超级电容NTC脱落检测方法及管理系统与流程

本发明涉及超级电容温度监测，尤其涉及一种超级电容ntc脱落检测方法及管理系统。

背景技术：

1、超级电容具有充放电速度快、功率密度较高等特点，在大电流充电或放电过程中，超级电容本体温度可能随运行状态发生较快变化。为获取超级电容的温度信息，现有超级电容管理系统通常在超级电容模组内的各超级电容上配置ntc热敏电阻，通过ntc热敏电阻采集相应超级电容的温度，以供系统进行温度监测及相关保护控制。在实际使用过程中，受装配松动、长期振动、线束拉扯或焊点异常等因素影响，ntc热敏电阻可能出现脱落等情况。ntc热敏电阻脱离超级电容本体后，其采集温度可能无法准确反映超级电容本体的实际温度变化，从而影响超级电容管理系统对温度状态的判断。

2、现有针对超级电容ntc脱落的检测方式中，一些方案主要根据采集温度是否位于预设温度范围之外进行判断，还有一些方案根据超级电容的采集温度与主板温度之间的温差进行判断。对于ntc热敏电阻脱落后采集温度仍处于常规温度范围的情况，仅依据温度上下限不易识别该类异常；当超级电容模组整体温度随环境温度发生变化时，单体温度与主板温度之间的温差特征也可能减弱，从而影响基于温差进行异常判断的可靠性。因此，现有检测方式在部分运行工况下对超级电容ntc热敏电阻脱落状态的识别仍存在一定局限。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超级电容ntc脱落检测方法及管理系统，以解决上述背景技术中提出的现有检测方式在部分运行工况下对超级电容ntc热敏电阻脱落状态识别可靠性不足的技术问题。

2、为实现上述目的，根据本发明实施例的第一方面，提供了一种超级电容ntc脱落检测方法，应用于超级电容管理系统，所述超级电容管理系统包括主板和超级电容模组，所述超级电容模组包括多个超级电容，每一所述超级电容配置有ntc热敏电阻，所述方法由所述超级电容管理系统执行，包括：

3、周期性获取各所述ntc热敏电阻采集的单体温度以及所述主板的主板温度；

4、基于统一的统计时间窗口，根据各所述ntc热敏电阻在所述统计时间窗口内采集的单体温度变化，分别确定各所述超级电容的温度增长斜率；

5、根据各所述超级电容的温度增长斜率之间的相对关系，确定温度增长斜率异常偏低的超级电容作为疑似故障超级电容；

6、确定各所述疑似故障超级电容的单体温度与所述主板温度之间的温差；

7、根据各所述疑似故障超级电容对应的所述温差是否满足预设温差异常条件，对各所述疑似故障超级电容进行校验，并根据校验结果判定各所述疑似故障超级电容对应的ntc热敏电阻是否发生脱落。

8、在一种可能的实现方式中，在确定各所述超级电容的温度增长斜率之前，对周期性获取的各所述单体温度以及所述主板温度进行滤波去噪处理。

9、在一种可能的实现方式中，所述统计时间窗口为30秒至60秒；

10、针对每一所述超级电容，根据所述统计时间窗口的起始时刻所采集的单体温度、所述统计时间窗口的当前时刻所采集的单体温度以及所述统计时间窗口的统计时长，确定该超级电容的温度增长斜率。

11、在一种可能的实现方式中，所述根据各所述超级电容的温度增长斜率之间的相对关系，确定温度增长斜率异常偏低的超级电容作为疑似故障超级电容，包括：

12、针对每一待判定超级电容，分别将所述待判定超级电容的温度增长斜率除以其他所述超级电容的温度增长斜率，得到相应的比值；

13、当所述待判定超级电容对应的至少一个所述比值不大于0.5时，确定所述待判定超级电容满足斜率异常条件，并将所述待判定超级电容确定为所述疑似故障超级电容。

14、在一种可能的实现方式中，所述预设温差异常条件为所述疑似故障超级电容的单体温度与所述主板温度之间的温差位于正常工作温差区间之外。

15、在一种可能的实现方式中，当存在多个所述疑似故障超级电容时，所述对各所述疑似故障超级电容进行校验，包括：

16、确定各所述疑似故障超级电容之间的单体温度差值；

17、根据各所述疑似故障超级电容之间的单体温度差值是否满足预设温度接近条件，确定各所述疑似故障超级电容的单体温度是否相互接近；

18、在各所述疑似故障超级电容之间的单体温度差值满足所述预设温度接近条件，且各所述疑似故障超级电容对应的所述温差均满足所述预设温差异常条件时，判定多个所述疑似故障超级电容各自对应的ntc热敏电阻均发生脱落，并输出发生脱落的ntc热敏电阻对应的超级电容编号。

19、在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

20、统计被判定为发生脱落的ntc热敏电阻的数量；

21、当发生脱落的ntc热敏电阻的数量为一个时，上报一级故障，并限制所述超级电容模组的最大充放电功率；

22、当发生脱落的ntc热敏电阻的数量为两个及以上时，上报二级故障并启动过热保护；

23、将发生脱落的ntc热敏电阻对应的故障信息上传至后台终端，并存储发生脱落的ntc热敏电阻对应的故障点位信息。

24、根据本发明实施例的第二方面，提供了一种超级电容管理系统，包括主板和超级电容模组，所述超级电容模组包括多个超级电容，每一所述超级电容配置有ntc热敏电阻，还包括：

25、ntc温度采集模块，用于周期性采集各所述ntc热敏电阻的单体温度；

26、主板温度采集模块，用于采集所述主板的主板温度；

27、温度增长斜率计算单元，用于基于统一的统计时间窗口，根据各所述ntc热敏电阻在所述统计时间窗口内采集的单体温度变化，分别确定各所述超级电容的温度增长斜率；

28、温差计算单元，用于确定各所述超级电容的单体温度与所述主板温度之间的温差；

29、ntc脱落综合判定单元，用于根据各所述超级电容的温度增长斜率之间的相对关系，确定温度增长斜率异常偏低的超级电容作为疑似故障超级电容，根据所述疑似故障超级电容对应的所述温差是否满足预设温差异常条件对所述疑似故障超级电容进行校验，并根据校验结果判定所述疑似故障超级电容对应的ntc热敏电阻是否发生脱落。

30、在一种可能的实现方式中，所述超级电容管理系统还包括数据滤波预处理单元，所述数据滤波预处理单元用于对所述ntc温度采集模块采集的单体温度以及所述主板温度采集模块采集的主板温度进行滤波去噪处理；

31、所述温度增长斜率计算单元用于根据经滤波去噪处理后的单体温度确定各所述超级电容的温度增长斜率；

32、所述温差计算单元用于根据经滤波去噪处理后的单体温度和主板温度确定所述温差。

33、在一种可能的实现方式中，所述超级电容管理系统还包括故障分级单元，所述故障分级单元用于根据所述ntc脱落综合判定单元的判定结果，统计被判定为发生脱落的ntc热敏电阻的数量，并在发生脱落的ntc热敏电阻的数量为一个时，上报一级故障并限制所述超级电容模组的最大充放电功率，在发生脱落的ntc热敏电阻的数量为两个及以上时，上报二级故障并启动过热保护，以及将发生脱落的ntc热敏电阻对应的故障信息上传至后台终端并存储发生脱落的ntc热敏电阻对应的故障点位信息。

34、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

35、本发明实施例提供了一种超级电容ntc脱落检测方法，通过周期性获取各超级电容的单体温度及主板温度，在统一统计时间窗口内确定各超级电容的温度增长斜率，并根据各超级电容的温度增长斜率之间的相对关系筛选温度增长斜率异常偏低的疑似故障超级电容，再结合疑似故障超级电容的单体温度与主板温度之间的温差进行校验。相较于仅依据预设温度范围或者单体温度与主板温度之间的温差进行判断的方式，本发明能够利用同一超级电容模组内各超级电容温度增长斜率之间的差异反映ntc采集温度与超级电容实际温度变化之间的异常，并通过温差校验降低环境温度变化等因素对判断结果的影响，从而有利于提高超级电容运行过程中ntc脱落状态的识别可靠性。

36、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。