[發明專利]基于閔氏距離和兩步檢測策略的電池組多故障診斷方法

在審

• 申請號: 202210466822.3
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114814593A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 于全慶;李建明;龍勝文;金鑫;李俊夫;王大方
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G06K9/62
• 代理公司: 濟南佰智蔚然知識產權代理事務所(普通合伙) 37285
• 代理人: 劉靜

本發明公開了基于閔氏距離和兩步檢測策略的電池組多故障診斷方法，包括以下步驟：S1、按照串?并聯交錯電壓測量設計布置傳感器的位置，在不同的故障條件下，采集每個傳感器測量的電壓數據；S2、建立閔氏距離相似度計算公式；S3、根據閔氏距離相似度計算模型計算閔氏距離相似度，建立故障診斷策略；S4、建立基于閾值的能夠區分出具有相似特征故障的隔離模型。本發明的有益效果在于：根據串?并聯電池組交錯電壓測量設計，可以有效地識別并定位出連接松脫故障、傳感器故障和短路故障，無需復雜的電池模型，對數據依賴度低，計算量小。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體是新能源汽車動力電池系統故障診斷領域，尤其涉及基于閔氏距離和兩步檢測策略的電池組多故障診斷方法。

背景技術

動力電池是新能源汽車的核心部分。近年來由于動力電池引發的電動汽車起火事件時有發生。為了避免起火事件的發生，對電池管理系統(BMS)的故障診斷功能提出了較高的要求。由于鋰離子電池高功率、高能量密度、循環壽命長、自放電率低等優點，已被應用在眾多新能源汽車上。雖然鋰離子電池具有許多優點且電池技術不斷取得進步，但是由于使用不當或電、熱和安全管理系統技術發展水平的限制，仍有可能會出現各種機、電、熱濫用。因此，對電池系統故障診斷方法研究仍然有著重要的意義。

根據診斷原理不同，電池系統故障診斷方法主要可以分為三類：基于解析模型的方法、基于數據驅動的方法和基于信號統計的方法。前兩種方法主要針對單體信息進行分析，無法統計不同單體之間的信息，基于信號統計的方法能夠統計不同單體之間的相關信息。這幾種方法都能實現常見電池系統故障的診斷，且都有各自的特點。目前，電池系統故障診斷仍然存在以下問題。

(1)模型復雜，效率低

大多數方法需要建立復雜的電池模型，對電池模型的參數進行迭代，根據估計的值和實際值進行比較，判斷是否出現故障。該方法效率較為低下。

(2)數據依賴性強

各種數據驅動的方法在電池系統故障診斷中得到運用。該方法無需精確的數學模型，較為簡單。然而，該類方法對數據的依賴度較高，往往需要大量的數據進行訓練。

(3)計算量大，靈敏性低

基于信號統計的方法，往往需要計算任意兩單體之間的相關信息，從而導致計算量大等問題，對于由成百上千電池單體構成的電池組而言，減少計算量可以大幅度提高診斷效率。

發明內容

為解決現有技術中的不足，本發明提供基于閔氏距離和兩步檢測策略的電池組多故障診斷方法，根據串-并聯電池組交錯電壓測量設計，可以有效地識別并定位出連接松脫故障、傳感器故障和短路故障，無需復雜的電池模型，對數據依賴度低，計算量小。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案：基于閔氏距離和兩步檢測策略的電池組多故障診斷方法，包括以下步驟：

S1、按照串-并聯交錯電壓測量設計布置傳感器的位置，在不同的故障條件下，采集每個傳感器測量的電壓數據；

S2、建立閔氏距離相似度計算模型；

S3、根據閔氏距離相似度計算模型計算閔氏距離相似度，建立故障診斷策略；

S4、建立基于閾值的能夠區分出具有相似特征故障的隔離模型。