[發(fā)明專利]傳感器故障診斷方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310126343.1
• 申請(qǐng)日: 2023-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN116203490A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許俊雄;孟超;李玩幽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉庚創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): G01R35/00
• 分類號(hào): G01R35/00
• 代理公司: 深圳紫藤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44570
• 代理人: 孟涵

本申請(qǐng)公開了一種傳感器故障診斷方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：獲取電流傳感器的電流檢測(cè)信號(hào)以及每一電壓傳感器的單體電壓檢測(cè)信號(hào)；將各單體電壓檢測(cè)信號(hào)之和以及電流檢測(cè)信號(hào)導(dǎo)入預(yù)設(shè)的觀測(cè)器中，得到目標(biāo)電池組的荷電狀態(tài)估計(jì)值；若荷電狀態(tài)估計(jì)值表征目標(biāo)電池組存在傳感器故障，則計(jì)算目標(biāo)電池組中每?jī)蓚€(gè)相鄰的電池單體的單體電壓檢測(cè)信號(hào)之間的相關(guān)系數(shù)；根據(jù)各相關(guān)系數(shù)進(jìn)行故障診斷。本申請(qǐng)通過構(gòu)建一個(gè)觀測(cè)器結(jié)合相關(guān)系數(shù)的傳感器故障診斷方法，大大降低了計(jì)算量，減輕了計(jì)算負(fù)荷，從而提高了計(jì)算效率和故障診斷的靈敏度，確保了電池管理系統(tǒng)的可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種傳感器故障診斷方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車等工具的主要能量來源，動(dòng)力電池的運(yùn)行性能直接關(guān)系到工具的運(yùn)行。目前，電池系統(tǒng)包括電池模塊以及電池管理系統(tǒng)(BatteryManagement?System，BMS)，收集所需要的數(shù)據(jù)是電池管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其功能的基礎(chǔ)，所有植入電池管理系統(tǒng)的算法和有效控制均是依賴于傳感器所完成的數(shù)據(jù)采集工作。傳感器采樣的速率、精度是衡量傳感器優(yōu)劣的重要指標(biāo)，同時(shí)也是影響電池系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，因此，傳感器及其性能在電池系統(tǒng)中有著極其重要的地位。

相關(guān)技術(shù)中，主要是采用構(gòu)建觀測(cè)器的方式來對(duì)傳感器進(jìn)行故障診斷，例如為電池模塊中的每個(gè)電池單體都構(gòu)建一個(gè)觀測(cè)器，每個(gè)觀測(cè)器的輸入為電流傳感器測(cè)量值與對(duì)應(yīng)電池單體的電壓傳感器測(cè)量值，每個(gè)觀測(cè)器的輸出為對(duì)應(yīng)電池單體的電壓估計(jì)值與電壓傳感器測(cè)量值構(gòu)成的殘差。可見，殘差受電流傳感器測(cè)量值與電壓傳感器測(cè)量值共同影響。因此，當(dāng)電流傳感器發(fā)生故障，每個(gè)觀測(cè)器生成的殘差均會(huì)受到影響，而某一個(gè)電池單體的電壓傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，只有故障單體對(duì)應(yīng)的觀測(cè)器輸出的殘差會(huì)受到影響，根據(jù)殘差的組合響應(yīng)情況便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器的故障診斷。

但是，由于相關(guān)技術(shù)中為每個(gè)電池單體都構(gòu)建一個(gè)觀測(cè)器，若電池單體較多，則計(jì)算量非常大，導(dǎo)致計(jì)算效率較低，從而降低了故障診斷的靈敏度。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N傳感器故障診斷方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，旨在解決相關(guān)技術(shù)中通過為每個(gè)電池單體構(gòu)建觀測(cè)器的方式來對(duì)電池系統(tǒng)的傳感器進(jìn)行故障診斷，存在計(jì)算效率低、故障診斷靈敏度低的問題。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N傳感器故障診斷方法，該方法用于對(duì)目標(biāo)電池組中的電流傳感器以及與目標(biāo)電池組中串聯(lián)的每一電池單體對(duì)應(yīng)的電壓傳感器進(jìn)行故障診斷，電流傳感器用于采樣目標(biāo)電池組的總電流，電壓傳感器用于采樣對(duì)應(yīng)的電池單體的單體電壓；方法包括：

獲取電流傳感器采樣目標(biāo)電池組的總電流得到的電流檢測(cè)信號(hào)以及每一電壓傳感器采樣對(duì)應(yīng)的電池單體的單體電壓得到的單體電壓檢測(cè)信號(hào)；

將各單體電壓檢測(cè)信號(hào)之和以及電流檢測(cè)信號(hào)導(dǎo)入預(yù)設(shè)的觀測(cè)器中，得到目標(biāo)電池組的荷電狀態(tài)估計(jì)值；

若荷電狀態(tài)估計(jì)值表征目標(biāo)電池組存在傳感器故障，則計(jì)算目標(biāo)電池組中每?jī)蓚€(gè)相鄰的電池單體的單體電壓檢測(cè)信號(hào)之間的相關(guān)系數(shù)；

根據(jù)各相關(guān)系數(shù)對(duì)電流傳感器和每一電壓傳感器進(jìn)行故障診斷。

在本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)各相關(guān)系數(shù)對(duì)電流傳感器和每一電壓傳感器進(jìn)行故障診斷，包括：

若各相關(guān)系數(shù)無異常，則確定各電壓傳感器無故障且電流傳感器故障；

若各相關(guān)系數(shù)中存在相鄰的兩個(gè)相關(guān)系數(shù)異常，則確定同時(shí)與該相鄰的兩個(gè)相關(guān)系數(shù)關(guān)聯(lián)的電池單體對(duì)應(yīng)的電壓傳感器故障且電流傳感器以及目標(biāo)電池組中的其他電壓傳感器無故障。

在本申請(qǐng)一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算目標(biāo)電池組中每?jī)蓚€(gè)相鄰的電池單體的單體電壓檢測(cè)信號(hào)之間的相關(guān)系數(shù)，包括：

利用預(yù)設(shè)的滑動(dòng)窗口對(duì)每?jī)蓚€(gè)相鄰的電池單體的單體電壓檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，計(jì)算滑動(dòng)窗口內(nèi)的兩單體電壓檢測(cè)信號(hào)之間的相關(guān)系數(shù)。