[發明專利]一種基于狀態估計法的電池系統傳感器故障診斷方法

有效

• 申請號: 202011036233.9
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN111965548B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 于全慶;萬長江;金毅;王大方;楊博文;郝志偉;張畢;董浩崧;李憲營;俄立新
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）;威海天達汽車科技有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/378;G01R31/382
• 代理公司: 威海聚睿知識產權代理事務所(普通合伙) 37352
• 代理人: 宋立國

1.一種基于狀態估計法的電池系統傳感器故障診斷方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：構建鋰離子動力電池等效電路模型，實時估計電池SOC；

步驟二：基于一定時間段內的電量變化和SOC變化之比得到容量的方法，以放電開始時刻為時間段的起點t₁，以某一SOC對應的采樣時刻為時間段終點t₂，隨著電池的放電過程，t₁不變而t₂隨采樣時刻的更新而更新，據此計算出容量參考值；當t₁和t₂均隨采樣時刻更新而更新，再通過改變時間段的起點t₁和終點t₂間的采樣個數得到五組容量估計值；

具體為：容量C_n估計表達式為：

式中，下標k表示第k個采樣時刻，t₁和t₂是采樣時刻區間中的兩個不同的采樣時刻，且t₂t₁；I表示電池電流；

容量參考值確定過程如下：

充滿電的電池完全放光至SOC為0經過n個采樣時刻，從開始放電到放掉2％SOC時經過了λ個采樣時刻，

t₁取放電開始時刻：t₁＝1，當采樣時刻k＝λ時，令t₂＝k，其值為λ,λ+1,...,n，通過上述容量公式可計算出容量參考值

t₁和t₂的初始采樣時刻對應SOC變化量不得小于2％；

容量估計值確定過程如下：

t₁對應的初始采樣時刻為1，t₂對應的初始采樣時刻分別為第1.5λ、2λ、2.5λ、3λ和3.5λ個采樣時刻，t₁和t₂隨著采樣時刻更新而更新，可得到下列5組容量估計值

式中，m表示隨著采樣時刻k的增加，距離第1個采樣時刻的間隔數，t₁和t₂對應SOC變化量不小于2％且不大于10％；

步驟三：將容量參考值和五組容量估計值分別做差，得到相應的容量殘差；

式中，r₁～r₅為五組容量殘差；

步驟四：通過對比容量殘差與故障閾值，判斷傳感器是否發生故障。

2.根據權利要求1所述的基于狀態估計法的電池系統傳感器故障診斷方法，其特征在于步驟一中使用基于卡爾曼濾波器或改進形式的卡爾曼濾波算法實時在線估算電池SOC。