CN116646565B - 燃料电池的故障检测方法、装置、存储介质及燃料电池 - Google Patents

燃料电池的故障检测方法、装置、存储介质及燃料电池 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种燃料电池的故障检测方法、装置、存储介质及燃料电池，该方法包括：获取燃料电池的第一温度数据、压力数据、流量数据及气体泄漏告警数据；气体泄漏告警数据用于指示燃料电池是否发生气体泄漏；根据第一温度数据，得到用于指示燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果；若温度判断结果指示燃料电池的工作温度正常，则基于压力数据得到用于指示燃料电池的压力是否正常的压力检测结果，并基于流量数据得到用于指示燃料电池的流量是否正常的流量检测结果；根据压力检测结果、流量检测结果和气体泄漏告警数据，判断燃料电池是否存在故障，以得到故障检测结果。本申请可降低误判的可能性，并提高故障检测结果的准确性。

Description

燃料电池的故障检测方法、装置、存储介质及燃料电池
技术领域
本申请涉及故障检测技术领域，尤其涉及一种燃料电池的故障检测方法、装置、存储介质及燃料电池。
背景技术
燃料电池，又称电化学发电器，是指将燃料具备的化学能转换为电能的化学装置。由于燃料电池具备无污染、运行噪音小、发电效率高等优点，目前燃料电池的应用越发广泛。为及时监控燃料电池的工作状态，需要对燃料电池进行故障检测，以自动确定燃料电池是否存在故障，以便于在电池故障时及时停机并进行维修，确保供电安全。然而，经发明人研究发现，现有的燃料电池故障检测方案无法准确检测燃料电池是否存在故障，易发生误判。
发明内容
本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中容易发生误判的技术缺陷。
第一方面，本申请一些实施例提供了一种燃料电池的故障检测方法，所述方法包括：
获取燃料电池的第一温度数据、压力数据、流量数据及气体泄漏告警数据；所述气体泄漏告警数据用于指示所述燃料电池是否发生气体泄漏；
根据所述第一温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果；
若所述温度判断结果指示所述燃料电池的工作温度正常，则基于所述压力数据得到用于指示所述燃料电池的压力是否正常的压力检测结果，并基于所述流量数据得到用于指示所述燃料电池的流量是否正常的流量检测结果；
根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障，以得到故障检测结果。
在其中一个实施例中，所述根据所述第一温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果的步骤，包括：
若所述第一温度数据大于第一预设温度阈值，则计算当前时刻与所述燃料电池的前次停机时刻之间的间隔时长；
若所述间隔时长小于第一预设时长，则在延迟第二预设时长后获取所述燃料电池的第二温度数据；
根据所述第二温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的所述温度判断结果。
在其中一个实施例中，所述根据所述第二温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的所述温度判断结果的步骤，包括：
若所述第二温度数据小于或等于第二预设温度阈值，则生成用于指示所述燃料电池的工作温度正常的温度判断结果；
若所述第二温度数据大于所述第二预设温度阈值，则生成用于指示所述燃料电池的工作温度异常的温度判断结果，并确定所述燃料电池存在故障，将温度传感器故障和/或电池加热器短路故障作为所述燃料电池的故障类型。
在其中一个实施例中，所述根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障和流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
在其中一个实施例中，所述根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；和/或
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
在其中一个实施例中，所述根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；和/或
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
在其中一个实施例中，所述根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将燃料泄漏故障作为所述燃料电池的故障类型；和/或
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将气体泄漏警报器故障作为所述燃料电池的故障类型。
第二方面，本申请一些实施例提供了一种燃料电池的故障检测装置，所述装置包括：
第一数据获取模块，用于获取燃料电池的第一温度数据、压力数据、流量数据及气体泄漏告警数据；所述气体泄漏告警数据用于指示所述燃料电池是否发生气体泄漏；
温度判断模块，用于根据所述第一温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果；
压力及流量判断模块，用于若所述温度判断结果指示所述燃料电池的工作温度正常，则基于所述压力数据得到用于指示所述燃料电池的压力是否正常的压力检测结果，并基于所述流量数据得到用于指示所述燃料电池的流量是否正常的流量检测结果；
故障判断模块，用于根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障，以得到故障检测结果。
第三方面，本申请一些实施例提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行上述任一实施例所述燃料电池的故障检测方法的步骤。
第四方面，本申请一些实施例还提供了一种燃料电池，该燃料电池包括：
能量转换模组，用于将化学能转换为电能并输出；
温度传感器，设于所述能量转换模组内，用于检测所述燃料电池的温度数据；
压力传感器，设于所述能量转换模组内，用于检测所述燃料电池的压力数据；
流量传感器，设于所述能量转换模组内，用于检测所述燃料电池的流量数据；
气体泄漏警报器，设于所述能量转换模组内，用于检测所述燃料电池是否发生气体泄漏并生成气体泄漏告警数据；
燃料电池主控制器，用于控制所述能量转换模组的能量转换过程；
安全控制器，分别连接所述温度传感器、所述压力传感器、所述流量传感器和所述气体泄漏警报器，用于执行上述任一实施例所述燃料电池的故障检测方法的步骤。
在本申请一些实施例提供的燃料电池的故障检测方法、装置、存储介质及燃料电池中，在根据燃料电池的第一温度数据确定燃料电池的工作温度正常时，可基于燃料电池的压力数据和流量数据，分别得到用于指示燃料电池的压力是否正常的压力检测结果和用于指示燃料电池的流量是否正常的流量检测结果，并根据压力检测结果、流量检测结果和气体泄漏告警数据判断燃料电池是否存在故障。如此，可同时结合燃料电池的温度数据、压力数据、流量数据和气体泄漏告警数据多个指标，综合判断燃料电池是否存在故障，从而可全面、准确地判断燃料电池的运行状态，降低误判的可能性，进而可提高故障检测结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为一个实施例中燃料电池的故障检测方法的流程示意图之一；
图2为一个实施例中燃料电池的故障检测方法的流程示意图之二；
图3为一个实施例中燃料电池的故障检测装置的结构示意图；
图4为一个实施例中安全控制器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
正如背景技术所言，现有技术在对燃料电池进行故障检测时，易发生误判，存在检测准确性低的技术缺陷。经发明人研究发现，导致这一问题的原因在于，现有技术是基于单一指标来实现故障检测的。例如，当燃料电池的实际压力大于预设压力阈值时，现有技术即确定燃料电池存在故障，而不会综合如流量数据、温度数据等其他检测数据做进一步判断。因此容易发生误判，降低了故障检测结果的准确性。
为解决前述问题，本申请的实施例提供了一种燃料电池的故障检测方法、装置、存储介质及燃料电池，通过同时结合燃料电池的温度数据、压力数据、流量数据和气体泄漏告警数据多个指标，综合判断燃料电池是否存在故障，从而可全面、准确地判断燃料电池的运行状态，降低误判的可能性，进而可提高故障检测结果的准确性。
可以理解，本申请提供的燃料电池的故障检测方法可以用于检测燃料电池是否发生故障，进一步地，在一些实施例中，本申请提供的方法还可用于确定燃料电池的故障类型。需要说明的是，本申请中燃料电池的电池结构可以依据实际情况确定，本文对此不作具体限定。
在一个实施例中，本申请提供了一种燃料电池的故障检测方法。如图1所示，该故障检测方法具体可包括如下步骤：
S102：获取燃料电池的第一温度数据、压力数据、流量数据及气体泄漏告警数据；所述气体泄漏告警数据用于指示所述燃料电池是否发生气体泄漏。
其中，第一温度数据可用于反映燃料电池的实际电池温度值，压力数据可用于反映燃料电池的实际压力值，流量数据可用于反映燃料电池的实际流量值，气体泄漏告警数据可用于指示燃料电池是否发生气体泄漏。
可以理解，本申请可通过任意方式获取第一温度数据、压力数据、流量数据和气体泄漏告警数据。例如，可通过与设置在燃料电池中的传感器进行通信，并获取由传感器采集的检测数据，以得到第一温度数据、压力数据、流量数据和气体泄漏告警数据的任一种或任意组合。
S104：根据所述第一温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果。
具体而言，本申请可根据第一温度数据判断燃料电池的工作温度是否存在异常，并得到温度判断结果，该温度判断结果可用于指示燃料电池的工作温度是否正常。可以理解，本申请可采用任意方式来实现S104。在一个示例中，本申请可以将第一温度数据与预设温度阈值进行比较，并根据比较结果判断燃料电池的工作温度是否正常，进而得到温度判断结果。在另一个示例中，本申请可以将第一温度数据输入预先建立的数学模型（例如预先训练好的神经网络）中，以通过该数学模型分析判断燃料电池的工作温度是否正常，进而得到温度判断结果。
S106：若所述温度判断结果指示所述燃料电池的工作温度正常，则基于所述压力数据得到用于指示所述燃料电池的压力是否正常的压力检测结果，并基于所述流量数据得到用于指示所述燃料电池的流量是否正常的流量检测结果。
具体而言，当燃料电池的工作温度正常时，本申请可基于燃料电池的压力数据判断燃料电池是否存在压力异常，并得到压力检测结果。该压力检测结果可用于指示燃料电池的压力是否正常。类似地，当燃料电池的工作温度正常时，本申请可基于燃料电池的流量数据判断燃料电池是否存在流量异常，并得到用于指示燃料电池的流量是否正常的流量检测结果。
可以理解，本步骤中，压力检测和流量检测的具体实现可以采用任意方式来进行。例如，可以将测量得到的压力数据和流量数据，与预先设置的对应阈值进行比较，进而得到压力检测结果和流量检测结果。又如，可以通过预先建立的数学模型来实现压力检测和流量检测。关于压力检测和流量检测的具体检测方式可参照上述温度检测的相关说明，本文在此不再赘述。
需要说明的是，本文所述的“正常”和“异常”的具体判定标准可依据实际情况来确定。以压力检测为例，在一个示例中，当压力数据大于第一预设阈值时可确定燃料电池的压力异常，否则，确定燃料电池的压力正常；在另一个示例中，当压力数据大于第一预设阈值或者小于第二预设阈值时可确定燃料电池的压力异常，当压力数据小于或等于第一预设阈值且大于或等于第二预设阈值时可确定燃料电池的压力正常。
S108：根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障，以得到故障检测结果。
具体而言，在燃料电池的工作温度正常的情况下，本申请可同时结合压力检测结果、流量判断结果和气体泄漏告警，判断燃料电池是否存在故障，并得到相应的故障检测结果。进一步地，在一些示例中，若确定燃料电池存在故障，则本申请可根据压力检测结果、流量检测结果和气体泄漏告警数据，确定燃料电池的故障类型，并将故障类型推送至相应的终端设备，以使该终端设备生成用于显示故障类型的界面。
本实施例中，在根据燃料电池的第一温度数据确定燃料电池的工作温度正常时，可基于燃料电池的压力数据和流量数据，分别得到用于指示燃料电池的压力是否正常的压力检测结果和用于指示燃料电池的流量是否正常的流量检测结果，并根据压力检测结果、流量检测结果和气体泄漏告警数据判断燃料电池是否存在故障。如此，可同时结合燃料电池的温度数据、压力数据、流量数据和气体泄漏告警数据多个指标，综合判断燃料电池是否存在故障，从而可全面、准确地判断燃料电池的运行状态，降低误判的可能性，进而可提高故障检测结果的准确性。
在一个实施例中，S104可以包括：
若所述第一温度数据大于第一预设温度阈值，则计算当前时刻与所述燃料电池的前次停机时刻之间的间隔时长；
若所述间隔时长小于第一预设时长，则在延迟第二预设时长后获取所述燃料电池的第二温度数据；
根据所述第二温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的所述温度判断结果。
其中，燃料电池的前次停机时刻是指燃料电池最近一次发生停机的时刻。例如，燃料电池分别在T0时刻和T1时刻发生停机，当前时刻为T2，且T0早于T1，T1早于T2，则前次停机时刻为T1。
第二温度数据与第一温度数据为燃料电池在不同时刻下对应的实际电池温度，且第二温度数据对应的时刻晚于第一温度数据对应的时刻。例如，第二温度数据为燃料电池在T3时刻下的实际电池温度，第一温度数据为燃料电池在T4时刻下的实际电池温度，且T3晚于T4。在一个示例中，T3可以为(T4＋△T)，△T为第二预设时长。
具体而言，当第一温度数据大于预设温度阈值时，表明燃料电池的工作温度在第一温度数据对应的时刻下过高。考虑到燃料电池停机时长较短，电池未完全散热也有可能导致工作温度过高的问题，因此，在第一温度数据大于预设温度阈值的情况下，本申请可计算当前时刻与前次停机时刻之间的间隔时长，以得到燃料电池的停机时长。若计算所得的间隔时长小于第一预设时长，则表明当前时刻与前次停机时刻较为接近，燃料电池的停机时间较短。在此情况下，本申请可以在延迟第二预设时长后重新获取电池的温度数据，以得到第二温度数据，并根据第二温度数据判断燃料电池的工作温度是否正常，进而得到温度判断结果。
本实施例中，当第一温度数据大于第一预设温度阈值时，通过计算当前时刻与前次停机时刻之间的间隔时长，并在间隔时长小于第一预设时长的情况下延迟第二预设时长后再次获取燃料电池的温度数据（也即第二温度数据），且基于第二温度数据判断燃料电池的工作温度是否正常。如此，可减少特殊情况引发的误判，从而可进一步提高温度判断结果的准确性。
在一个实施例中，S104还可包括：若所述第一温度数据小于或等于第一预设温度阈值，则可生成用于指示所述燃料电池的工作温度正常的温度判断结果。换言之，当第一温度数据小于第一预设温度阈值时，本申请可确定燃料电池的工作温度正常。如此，既可以保证判断结果的准确性，又可以提高故障检测的效率。
在一个实施例中，S104还可包括：若所述第一温度数据大于第一预设温度阈值，且所述间隔时长大于或等于第一预设时长，则可生成用于指示所述燃料电池的工作温度异常的温度判断结果。当间隔时长大于第一预设时长时，表明当前时刻与前次停机时刻之间的间隔时长足以令燃料电池完全散热，电池温度过高并非由未完全散热而导致的，因此本申请可直接确定燃料电池的工作温度异常。如此，既可以保证判断结果的准确性，又可以提高故障检测的效率。
在一个实施例中，所述根据所述第二温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的所述温度判断结果的步骤，包括：
若所述第二温度数据小于或等于第二预设温度阈值，则生成用于指示所述燃料电池的工作温度正常的温度判断结果；
若所述第二温度数据大于所述第二预设温度阈值，则生成用于指示所述燃料电池的工作温度异常的温度判断结果，并确定所述燃料电池存在故障，将温度传感器故障和/或电池加热器短路故障作为所述燃料电池的故障类型。
其中，第二预设温度阈值与第一预设温度阈值可以相同，也可以不同。在一个示例中，若本申请提供的方法用于在燃料电池未开始发电的初始化阶段进行故障检测，则第一预设温度阈值和第二预设温度阈值可以相同。在另一个示例中，若本申请提供的方法用于在燃料电池的发电阶段进行故障检测，则第一预设温度阈值与第二预设温度阈值可以不同，且第二预设温度阈值可以高于第一预设温度阈值。
具体而言，若燃料电池的第一温度数据过高，且在延迟第二预设时长后，重新获取得到的第二温度数据小于或等于第二预设温度阈值，则可确定在延迟第二预设时长后，燃料电池的工作温度恢复正常。因此，可生成用于指示燃料电池的工作温度正常的温度判断结果
若燃料电池的第一温度数据过高，且在延迟第二预设时长后，重新获取得到的第二温度数据也过高，则可确定燃料电池存在工作温度过高的问题，燃料电池存在故障。考虑到温度数据是由温度传感器采集的，温度传感器故障和/或燃料电池的加热器故障均会导致采集得到的温度数据过高，因此，当第二温度数据大于第二预设温度阈值时，本申请可将温度传感器故障和/或电池加热器短路故障作为燃料电池的故障类型。如此，在检测到燃料电池故障时，可自动且准确地确定燃料电池的故障类型，以便于相关人员依据自动确定的故障类型进行人工检查和电池维修，缩短燃料电池的故障修复时间。
在一个实施例中，根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，可以包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障和流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
具体而言，在无故障的情况下，燃料电池的压力数据、流量数据和气体泄漏情况三者之间是具备关联性的。例如，在无传感器故障的情况下，当燃料电池未发生燃料泄漏时，气体泄漏告警数据需要指示燃料电池未发生气体泄漏，压力数据反映燃料电池的压力正常，并且流量数据反映燃料电池的流量正常。若气体泄漏告警数据、压力数据和流量数据不符合正常情况下的关联性，则表明至少一个传感器存在故障。
在本实施例中，在燃料电池的工作温度正常的情况下，若压力数据反映燃料电池的压力正常、流量数据反映燃料电池的流量正常且气体泄漏告警数据反映燃料电池发生气体泄漏，则表明压力数据、流量数据和气体泄漏告警数据的数据情况不合理，燃料电池的至少一个传感器存在故障。
为确保燃料电池的安全性，在三类数据的关联情况不合理时，本申请以能够反映燃料电池发生气体泄漏的检测数据作为基准。因此，在本实施例中，可确定故障的传感器为压力传感器和流量传感器。如此，在检测到燃料电池故障时，可自动且准确地确定燃料电池的故障类型，以便于相关人员依据自动确定的故障类型进行人工检查和电池维修，缩短燃料电池的故障修复时间。
在一个实施例中，根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；和/或
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
具体而言，在多数情况下，燃料电池的压力和流量具备相同的变化情况。例如，在压力传感器和流量传感器无传感器故障的情况下，燃料电池的压力与流量应当同时异常或者同时正常。若压力数据与流量数据反映燃料电池的压力和流量具备不同的变化情况，则可表明压力传感器或者流量传感器存在传感器故障。
本实施例中，在燃料电池的工作温度正常的情况下，若压力检测结果指示燃料电池的压力正常，且流量检测结果指示燃料电池的流量异常，则可确定燃料电池存在故障，并可通过气体泄漏告警数据来进一步确定故障传感器。若气体泄漏告警数据指示燃料电池发生气体泄漏，则表明气体泄漏告警数据与流量检测结果是相对应的，因此，可将压力传感器故障确定为故障传感器，以得到故障类型。若气体泄漏告警数据指示燃料电池未发生气体泄漏，则表明气体泄漏告警数据与压力检测结果是相对应的，因此，可将流量传感器故障确定为故障传感器，以得到故障类型。
通过本实施例，可自动且准确地确定燃料电池的故障传感器，以得到故障类型。如此，可便于相关人员依据自动确定的故障类型进行人工检查和电池维修，缩短燃料电池的故障修复时间。
在一个实施例中，根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；和/或
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
具体而言，在燃料电池的工作温度正常的情况下，压力检测结果指示燃料电池的压力异常，且流量检测结果指示燃料电池的流量正常，这表明压力数据与流量数据反映燃料电池的压力和流量具备不同的变化情况，因此，可确定燃料电池存在传感器故障。
若气体泄漏告警数据指示燃料电池发生气体泄漏，则表明气体泄漏告警数据与压力检测结果是相对应的，因此，可将流量传感器故障确定为故障传感器，以得到故障类型。若气体泄漏告警数据指示燃料电池未发生气体泄漏，则表明气体泄漏告警数据与流量检测结果是相对应的，因此，可将压力传感器故障确定为故障传感器，以得到故障类型。
通过本实施例，可自动且准确地确定燃料电池的故障传感器，以得到故障类型。如此，可便于相关人员依据自动确定的故障类型进行人工检查和电池维修，缩短燃料电池的故障修复时间。
在一个实施例中，根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将燃料泄漏故障作为所述燃料电池的故障类型；和/或
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将气体泄漏警报器故障作为所述燃料电池的故障类型。
具体而言，在燃料电池的工作温度正常的情况下，压力检测结果指示燃料电池的压力正常，且流量检测结果指示燃料电池的流量正常，这表明压力数据与流量数据反映燃料电池的压力和流量具备相同的变化情况。若气体泄漏告警数据反映燃料电池未发生气体泄漏，则表明气体泄漏告警数据与压力数据、流量数据的变化情况不符，燃料电池存在传感器故障，且故障传感器为用于检测燃料电池是否发生气体泄漏的气体泄漏警报器。若气体泄漏告警数据反映燃料电池发生气体泄漏，则压力数据、流量数据和气体泄漏告警数据三者的关联情况合理，因此，可确定燃料电池存在故障，且故障类型为燃料泄漏故障。
通过本实施例，可自动且准确地确定燃料电池的故障传感器，以得到故障类型。如此，可便于相关人员依据自动确定的故障类型进行人工检查和电池维修，缩短燃料电池的故障修复时间。
为便于理解本申请的方案，下面通过一个具体的示例进行说明。如图2所示，本申请提供的燃料电池的故障检测方法可以在燃料电池的初始化阶段进行故障检测，并可包括如下步骤：
S202：分别获取第一温度数据、压力数据、流量数据和气体泄漏报警数据；
S204：根据第一温度数据判断燃料电池的工作温度过高，若是，则进入S206，若否，则进入S218；
S206：判断当前时刻与前次停机时刻之间的间隔时长是否过短，若否，则进入S208，若是，则进入S212；
S208：确定燃料电池存在故障，并将温度传感器故障/电池加热器短路故障作为故障类型；
S210：切断燃料电池的电力供应，并向相关人员发送故障提示信息；
S212：延迟第二预设时长；
S214：重新获取燃料电池的温度数据，以得到第二温度数据；
S216：根据第二温度数据判断燃料电池的工作温度过高，若是，则进入S208，若否，则进入S218；
S218：根据压力数据判断燃料电池的压力是否过高，若否，则进入S220，若是，则进入S232；
S220：根据流量数据判断燃料电池的流量是否过高，若否，则进入S222，若是，则进入S226；
S222：根据气体泄漏告警数据判断燃料电池是否发生泄漏，若否，则确定燃料电池无故障并结束，若是，则进入S224；
S224：确定燃料电池存在故障，并将压力传感器故障和流量传感器故障作为故障类型，进入S210；
S226：根据气体泄漏告警数据判断是否发生气体泄漏，若是，则进入S228，否则，进入S230；
S228：确定燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为故障类型；
S230：确定燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为故障类型；
S232：根据流量数据判断燃料电池的流量是否过高，若是，则进入S234，否则，进入S240；
S234：根据气体泄漏告警数据判断是否发生气体泄漏，若是，则进入S236，否则，进入S238；
S236：确定燃料电池存在故障，并将燃料泄漏故障作为故障类型；
S238：确定燃料电池存在故障，并将气体泄漏警报器作为故障类型；
S240：根据气体泄漏告警数据判断是否发生气体泄漏，若是，则进入S242，否则，进入S244；
S242：确定燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为故障类型；
S244：确定燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为故障类型。
本示例可以在燃料电池的初始化阶段判断电池温度过高、燃料压力过高、流量过高、气体泄漏、传感器故障等故障，并通过人机交互界面显示故障类型并通过控制器实现故障处理。
下面对本申请实施例提供的燃料电池的故障检测装置进行描述，下文描述的燃料电池的故障检测装置与上文描述的燃料电池的故障检测方法可相互对应参照。
在一个实施例中，本申请提供了一种燃料电池的故障检测装置300。如图3所示，该故障检测装置300可以包括：
第一数据获取模块310，用于获取燃料电池的第一温度数据、压力数据、流量数据及气体泄漏告警数据；所述气体泄漏告警数据用于指示所述燃料电池是否发生气体泄漏；
温度判断模块320，用于根据所述第一温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果；
压力及流量判断模块330，用于若所述温度判断结果指示所述燃料电池的工作温度正常，则基于所述压力数据得到用于指示所述燃料电池的压力是否正常的压力检测结果，并基于所述流量数据得到用于指示所述燃料电池的流量是否正常的流量检测结果；
故障判断模块340，用于根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障，以得到故障检测结果。
在一个实施例中，温度判断模块320可以包括间隔时长计算单元、第二温度数据获取单元和温度判断结果获取单元。其中，间隔时长计算单元用于若所述第一温度数据大于第一预设温度阈值，则计算当前时刻与所述燃料电池的前次停机时刻之间的间隔时长。第二温度数据获取单元用于若所述间隔时长小于第一预设时长，则在延迟第二预设时长后获取所述燃料电池的第二温度数据。温度判断结果获取单元用于根据所述第二温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的所述温度判断结果。
在一个实施例中，温度判断结果获取单元包括第一结果生成单元和第二结果生成单元。其中，第一结果生成单元用于若所述第二温度数据小于或等于第二预设温度阈值，则生成用于指示所述燃料电池的工作温度正常的温度判断结果。第二结果生成单元用于若所述第二温度数据大于所述第二预设温度阈值，则生成用于指示所述燃料电池的工作温度异常的温度判断结果，并确定所述燃料电池存在故障，将温度传感器故障和/或电池加热器短路故障作为所述燃料电池的故障类型。
在一个实施例中，故障判断模块340包括第一判断单元。该第一判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障和流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
在一个实施例中，故障判断模块340包括第二判断单元和/或第三判断单元。该第二判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。第三判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
在一个实施例中，故障判断模块340包括第四判断单元和/或第五判断单元。第四判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。第五判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型。
在一个实施例中，故障判断模块340包括第六判断单元和/或第七判断单元。该第六判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将燃料泄漏故障作为所述燃料电池的故障类型。第七判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将气体泄漏警报器故障作为所述燃料电池的故障类型。
在一个实施例中，本申请还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机可读指令，计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如任意实施例中燃料电池的故障检测方法的步骤。
在一个实施例中，本申请还提供了一种燃料电池。该燃料电池可以包括能量转换模组、温度传感器、压力传感器、流量传感器、气体泄漏警报器、燃料电池主控制器和安全控制器。其中，温度传感器、压力传感器、流量传感器和气体泄漏警报器均设置在能量转换模组中，安全控制器分别连接温度传感器、压力传感器、流量传感器和气体泄漏警报器，燃料电池主控制器可连接能量转换模组。
具体而言，能量转换模组可用于进行能量转换，用于将化学能转换为电能并输出。燃料电池主控制器可以控制能量转换模组的能量转换过程，例如可以实现气路管理、水热管理、电气管理等功能。安全控制器可以获取由温度传感器检测到的燃料电池的温度数据、由压力传感器检测到的燃料电池的压力数据、由流量传感器检测到的燃料电池的流量数据以及由气体泄漏警报器检测到的气体泄漏告警数据，并执行上述任一实施例所述的燃料电池的故障检测方法的步骤，以实现燃料电池的故障检测。
本实施例中，通过将安全控制器与燃料电池主控制器分离，从而可实现安全控制和过程控制的单独管控，使安全控制器不受其他控制器故障的影响。当燃料电池主控制器等其他控制器因故障失效后，本实施例中的安全控制器能够独立运行上述实施例的故障检测方法并控制系统进行切断电力供应，从而可提高燃料电池的安全性。
在一个实施例中，安全控制器可以单独设置在保护区域中，该保护区域具有防震动和防进水等防护效果。
在一个实施例中，本申请的安全控制器中可以存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如任意实施例中燃料电池的故障检测方法的步骤。
示意性地，图4为本申请实施例提供的一种安全控制器的内部结构示意图。参照图4，安全控制器900包括处理组件902，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器901所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件902的执行的指令。此外，处理组件902被配置为执行指令，以执行上述任意实施例所述方法的步骤。
安全控制器900还可以包括一个电源组件903被配置为执行安全控制器900的电源管理，一个有线或无线网络接口904被配置为将安全控制器900连接到网络，和一个输入输出（I/O）接口905。
本领域技术人员可以理解，本申请示出的安全控制器的内部结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的安全控制器的限定，具体的安全控制器可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
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。本文中，“一”、“一个”、“所述”、“该”和“其”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。多个是指至少两个的情况，如2个、3个、5个或8个等。“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
本说明书中各个实施例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，各个实施例之间可以根据需要进行组合，且相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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。

Claims (6)

1.一种燃料电池的故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取燃料电池的第一温度数据、压力数据、流量数据及气体泄漏告警数据；所述气体泄漏告警数据用于指示所述燃料电池是否发生气体泄漏；
根据所述第一温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果；
若所述温度判断结果指示所述燃料电池的工作温度正常，则基于所述压力数据得到用于指示所述燃料电池的压力是否正常的压力检测结果，并基于所述流量数据得到用于指示所述燃料电池的流量是否正常的流量检测结果；
根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障，以得到故障检测结果；
其中，所述根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障的步骤，包括：
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障和流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将燃料泄漏故障作为所述燃料电池的故障类型；和/或
若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将气体泄漏警报器故障作为所述燃料电池的故障类型。
2.根据权利要求1所述的燃料电池的故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第一温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果的步骤，包括：
若所述第一温度数据大于第一预设温度阈值，则计算当前时刻与所述燃料电池的前次停机时刻之间的间隔时长；
若所述间隔时长小于第一预设时长，则在延迟第二预设时长后获取所述燃料电池的第二温度数据；
根据所述第二温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的所述温度判断结果。
3.根据权利要求2所述的燃料电池的故障检测方法，其特征在于，所述根据所述第二温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的所述温度判断结果的步骤，包括：
若所述第二温度数据小于或等于第二预设温度阈值，则生成用于指示所述燃料电池的工作温度正常的温度判断结果；
若所述第二温度数据大于所述第二预设温度阈值，则生成用于指示所述燃料电池的工作温度异常的温度判断结果，并确定所述燃料电池存在故障，将温度传感器故障和/或电池加热器短路故障作为所述燃料电池的故障类型。
4.一种燃料电池的故障检测装置，其特征在于，所述装置包括：
第一数据获取模块，用于获取燃料电池的第一温度数据、压力数据、流量数据及气体泄漏告警数据；所述气体泄漏告警数据用于指示所述燃料电池是否发生气体泄漏；
温度判断模块，用于根据所述第一温度数据，得到用于指示所述燃料电池的工作温度是否正常的温度判断结果；
压力及流量判断模块，用于若所述温度判断结果指示所述燃料电池的工作温度正常，则基于所述压力数据得到用于指示所述燃料电池的压力是否正常的压力检测结果，并基于所述流量数据得到用于指示所述燃料电池的流量是否正常的流量检测结果；
故障判断模块，用于根据所述压力检测结果、所述流量检测结果和所述气体泄漏告警数据，判断所述燃料电池是否存在故障，以得到故障检测结果；
其中，所述故障判断模块包括第一判断单元、第二判断单元、第三判断单元、第四判断单元、第五判断单元、第六判断单元和/或第七判断单元；
所述第一判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障和流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
所述第二判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
所述第三判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力正常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
所述第四判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将流量传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
所述第五判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量正常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将压力传感器故障作为所述燃料电池的故障类型；
所述第六判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将燃料泄漏故障作为所述燃料电池的故障类型；
所述第七判断单元用于若所述压力检测结果指示所述燃料电池的压力异常、所述流量检测结果指示所述燃料电池的流量异常且所述气体泄漏告警数据指示所述燃料电池未发生气体泄漏，则确定所述燃料电池存在故障，并将气体泄漏警报器故障作为所述燃料电池的故障类型。
5.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行如权利要求1至3中任一项所述燃料电池的故障检测方法的步骤。
6.一种燃料电池，其特征在于，所述燃料电池包括：
能量转换模组，用于将化学能转换为电能并输出；
温度传感器，设于所述能量转换模组内，用于检测所述燃料电池的温度数据；
压力传感器，设于所述能量转换模组内，用于检测所述燃料电池的压力数据；
流量传感器，设于所述能量转换模组内，用于检测所述燃料电池的流量数据；
气体泄漏警报器，设于所述能量转换模组内，用于检测所述燃料电池是否发生气体泄漏并生成气体泄漏告警数据；
燃料电池主控制器，用于控制所述能量转换模组的能量转换过程；
安全控制器，分别连接所述温度传感器、所述压力传感器、所述流量传感器和所述气体泄漏警报器，用于执行如权利要求1至3中任一项所述燃料电池的故障检测方法的步骤。
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