[发明专利]一种基于改进欧氏距离相似度的串联电池组多故障诊断方法

说明书

一种基于改进欧氏距离相似度的串联电池组多故障诊断方法,涉及新能源汽车动力电池系统领域，包括故障识别、定位、检测和隔离四部分。采用交错电压测量设计布置传感器位置，根据串联电路无故障时电压变化一致的原理，通过出现异常电压值的传感器的编号，识别出故障的类型并定位出故障发生的位置。基于改进欧氏距离相似度的检测方法，以测量电压数据集为输入，计算相邻编号传感器测量电压的改进欧氏距离相似度值，根据故障诊断策略可以判断出故障的类型。本发明无需复杂的计算，且不需要增加额外的硬件，就可以诊断出连接松脱故障、传感器故障、内短路和外短路故障；大大简化了故障诊断的难度。

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力电池系统领域，尤其涉及一种基于改进欧氏距离相似度的串联电池组多故障在线诊断方法。

背景技术

电池管理系统(Battery Management System,BMS)是电动汽车的核心部分，它在很大程度上决定了可驾驶性和每次充电后的行驶里程。尽管电池制造和包装技术不断进步，但由于老化过程或操作过程中的滥用行为，电池系统或相关附件仍可能出现故障。当发生故障后，会导致参数估计不准确、局部发热、热失控等一系列问题。研究串联电池组是研究电池系统的基础。因此，串联电池组的故障诊断方法对保证电池性能和安全显得尤为重要。

到目前为止，已有大量关于串联电池组故障诊断的文献和专利，其主要集中在连接松脱故障、电池自身故障和传感器故障等方面。连接松脱故障通常表现为电池组中相邻电池之间连接部分的阻值过大或者接触不良，发生后通常导致局部发热，从而引发安全问题。电池自身故障包括过充、过放、微短路、内短路、外短路和热失控，发生后通常引发电池温度上升等问题。传感器故障不仅会导致参数估计不准确，而且由于电池充放电极限值是由测量的电压决定的，所以电压传感器出现故障后极易导致电池滥用。目前，利用不同的原理，或者设计不同的方案，有许多研究能够进行故障诊断，且都能实现预期的效果。然而，目前的研究仍然存在如下问题：

(1)检测类型单一

现有的研究大部分只能实现简单且单一的故障检测。即针对不同类型的故障，需要建立不同的诊断方法才能实现故障检测。诊断方法的通用性较差，不能进行很好的推广。

(2)早期故障检测困难

此外，对于一些初期不易于检测的故障，比如内短路故障，往往需要增加额外的硬件或者采用复杂的计算方法才能诊断出。

(3)故障类型隔离困难

电池系统故障有多种形式，由于故障之间的耦合性和相似的特征，不同类型的故障难以被隔离开。就传感器故障而言，包括电压冻结、恒增益、随机偏差和固定偏差故障等类型。对于短路故障而言，内短路和外短路也需要被隔离开来。然而，目前的隔离方法不仅原理复杂，并且实现困难。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种能诊断多种故障、定位出故障发生的位置，隔离具有相似特征的故障类型，无需增加额外的硬件便可检测出早期不明显的故障的基于改进欧氏距离相似度的串联电池组多故障在线诊断方法。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种基于改进欧氏距离相似度的串联电池组多故障诊断方法，其特征在于包括以下步骤：