可燃气体剩余质量计算方法、系统、存储介质及电子设备与流程

1.本发明涉及可燃气体剩余质量计算技术领域，特别是涉及一种可燃气体剩余质量计算方法、系统、存储介质及电子设备。


背景技术：

2.车辆的可燃气体剩余质量能够反映车辆剩余行驶里程，因此，计算可燃气体剩余质量备受人们所关注。目前，可燃气体剩余质量是根据传感器采集的储气瓶温度和压力计算得到的，受电磁环境和噪声因素的影响，传感器采集的信息偏差较大，甚至可能出现传感器失效的问题。因此，采用现有计算方法得到的剩余气体质量存在计数值不可信的问题，影响了对于车辆剩余行驶里程以及加注可燃气体质量多少的判断。基于此，提高计算可燃气体剩余质量的可信度是十分必要的。


技术实现要素：

3.本发明实施例的目的在于提供一种可燃气体剩余质量计算方法、系统、存储介质及电子设备，能够提高计算可燃气体剩余质量的可信度。具体技术方案如下：
4.本发明提供了一种可燃气体剩余质量计算方法，包括：
5.获取压力检测器采集的储气装置中可燃气体的压力，以及温度检测器采集的所述储气装置中可燃气体的温度，根据所述压力和所述温度计算得到所述可燃气体的第一剩余质量；
6.获取通信装置传输的瞬时可燃气体消耗量，根据所述瞬时可燃气体消耗量计算得到所述可燃气体的第二剩余质量；
7.对所述第一剩余质量和所述第二剩余质量进行加权求和，得到可燃气体剩余质量；第一剩余质量的权重和第二剩余质量的权重之和为1。
8.可选地，
9.在所述通信装置正常且所述压力检测器失效时，所述第一剩余质量的权重为0；
10.在所述压力检测器和所述温度检测器未失效且所述通信装置异常时，所述第二剩余质量的权重为0。
11.可选地，
12.在所述通信装置正常且所述压力检测器和所述温度检测器未失效时，确定与所述压力和所述温度匹配的所述第一剩余质量的权重；根据所述第一剩余质量的权重确定所述第二剩余质量的权重。
13.可选地，所述确定与所述压力和所述温度匹配的所述第一剩余质量的权重，具体包括：
14.当所述压力处于预设压力范围且所述温度处于预设温度范围时，调整所述第一剩余质量的权重，以使所述第一剩余质量的权重大于或等于所述第二剩余质量的权重。
15.可选地，所述确定与所述压力和所述温度匹配的所述第一剩余质量的权重，具体
包括：
16.当所述压力处于预设压力范围且所述温度超出预设温度范围时，调整所述第一剩余质量的权重，以使所述第一剩余质量的权重小于所述第二剩余质量的权重。
17.可选地，所述调整所述第一剩余质量的权重，具体包括：
18.根据所述第一剩余质量和所述第二剩余质量的相差量，调整所述第一剩余质量的权重。
19.可选地，所述根据所述瞬时可燃气体消耗量计算得到可燃气体的第二剩余质量，具体包括：
20.获取加满可燃气体后的可燃气体总质量；
21.对所述瞬时可燃气体消耗量进行时间积分，得到可燃气体质量总消耗；
22.将所述可燃气体总质量与所述可燃气体质量总消耗的差值作为可燃气体的第二剩余质量。
23.本发明还提供一种可燃气体剩余质量计算系统，包括：
24.可燃气体的第一剩余质量计算模块，用于获取压力检测器采集的储气装置中可燃气体的压力，以及温度检测器采集的所述储气装置中可燃气体的温度，根据所述压力和所述温度计算得到所述可燃气体的第一剩余质量；
25.可燃气体的第二剩余质量计算模块，用于获取通信装置传输的瞬时可燃气体消耗量，根据所述瞬时可燃气体消耗量计算得到所述可燃气体的第二剩余质量；
26.可燃气体剩余质量计算模块，用于对所述第一剩余质量和所述第二剩余质量进行加权求和，得到可燃气体剩余质量；第一剩余质量的权重和第二剩余质量的权重之和为1。
27.本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述的可燃气体剩余质量计算方法。
28.本发明还提供一种电子设备，包括：
29.至少一个处理器、以及与所述处理器连接的至少一个存储器、总线；
30.所述处理器、所述存储器通过所述总线完成相互间的通信；所述处理器用于调用所述存储器中的程序指令，以执行上述的可燃气体剩余质量计算方法。
31.本发明实施例提供的一种可燃气体剩余质量计算方法、系统、存储介质及电子设备，本发明通过两种方法得到可燃气体的第一剩余质量和第二剩余质量，最终的可燃气体剩余质量是通过对第一剩余质量和第二剩余质量进行加权求和得到的，能够在一种计算方法得到的可燃气体剩余质量不可信时，依靠另一种方法得到的可燃气体剩余质量，提高计算可燃气体剩余质量的可信度。
32.当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本发明实施例提供的可燃气体剩余质量计算方法流程图；
35.图2为本发明实施例提供的氢气供应系统结构示意图；
36.图3为本发明实施例提供的可燃气体剩余质量计算系统结构图；
37.图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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，都属于本发明保护的范围。
39.本发明提供一种可燃气体剩余质量计算方法，如图1所示，该方法包括：
40.步骤101：获取压力检测器采集的储气装置中可燃气体的压力，以及温度检测器采集的储气装置中可燃气体的温度，根据压力和温度计算得到可燃气体的第一剩余质量。
41.根据储气装置中可燃气体的压力和温度能够计算出可燃气体的剩余质量的原理如下：
42.利用气体质量计算公式：
43.pv＝mrt/m
44.其中，
45.m＝p*v*m/rt
46.上式中，m为可燃气体剩余质量，p为储气装置中可燃气体的压力，v为储气装置总容积，r为可燃气体常数，t为储气装置中可燃气体的温度，m为可燃气体摩尔质量。
47.基于上述公式可以看出，由于v，r，m为常值，因此可燃气体剩余质量只与储气装置中可燃气体的压力和温度有关，利用储气装置中可燃气体的压力和温度即可计算得到可燃气体的第一剩余质量。
48.步骤102：获取通信装置传输的瞬时可燃气体消耗量，根据瞬时可燃气体消耗量计算得到可燃气体的第二剩余质量。
49.可选地，在计算可燃气体的第二剩余质量时，首先采用步骤101的方法，根据加满可燃气体的压力和温度计算得到加满可燃气体后的可燃气体总质量；然后对瞬时可燃气体消耗量进行时间积分，得到可燃气体质量总消耗；将可燃气体总质量与可燃气体质量总消耗的差值作为可燃气体的第二剩余质量。
50.在计算得到可燃气体质量总消耗后，优选地，将可燃气体质量总消耗进行储存，储存方式包括但不限于存入eeprom中，防止计算出的可燃气体质量总消耗因掉电等原因丢失，每次上电时读取可燃气体质量总消耗，对可燃气体质量总消耗进行累加积分，便于计算可燃气体的第二剩余质量。在增加可燃气体后优选清除储存的可燃气体质量总消耗。
51.步骤103：对第一剩余质量和第二剩余质量进行加权求和，得到可燃气体剩余质量；第一剩余质量的权重和第二剩余质量的权重之和为1。
52.作为步骤103的第一种实施方式，在通信装置正常且压力检测器失效时，第一剩余质量的权重为0。
53.当压力检测器失效时，压力检测器采集的可燃气体的压力数值是不可信的，因此
基于不可信的压力数值采用步骤101计算得到的可燃气体的第一剩余质量也是不可信的。此时，将第一剩余质量的权重置0，仅通过可信的通信装置传输的瞬时可燃气体消耗量，采用步骤102的方法计算得到第二剩余质量，并将第二剩余质量作为可燃气体剩余质量，能够提高计算可燃气体剩余质量的可信度。
54.作为步骤103的第二种实施方式，在压力检测器和温度检测器未失效且通信装置异常时，第二剩余质量的权重为0。
55.由于瞬时可燃气体消耗量是通过通信装置传输过来的，当通讯丢失时，采用步骤102的方法便无法得到可燃气体的第二剩余质量，此时将第二剩余质量的权重置0，依靠压力检测器采集的可燃气体压力以及温度检测器采集的可燃气体温度计算可燃气体的第一剩余质量，并将第一剩余质量作为可燃气体剩余质量，能够提高计算可燃气体剩余质量的可信度。
56.作为步骤103的第三种实施方式，在通信装置正常且压力检测器和温度检测器未失效时，确定与压力和温度匹配的第一剩余质量的权重；根据第一剩余质量的权重确定第二剩余质量的权重。
57.在通信装置正常，压力检测器和温度检测器未失效时，说明采用步骤101的方法得到的第一剩余质量和采用步骤102的方法得到的第二剩余质量并非不可信。这时，为了进一步提高计算可燃气体剩余质量的可信度，需要调节第一剩余质量的权重和第二剩余质量的权重。
58.由于采用步骤102的方法得到的第二剩余质量是基于瞬时可燃气体消耗量计算得到的，而瞬时可燃气体消耗量也是通过采集的数据计算得出的，由于不是根据采集与可燃气体剩余质量相关的数据直接计算得到，因此基于该种方法得到的可燃气体剩余质量会产生误差。而采用步骤101的方法得到的第一剩余质量是利用采集的温度和压力直接计算得到的，相比于步骤102的方法，计算出的可燃气体剩余质量更为准确。然而，虽然采用步骤101计算得到的可燃气体剩余质量更准确，但是若温度检测器采集的温度受环境影响出现了偏差，得到的第一剩余质量也并非比第二剩余质量准确。基于此，需要通过调节权重的方式更加准确的计算出可燃气体剩余质量。
59.作为第一种权重调整方式，当压力处于预设压力范围且温度处于预设温度范围时，调整第一剩余质量的权重，以使第一剩余质量的权重大于或等于第二剩余质量的权重。
60.在压力检测器和温度检测器未失效时，首先需要检测采集的压力和温度是否处于预设范围内，在预设范围内说明压力检测器和温度检测器采集的数据是满足要求的，在温度和压力满足要求时，主要依靠步骤101的方法得到的第一剩余质量确定可燃气体剩余质量，因此需要将第一剩余质量对应的权重调大，而第二剩余质量对应的权重调小，使得第一剩余质量的权重大于第二剩余质量的权重；或者在计算得到的第一剩余质量与第二剩余质量的相差不大时，将第一剩余质量的权重与第二剩余质量的权重保持一致。
61.作为第二种权重调整方式，当压力处于预设压力范围且温度超出预设温度范围时，调整第一剩余质量的权重，以使第一剩余质量的权重小于或等于第二剩余质量的权重。
62.在压力检测器和温度检测器未失效时，也可能存在压力检测器采集的压力在预设压力范围内，而温度检测器采集的温度不在预设温度范围内。此时，采用步骤101的方法计算得到的第一剩余质量可信度就会降低，要将第一剩余质量的权重减小，而第二剩余质量
的权重要增大，使第一剩余质量的权重小于第二剩余质量的权重。
63.在上述的两种权重调整方式中，可选地，调整第一剩余质量的权重的方法是根据第一剩余质量和第二剩余质量的相差量，调整第一剩余质量的权重。
64.针对第一种权重调整方式，要保证第一剩余质量的权重大于或等于第二剩余质量的权重，那么，第一剩余质量和第二剩余质量的相差量越大，第一剩余质量的权重越大，第二剩余质量的权重越小；若第一剩余质量和第二剩余质量的相差量较小，则第一剩余质量的权重越接近第二剩余质量的权重。例如，第一剩余质量和第二剩余质量的相差量在第一预设区间(0，a)时，第一剩余质量的权重为0.6，由于第一剩余质量的权重与第二剩余质量的权重之和为1，可以确定第二剩余质量的权重为0.4；第一剩余质量和第二剩余质量的相差量在第二预设区间[a，b)时，a《b，第一剩余质量的权重为0.7，第二剩余质量的权重为0.3；第一剩余质量和第二剩余质量的相差量在第二预设区间[b，c)时，b《c，第一剩余质量的权重为0.8，第二剩余质量的权重为0.2；第一剩余质量和第二剩余质量的相差量在第二预设区间[c，d)时，c《d，第一剩余质量的权重为0.9，第二剩余质量的权重为0.1。
[0065]
针对第一种权重调整方式，若第一剩余质量与第二剩余质量的相差量为0，则将第一剩余质量的权重设置为与第二剩余质量的权重相等，即均为0.5。
[0066]
针对第二种权重调整方式，要保证第一剩余质量的权重小于第二剩余质量的权重，那么，第一剩余质量和第二剩余质量的相差量越大，第一剩余质量的权重越小，第二剩余质量的权重越大；若第一剩余质量和第二剩余质量的相差量较小，则第一剩余质量的权重越接近第二剩余质量的权重。例如，第一剩余质量和第二剩余质量的相差量在第一预设区间(0，a)时，第一剩余质量的权重为0.4，由于第一剩余质量的权重与第二剩余质量的权重之和为1，可以确定第二剩余质量的权重为0.6；第一剩余质量和第二剩余质量的相差量在第二预设区间[a，b)时，a《b，第一剩余质量的权重为0.3，第二剩余质量的权重为0.7；第一剩余质量和第二剩余质量的相差量在第二预设区间[b，c)时，b《c，第一剩余质量的权重为0.2，第二剩余质量的权重为0.8；第一剩余质量和第二剩余质量的相差量在第二预设区间[c，d)时，c《d，第一剩余质量的权重为0.1，第二剩余质量的权重为0.9。
[0067]
第一剩余质量和第二剩余质量的相差量与第一剩余质量的权重的对应关系，可以通过实验模拟、数据仿真等的方式得到。
[0068]
本发明相比现有的剩余可燃气体质量计算方法可靠性更高，采用两种可燃气体剩余质量计算的方法进行相互校验，防止其中一种计算方法因工作环境或检测器自身等因素得到不可信的数值而造成计算上较大的偏差，有效提高剩余可燃气体质量计算方法的可靠性。
[0069]
本发明的可燃气体剩余质量计算方法包括但不限于氢气剩余质量计算方法，当计算氢气剩余质量时，能够应用于燃料电池的氢气供应系统中，氢气供应系统向燃料电池提供氢气。氢燃料电池在氢燃料电池汽车中广泛应用，燃料电池剩余氢气质量意味着燃料电池车辆的剩余行驶里程。如图2所示，该氢气供应系统包括：整车控制单元、氢瓶、氢瓶压力传感器、组合阀、温度传感器t、红外通讯单元和氢气加注口。
[0070]
温度传感器t设置在氢瓶内，温度传感器采集氢瓶内氢气的温度。氢瓶和温度传感器个数均为3个，每个氢瓶内都置有1个温度传感器。
[0071]
氢瓶压力传感器设置在与氢瓶连接的管路上，根据氢瓶压力传感器得到管路压
力，在压力平衡的原理下，组合阀打开时，瓶内压力与瓶口管路压力保持一致，氢瓶压力传感器能够采集氢瓶内氢气的压力。组合阀与整车控制单元连接，整车控制单元控制组合阀的打开与关闭。
[0072]
整车控制单元分别与温度传感器和氢瓶压力传感器连接，通过温度传感器采集的氢气温度和压力传感器采集的氢气压力，能够计算得到氢气的第一剩余质量。整车控制单元还用于接收通信装置传输的瞬时可燃气体消耗量，能够计算得到氢气的第二剩余质量。整车控制单元根据第一剩余质量和第二剩余质量采用上述剩余质量计算方法能够计算得到氢气剩余质量。
[0073]
红外通讯单元分别与整车控制单元和加注口连接，加注口与氢瓶通过管道连接，红外通讯单元将整车控制单元发送的控制加注指令和停止加注指令传输至加注口，氢气通过加注口进入氢瓶中。在加注口与氢瓶之间设有一单向阀，仅可执行加氢操作。
[0074]
氢瓶中的气体通过减压阀进入燃料电池系统，在减压阀与燃料电池系统的管路处设有压力传感器，通过压力传感器能够检测出进入燃料电池系统的氢气压力是否符合要求，若进入燃料电池系统的氢气压力超过标准范围，则通过减压阀降低氢气压力。在减压阀与燃料电池系统之间的管路上还分别设有比例阀和排空手阀。比例阀在每次上电时氢气会通过比例阀排出，比例阀与整车控制单元连接，整车控制单元会根据氢气剩余量进行自检，在通过比例阀的氢气剩余量满足要求时，将氢气输入燃料电池系统中。排空手阀的目的是注入氮气等气体排出氢瓶内的氧气。在组合阀和减压阀所在的管路末端均设有置换口，排空手阀所在的管路末端设有排空置换口。
[0075]
本发明还提供一种可燃气体剩余质量计算系统，如图3所示，该装置包括：
[0076]
可燃气体的第一剩余质量计算模块301，用于获取压力检测器采集的储气装置中可燃气体的压力，以及温度检测器采集的储气装置中可燃气体的温度，根据压力和温度计算得到可燃气体的第一剩余质量。
[0077]
可燃气体的第二剩余质量计算模块302，用于获取通信装置传输的瞬时可燃气体消耗量，根据瞬时可燃气体消耗量计算得到可燃气体的第二剩余质量。
[0078]
可燃气体的第二剩余质量计算模块302，具体包括：
[0079]
可燃气体总质量获取子模块，用于获取加满可燃气体后的可燃气体总质量；
[0080]
可燃气体质量总消耗计算子模块，用于对瞬时可燃气体消耗量进行时间积分，得到可燃气体质量总消耗；
[0081]
可燃气体的第二剩余质量计算子模块，用于将可燃气体总质量与可燃气体质量总消耗的差值作为可燃气体的第二剩余质量。
[0082]
可燃气体剩余质量计算模块303，用于对第一剩余质量和第二剩余质量进行加权求和，得到可燃气体剩余质量；第一剩余质量的权重和第二剩余质量的权重之和为1。
[0083]
可燃气体剩余质量计算模块303，具体包括：
[0084]
第一剩余质量的权重置0子模块，用于在通信装置正常且压力检测器失效时，第一剩余质量的权重为0。
[0085]
第二剩余质量的权重置0子模块，用于在压力检测器和温度检测器未失效且通信装置异常时，第二剩余质量的权重为0。
[0086]
权重调节子模块，用于在通信装置正常且压力检测器和温度检测器未失效时，确
定与压力和温度匹配的第一剩余质量的权重；根据第一剩余质量的权重确定第二剩余质量的权重。
[0087]
可选地，权重调节子模块，具体包括：
[0088]
第一权重调节单元，用于当压力处于预设压力范围且温度处于预设温度范围时，调整第一剩余质量的权重，以使第一剩余质量的权重大于或等于第二剩余质量的权重；其中，根据第一剩余质量和第二剩余质量的相差量，调整第一剩余质量的权重。
[0089]
可选地，权重调节子模块，具体包括：
[0090]
第二权重调节单元，用于当压力处于预设压力范围且温度超出预设温度范围时，调整第一剩余质量的权重，以使第一剩余质量的权重小于第二剩余质量的权重；其中，根据第一剩余质量和第二剩余质量的相差量，调整第一剩余质量的权重。
[0091]
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现上述可燃气体剩余质量计算方法。
[0092]
本发明实施例提供了一种电子设备，如图4所示，电子设备40包括至少一个处理器401、以及与处理器401连接的至少一个存储器402、总线403；其中，处理器401、存储器402通过总线403完成相互间的通信；处理器401用于调用存储器402中的程序指令，以执行上述的可燃气体剩余质量计算方法。本文中的电子设备可以是服务器、pc、pad、手机等。
[0093]
本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有上述的可燃气体剩余质量计算方法包括的步骤的程序。
[0094]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、系统和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0095]
在一个典型的配置中，设备包括一个或多个处理器(cpu)、存储器和总线。设备还可以包括输入/输出接口、网络接口等。
[0096]
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。存储器是计算机可读介质的示例。
[0097]
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
[0098]
本领域技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的
形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0099]
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。还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0100]
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0101]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。