充电源插头的温度t进行差值运算，若|T-t|＞预设的温差阈值，则生成发热异常信号，若|T-t|≤预设的温差阈值，则生成发热正常信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述功率分析单元生成发热异常信号或发热正常信号后，所述功率分析单元将快充电源插头的温度t与预设的插头温度阈值进行对比，其中插头温度阈值包括插头温度第一阈值和插头温度第二阈值，所述功率分析单元生成发热异常信号后，若快充电源插头的温度t＜预设的插头温度第一阈值，则生成正常信号，若快充电源插头的温度t≥预设的插头温度第一阈值，则生成插头过热信号；

所述功率分析单元生成发热正常信号后，也将快充电源插头的温度t与预设的插头温度阈值进行对比，若快充电源插头的温度t＜预设的插头温度第二阈值，则生成正常信号，若快充电源插头的温度t≥预设的插头温度第二阈值，则生成插头过热信号，其中插头温度第二阈值＞插头温度第一阈值。

作为本发明的一种优选实施方式，所述数据采集单元在对快充电源的温度进行采集时，通过等时间间隔的方式定期采集，所述功率分析单元对数据采集单元定期采集的快充电源的温度进行分析，将相邻两点的温度差值除以两采集点之间的时间，获取该两点之间的温度上升速度，获取多个时间段的温度上升速度，通过逐差法对多个时间段内的温度上升速度求取平均值，并将温度上升速度平均值与预设的升温速度阈值进行比较，若温度上升速度平均值＜升温速度阈值，则不作出反应；

若温度上升速度平均值≥升温速度阈值，则功率分析单元获取设备当前剩余电量，若设备当前剩余电量≤预设的电量阈值，则生成减小功率信号和高温警告信号；

若设备当前剩余电量＞预设的电量阈值，则生成停止充电信号和高温警告信号。

作为本发明的一种优选实施方式，所述警报控制单元在收到停止充电信号后，控制快充电源插头停止对设备进行充电，所述警报控制单元在收到减小功率信号后，控制快充电源插头减小充电功率，所述警报控制单元收到高温警告信号后，控制快充电源插头警报灯闪烁以及与快充电源插头相连的设备显示“充电端高温”文本。

作为本发明的一种优选实施方式，所述反馈统计单元从运行平台获取温度调控信号，当识别到温度调控信号为减小功率信号时，对减小充电功率后的快充电源插头进行降温监控，当快充电源插头的温度下降至预设的插头温度阈值时，反馈统计单元生成停止功率减小信号，并将其通过运行平台发送至警报控制单元，警报控制单元收到停止功率减小信号后控制快充电源插头维持收到停止功率减小信号时的充电功率进行充电工作。

该基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，包括以下运行方法：

一：数据采集单元对快充电源插头的运行数据进行采集，通过功率分析单元对快充电源插头的输入功率与输出功率进行对比，获取快充电源插头的损耗功率；

二：通过快充电源插头热损耗功率与快充电源插头的发热量进行对比，获取快充电源插头温度传感器之外的部分是否具有发热点，并根据是否具有发热点决定快充电源插头的温度阈值大小，防止快充电源插头温度传感器之外的部分过热损坏；

三：通过对快充电源插头的升温速度进行分析，获取当前快充电源插头继续使用时的安全性，并将其与充电设备的剩余电量相结合，在保证安全与保证充电设备有电可用的情况中进行权衡，生成相应的控制信号对快充电源插头进行控制；

四：根据二中的温度阈值，通过反馈统计单元进行调整，在设备电量不足的情况下减小充电功率，防止设备断电的情况下保证充电时的安全

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过对快充电源插头的热损耗功率与快充电源插头的发热量进行对比，能够智能判断距离温度传感器较远的地方是否存在可能的发热，从而实现对快充电源插头实现高温保护时的温度阈值的变更，使得快充电源插头的高温保护更加合理，高温保护覆盖范围更加全面。

2、本发明中，通过对升温速度的判断，能够在快充电源插头温度未达到高温保护的温度阈值时，提前预估在此充电功率下的快充电源插头升温情况，从而在达到温度阈值之前对快充电源插头作出功率调整，保护快充电源插头和设备不在高温状态下工作，提高使用寿命。

3、本发明中，通过对设备的剩余电量进行分析，在快充电源插头达到或即将达到高温时，在快充电源插头的使用安全和防止设备断电之间取得平衡，既保证用户使用体验又防止设备出现高温运行时的危险。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

虽然部分快充电源插头存在温度控制系统，然而受限于温度传感器的分布位置，无法对快充电源插头、数据线、数据线与设备接口实现多方位的发热量监控，从而出现温度传感器无法检测出温度过高的情况。

请参阅图1所示，基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，包括运行平台、数据采集单元、警报控制单元、反馈统计单元和功率分析单元，运行平台和上述单元通讯连接；

数据采集单元用于采集快充电源插头的当前充电功率、快充电源插头的温度，并通过与快充电源插头相连接的设备当前剩余电量和插头输出至设备的实际功率，数据采集单元将上述数据发送至运行平台；

功率分析单元能够通过运行平台获取到数据采集单元所采集到的信号，并将对该信号进行分析计算，功率分析单元对数据采集单元所采集到的信号进行分析的过程如下：选取电源插头的当前充电功率和插头输出至设备的实际功率，其中电源插头的当前充电功率指快充电源插头在对设备进行充电时插头上所消耗的总功率，插头输出至设备的实际功率指设备在通过该快充电源插头充电时获得的充电功率，将电源插头的当前充电功率和插头输出至设备的实际功率进行差值运算，得到快充电源插头进行充电时在插头上损耗的功率，一般来说，插头上所损耗的功率用于插头、连接点以及充电数据线上的发热工作，将其记录为P，再获取快充电源插头的温度，将其记录为t，通过公式

得到在发热功率为P的情况下快充插头应具有的温度T，即在除快充充电插头外的地方无发热点的情况下，快充电源插头的温度t与T应处于基本相等的情况，其中x为散热系数、k为比例系数，将发热功率为P的情况下快充插头应具有的温度T与快充电源插头的温度t进行差值运算，若|T-t|＞预设的温差阈值，表明除快充电源插头外的地方存在发热耗电的点位，则生成发热异常信号，若|T-t|≤预设的温差阈值，表明发热功率P基本全部用于快充电源插头处的发热，则生成发热正常信号。

功率分析单元生成发热异常信号或发热正常信号后，功率分析单元将快充电源插头的温度t与预设的插头温度阈值进行对比，判定快充电源插头当前的工作温度是否达到需要高温保护的插头温度阈值，其中插头温度阈值包括插头温度第一阈值和插头温度第二阈值，功率分析单元生成发热异常信号后，因为部分功率用于温度传感器较远的位置发热，为防止该处发热量过高，对温度阈值进行减小调整，若快充电源插头的温度t＜预设的插头温度第一阈值，则生成正常信号，若快充电源插头的温度t≥预设的插头温度第一阈值，则生成插头过热信号，防止快充电源插头过热工作；

功率分析单元生成发热正常信号后，也将快充电源插头的温度t与预设的插头温度阈值进行对比，因为发热功率P基本完全用于快充电源插头处的发热，发热量和快充电源插头温度能够通过温度传感器准确获得，因此能够将温度阈值设置较高水平，既能防范安全隐患，又能够减少设备异常的次数，若快充电源插头的温度t＜预设的插头温度第二阈值，则生成正常信号，若快充电源插头的温度t≥预设的插头温度第二阈值，则生成插头过热信号，其中插头温度第二阈值＞插头温度第一阈值。

实施例二：

在急需用电时，快充电源插头的一刀切的方式还会对急需充电的用户带来不便。

数据采集单元在对快充电源的温度进行采集时，通过等时间间隔的方式定期采集，功率分析单元通过对快充电源插头的温度进行等时间间隔的计算，从而获取到快充电源插头的温度变化趋势，将温度变化趋势生成插头温度调控信号，其中插头温度调控信号包括减小功率信号、停止充电信号以及高温警告信号，并将插头温度调控信号发送至运行平台，运行平台将温度调控信号发送至警报控制单元，警报控制单元根据收到的温度调控信号对快充电源插头作出减小充电功率、停止充电或者温度调控警报，对温度变化趋势进行分析时，将相邻两点的温度差值除以两采集点之间的时间，获取该两点之间的温度上升速度V，获取多个时间段的温度上升速度Vi，通过逐差法求平均值的方式对多个时间段内的温度上升速度求取平均值，

其中n为时间段数量，n选取偶数个时间段，通过逐差法求取平均值提高数据的利用程度，并将温度上升速度平均值与预设的升温速度阈值进行比较，若温度上升速度平均值＜升温速度阈值，表面温度上升在允许范围内，则不作出反应；

若温度上升速度平均值≥升温速度阈值，表明温度上升在不允许的范围内，则功率分析单元获取设备当前剩余电量，在对设备充电和高温保护之间进行权衡，若设备当前剩余电量≤预设的电量阈值，说明设备当前电量较少，急需充电，为保证充电安全和充电需求，则生成减小功率信号和高温警告信号，通过低功率充电保证设备进行充电同时通过高温警告信号提醒使用者；

若设备当前剩余电量＞预设的电量阈值，表明当前电量充足，为保证用电安全，则生成停止充电信号和高温警告信号。

警报控制单元在收到停止充电信号后，控制快充电源插头停止对设备进行充电，警报控制单元在收到减小功率信号后，控制快充电源插头减小充电功率，警报控制单元收到高温警告信号后，控制快充电源插头警报灯闪烁以及与快充电源插头相连的设备显示“充电端高温”文本，以提醒使用者。

反馈统计单元从运行平台获取温度调控信号，当识别到温度调控信号为减小功率信号时，对减小充电功率后的快充电源插头进行降温监控，当快充电源插头的温度下降至预设的插头温度阈值时，表明该功率下进行充电不会产生过高的温度，反馈统计单元生成停止功率减小信号，并将其通过运行平台发送至警报控制单元，警报控制单元收到停止功率减小信号后控制快充电源插头维持收到停止功率减小信号时的充电功率进行充电工作，实现对快充电源插头可靠性的精准研判。

本发明中，通过数据采集单元对快充电源插头的运行数据进行采集，通过功率分析单元对快充电源插头的输入功率与输出功率进行对比，获取快充电源插头的损耗功率；通过快充电源插头热损耗功率与快充电源插头的发热量进行对比，获取快充电源插头温度传感器之外的部分是否具有发热点，并根据是否具有发热点决定快充电源插头的温度阈值大小，防止快充电源插头温度传感器之外的部分过热损坏；通过对快充电源插头的升温速度进行分析，获取当前快充电源插头继续使用时的安全性，并将其与充电设备的剩余电量相结合，在保证安全与保证充电设备有电可用的情况中进行权衡，生成相应的控制信号对快充电源插头进行控制。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，其特征在于，包括运行平台、数据采集单元、警报控制单元、反馈统计单元和功率分析单元，所述运行平台和上述单元通讯连接；

所述数据采集单元用于采集快充电源插头的当前充电功率、快充电源插头的温度，并通过与快充电源插头相连接的设备当前剩余电量和插头输出至设备的实际功率，所述数据采集单元将上述数据发送至运行平台；

所述功率分析单元能够通过运行平台获取到数据采集单元所采集到的信号，并将对该信号进行分析计算，通过对快充电源插头的温度进行等时间间隔的计算，从而获取到快充电源插头的温度变化趋势，并将温度变化趋势与快充电源插头的功率进行分析对比，根据对比结果生成插头温度调控信号，其中插头温度调控信号包括减小功率信号、停止充电信号以及高温警告信号，并将插头温度调控信号发送至运行平台，所述运行平台将温度调控信号发送至警报控制单元，警报控制单元根据收到的温度调控信号对快充电源插头作出减小充电功率、停止充电或者温度调控警报；

所述反馈统计单元能够从运行平台获取温度调控信号，并对温度调控信号进行分析，根据温度调控信号的不同类别进行分类统计，并根据分类统计结果生成相应控制信号，将控制信号发送至警报控制单元，警报控制单元根据控制信号对快充插头进行工作状态调节，并在工作状态调节的过程中由数据采集单元持续对快充插头进行采集，实现对快充电源插头可靠性的精准研判。

2.根据权利要求1所述的基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，其特征在于，所述功率分析单元对数据采集单元所采集到的信号进行分析的过程如下：

选取电源插头的当前充电功率和插头输出至设备的实际功率，其中电源插头的当前充电功率指快充电源插头在对设备进行充电时插头上所消耗的总功率，插头输出至设备的实际功率指设备在通过该快充电源插头充电时获得的充电功率，将电源插头的当前充电功率和插头输出至设备的实际功率进行差值运算，得到快充电源插头进行充电时在插头上损耗的功率，将其记录为P，再获取快充电源插头的温度，将其记录为t，通过公式

得到在发热功率为P的情况下快充插头应具有的温度T，其中x为散热系数、k为比例系数，将发热功率为P的情况下快充插头应具有的温度T与快充电源插头的温度t进行差值运算，若|T-t|＞预设的温差阈值，则生成发热异常信号，若|T-t|≤预设的温差阈值，则生成发热正常信号。

3.根据权利要求1所述的基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，其特征在于，所述功率分析单元生成发热异常信号或发热正常信号后，所述功率分析单元将快充电源插头的温度t与预设的插头温度阈值进行对比，其中插头温度阈值包括插头温度第一阈值和插头温度第二阈值，所述功率分析单元生成发热异常信号后，若快充电源插头的温度t＜预设的插头温度第一阈值，则生成正常信号，若快充电源插头的温度t≥预设的插头温度第一阈值，则生成插头过热信号；

所述功率分析单元生成发热正常信号后，也将快充电源插头的温度t与预设的插头温度阈值进行对比，若快充电源插头的温度t＜预设的插头温度第二阈值，则生成正常信号，若快充电源插头的温度t≥预设的插头温度第二阈值，则生成插头过热信号，其中插头温度第二阈值＞插头温度第一阈值。

4.根据权利要求1所述的基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，其特征在于，所述数据采集单元在对快充电源的温度进行采集时，通过等时间间隔的方式定期采集，所述功率分析单元对数据采集单元定期采集的快充电源的温度进行分析，将相邻两点的温度差值除以两采集点之间的时间，获取该两点之间的温度上升速度，获取多个时间段的温度上升速度，通过逐差法对多个时间段内的温度上升速度求取平均值，并将温度上升速度平均值与预设的升温速度阈值进行比较，若温度上升速度平均值＜升温速度阈值，则不作出反应；

若温度上升速度平均值≥升温速度阈值，则功率分析单元获取设备当前剩余电量，若设备当前剩余电量≤预设的电量阈值，则生成减小功率信号和高温警告信号；

若设备当前剩余电量＞预设的电量阈值，则生成停止充电信号和高温警告信号。

5.根据权利要求1所述的基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，其特征在于，所述警报控制单元在收到停止充电信号后，控制快充电源插头停止对设备进行充电，所述警报控制单元在收到减小功率信号后，控制快充电源插头减小充电功率，所述警报控制单元收到高温警告信号后，控制快充电源插头警报灯闪烁以及与快充电源插头相连的设备显示“充电端高温”文本。

6.根据权利要求1所述的基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，其特征在于，所述反馈统计单元从运行平台获取温度调控信号，当识别到温度调控信号为减小功率信号时，对减小充电功率后的快充电源插头进行降温监控，当快充电源插头的温度下降至预设的插头温度阈值时，反馈统计单元生成停止功率减小信号，并将其通过运行平台发送至警报控制单元，警报控制单元收到停止功率减小信号后控制快充电源插头维持收到停止功率减小信号时的充电功率进行充电工作。

7.根据权利要求1～6任意一条所述的基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统，其特征在于，所述基于数据分析的快充电源插头可靠性反馈系统包括以下运行方法：

一：数据采集单元对快充电源插头的运行数据进行采集，通过功率分析单元对快充电源插头的输入功率与输出功率进行对比，获取快充电源插头的损耗功率；

二：通过快充电源插头热损耗功率与快充电源插头的发热量进行对比，获取快充电源插头温度传感器之外的部分是否具有发热点，并根据是否具有发热点决定快充电源插头的温度阈值大小，防止快充电源插头温度传感器之外的部分过热损坏；

三：通过对快充电源插头的升温速度进行分析，获取当前快充电源插头继续使用时的安全性，并将其与充电设备的剩余电量相结合，在保证安全与保证充电设备有电可用的情况中进行权衡，生成相应的控制信号对快充电源插头进行控制；

四：根据二中的温度阈值，通过反馈统计单元进行调整，在设备电量不足的情况下减小充电功率，防止设备断电的情况下保证充电时的安全。

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