[發明專利]電池系統故障診斷方法及系統

在審

• 申請號: 201310681337.9
• 申請日: 2013-12-12
• 公開（公告）號: CN104714175A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 付垚;唐海波;盧世剛;胡博;鄒春龍;薛軼;劉莎
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 滿靖

技術領域

本發明涉及一種基于BP神經網絡實現的電池系統故障診斷方法及系統，屬于電池系統故障診斷領域。

背景技術

作為未來汽車產業的發展趨勢，電動汽車的時代即將到來。

對于電動汽車，電池系統是為其提供動力的能量源，因此，電池系統的正常供電是至關重要的。一般地，電池系統由電池、冷卻電路、加熱電路、電池管理電路、各傳感器、電池箱、高壓電路及用于連接其之間的信號線路等構成。電池系統是一種結構十分復雜的系統，因此，其故障現象呈現多樣性，且很多復雜的故障產生的原因又往往呈現模糊性、隨機性、組合性等特點。

目前，電池系統所采用的診斷方法為面向元件的診斷方法，該方法根據局部信息得出局部結論，很難對發生故障的根本原因做出準確的判定。而若通過建立基于診斷對象的精確數學模型進行故障診斷，則又會由于電池系統的復雜性、非線性特征而很難達到實用效果。

由此可見，設計出一種可準確、快速對電池系統故障做出診斷的技術方案是目前急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電池系統故障診斷方法及系統，該電池系統故障診斷方法及系統將模糊理論與神經網絡結合，融合電池系統多元件信號信息，以簡便的方式實現了對復雜電池系統的故障診斷，故障診斷結果準確率高、診斷效率高，且具備自適應修正功能。

為了實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種電池系統故障診斷方法，其特征在于它包括：基于采集電池系統的溫度信號、濕度信號、電池電流信號和電池電壓信號，利用多輸入多輸出結構的BP神經網絡完成電池系統的故障診斷。所述濕度信號為所述電池系統的電池箱內的濕度信號。

優選地，將采集的所述溫度信號、所述濕度信號、所述電池電流信號和所述電池電壓信號進行模糊化處理，轉化為[0，1]范圍內的數值，以得到作為所述BP神經網絡的輸入變量的故障征兆；所述BP神經網絡的輸出變量為故障原因及其故障可能性。所述故障征兆為溫度過高、溫度過低、濕度過高、電池電流過大、電池電壓過高、電池電壓過低，所述故障原因為風扇故障、風道堵塞、電池短路、電池漏液、電池過充、電池過放、加熱器件損壞、加熱器件進水。

優選地，存儲采集的所述電池系統的所述溫度信號、所述濕度信號、所述電池電流信號和所述電池電壓信號，存儲所述BP神經網絡輸出的故障診斷結果，基于存儲的所述溫度信號、所述濕度信號、所述電池電流信號、所述電池電壓信號以及所述BP神經網絡輸出的故障診斷結果，對所述BP神經網絡的權值和閥值進行自適應修正，以提高所述BP神經網絡輸出的故障診斷結果的準確率和診斷效率。

一種電池系統故障診斷系統，其特征在于：它包括數據采集模塊、神經網絡故障診斷模塊，其中：該數據采集模塊用于采集電池系統的溫度信號、濕度信號、電池電流信號、電池電壓信號，該神經網絡故障診斷模塊用于基于采集的該溫度信號、該濕度信號、該電池電流信號和該電池電壓信號，利用多輸入多輸出結構的BP神經網絡完成電池系統的故障診斷。所述濕度信號為所述電池系統的電池箱內的濕度信號。

優選地，所述電池系統故障診斷系統還包括模糊化處理模塊，該模糊化處理模塊用于將采集的所述溫度信號、所述濕度信號、所述電池電流信號和所述電池電壓信號進行模糊化處理，轉化為[0，1]范圍內的數值，以得到作為所述BP神經網絡的輸入變量的故障征兆；所述BP神經網絡的輸出變量為故障原因及其故障可能性。

所述故障征兆為溫度過高、溫度過低、濕度過高、電池電流過大、電池電壓過高、電池電壓過低，所述故障原因為風扇故障、風道堵塞、電池短路、電池漏液、電池過充、電池過放、加熱器件損壞、加熱器件進水。

優選地，所述電池系統故障診斷系統還包括數據庫管理模塊、神經網絡自學習模塊，該數據庫管理模塊包括檢測值歷史數據庫、故障信息數據庫、神經網絡知識庫，其中：該檢測值歷史數據庫用于存儲所述數據采集模塊實時采集的所述電池系統的所述溫度信號、所述濕度信號、所述電池電流信號和所述電池電壓信號；該故障信息數據庫用于存儲所述BP神經網絡輸出的故障診斷結果；該神經網絡知識庫用于存儲預先訓練好的所述BP神經網絡的權值和閥值；該神經網絡自學習模塊用于基于該檢測值歷史數據庫存儲的所述溫度信號、所述濕度信號、所述電池電流信號、所述電池電壓信號以及該故障信息數據庫存儲的所述BP神經網絡輸出的故障診斷結果，對該神經網絡知識庫存儲的所述BP神經網絡的權值和閥值進行自適應修正，以提高所述神經網絡故障診斷模塊的所述BP神經網絡輸出的故障診斷結果的準確率和診斷效率。

本發明的優點是：