CN108646183A - 一种电池组中电池故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池组中电池故障诊断方法，通过充电末端电压进行电池组整体诊断和故障模块定位后，通过静置后的电压对故障类型进一步诊断。本发明可以实现动力电池组故障的可靠诊断，减少电池组故障的误判，避免电池组不必要的反复维修，节约维修成本。
Description
技术领域
本发明涉及车用动力电池技术领域，尤其涉及一种电池组中电池故障诊断方法。
背景技术
在电动汽车运行，电池的使用方式是采用由单体电池以串并联方式进行连接后形成一个电池组满足车辆运行过程中动力的需求。而含有大量串、并联电池单体的电池包在制造过程中或使用中受到诸多不可控因素的影响，会引起电池单体之间的差异，进而降低电池包的动力性能，严重影响电池组容量、能量、压差、续航里程、使用寿命，进而影响用户在使用过程的体验。
电池组充电时某单个单体电池电压异常，从而提前达到充电截止条件而结束充电，此时其他电池并未充满，这样对整个电池组造成影响，降低电池组的性能。因此，目前根据电池组的单体压差来判定动力电池组故障。电池管理***BMS仅根据所采集到的电压不一致而上报电压过低或电压过高故障。但是这种故障判断方式存在的缺陷在于，没有体现出故障的产生原因，不能有效指导后续的均衡工作。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电池组中电池故障诊断方法。
本发明提出的一种电池组中电池故障诊断方法，包括以下步骤：
S1、将装有电池组的整车经过多次充电与工况放电运行后，记录远程监控数据；远程监控数据包括整车在运行过程中各模块单体电压、充电电流和放电电流；
S2、对电池组进行充电并获取电池组充电末端各串联模块电压值V11、V12到V1n，n为串联模块的数量，并筛选最高电压值Vmax和最低电压值Vmin，并计算各串联模块的电压平均值V1；
S3、获取压差值ΔV，ΔV＝Vmax-Vmin；
S4、判断压差值ΔV是否大于预设的第一电压阈值U1；否，则判断该电池组正常；
S5、是，则判断该电池组故障，将该电池组中的最高电压值Vmax和最低电压值Vmin分别与电压平均值V1进行比较，定位故障模块；
S6、将电池组静置预设第一时间值后，获取电池组中各串联模块的静置电压值V21、V22到V2n，并获取各串联模块的静置电压平均值V2；
S7、将故障模块的静置电压值V2m与静置电压平均值V2比较，1≦m≦n；
S8、结合步骤S5与步骤S7的比较结果判断故障类型。
优选地，步骤S5具体包括以下步骤：
S51、预设第二电压阈值U2；
S52、判断最高电压值Vmax与电压平均值V1的差值是否大于第二电压阈值U2；是，则判断该最高电压值Vmax对应的串联模块故障；
S53、否，则判断电压平均值V1与最低电压值Vmin的差值是否大于第二电压阈值U2；是，则判断该最低电压值Vmin对应的串联模块故障。
优选地，步骤S8中，如果故障模块为最高电压值Vmax对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m小于静置电压平均值V2，则判定该模块损坏；
优选地，步骤S8中，如果故障模块为最高电压值Vmax对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m大于静置电压平均值V2，则判定该模块SOC状态偏高；
优选地，步骤S8中，如果故障模块为最低电压值Vmin对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m大于静置电压平均值V2，则判定该损坏；
优选地，步骤S8中，如果故障模块为最低电压值Vmin对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m小于静置电压平均值V2，则判定该模块SOC状态偏低。
优选地，第一电压阈值U1和第二电压阈值U2根据电池组充电电流设置。
本发明提出的一种电池组中电池故障诊断方法，通过充电末端电压进行电池组整体诊断和故障模块定位后，通过静置后的电压对故障类型进一步诊断。本发明可以实现动力电池组故障的可靠诊断，减少电池组故障的误判，避免电池组不必要的反复维修，节约维修成本。
本发明中，通过电池组串联模块的最高电压值Vmax和最低电压值Vmin对电池组进行整体诊断，有利于提高电池组诊断效率，筛选故障电池组以进行精确诊断。此外，本发明通过整车运行，有利于保证电池组的故障检测符合实际应用环境，通过远程监控数据，有利于为故障检测中的参数设置提供参考依据。
附图说明
图1为本发明提出的提出的一种电池组中电池故障诊断方法流程图；
图2为电池组中一个串联模块在充电末端及静置的电压分布示意图；
图3为电池组中另一个串联模块在充电末端及静置的电压分布示意图；
图4为电池组中又一个串联模块在充电末端及静置的电压分布示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种电池组中电池故障诊断方法，包括以下步骤。
S1、将装有电池组的整车经过多次充电与工况放电运行后，记录远程监控数据。远程监控数据包括整车在运行过程中各模块单体电压、充电电流和放电电流。
本步骤中，通过整车运行，有利于保证电池组的故障检测符合实际应用环境，通过远程监控数据，有利于为故障检测中的参数设置提供参考依据。
S2、对电池组进行充电并获取电池组充电末端各串联模块电压值V11、V12到V1n，n为串联模块的数量，并筛选最高电压值Vmax和最低电压值Vmin，并计算各串联模块的电压平均值V1。
具体的，本步骤中，最高电压值Vmax和最低电压值Vmin分别为电压值V11、V12到V1n的最大值和最小值，V1＝(V11+V12+……V1n)/n。
S3、获取压差值ΔV，ΔV＝Vmax-Vmin。
S4、判断压差值ΔV是否大于预设的第一电压阈值U1；否，则判断该电池组正常。第一电压阈值U1根据电池组充电电流设置。
S5、是，则判断该电池组故障，将该电池组中的最高电压值Vmax和最低电压值Vmin分别与电压平均值V1进行比较，定位故障模块。
如此，本实施方式中，通过电池组串联模块的最高电压值Vmax和最低电压值Vmin对电池组进行整体诊断，有利于提高电池组诊断效率，筛选故障电池组以进行精确诊断。
本实施方式中，定位故障模块的具体方式如下：
S51、预设第二电压阈值U2。第二电压阈值U2根据电池组充电电流设置。
S52、判断最高电压值Vmax与电压平均值V1的差值是否大于第二电压阈值U2；是，则判断该最高电压值Vmax对应的串联模块故障。
S53、否，则判断电压平均值V1与最低电压值Vmin的差值是否大于第二电压阈值U2。是，则判断该最低电压值Vmin对应的串联模块故障。
如此，本实施方式中，直接从最高电压值Vmax和最低电压值Vmin对应的串联模块检测故障，有利于提高故障定位效率，避免逐一检测各串联模块的冗余工作。
S6、将电池组静置预设第一时间值后，获取电池组中各串联模块的静置电压值V21、V22到V2n，并获取各串联模块的静置电压平均值V2。
S7、将故障模块的静置电压值V2m与静置电压平均值V2比较，1≦m≦n。
S8、结合步骤S5与步骤S7的比较结果判断故障类型。
本实施方式的步骤S8中，根据预设的故障判断模型判断故障类型，具体的：如果故障模块为最高电压值Vmax对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m小于静置电压平均值V2，则判定该模块损坏，需更换模块；
如果故障模块为最高电压值Vmax对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m大于静置电压平均值V2，则判定该模块SOC状态偏高，需进行模块均衡；
如果故障模块为最低电压值Vmin对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m大于静置电压平均值V2，则判定该损坏，需进行模块更换；
如果故障模块为最低电压值Vmin对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m小于静置电压平均值V2，则判定该模块SOC状态偏低，需进行模块均衡。
如此，本实施方式中，通过充电末端电压进行电池组整体诊断和故障模块定位后，通过静置后的电压对故障类型进一步诊断。本实施方式可以实现动力电池组故障的可靠诊断，减少电池组故障的误判，避免电池组不必要的反复维修，节约维修成本。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电池组中电池故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将装有电池组的整车经过多次充电与工况放电运行后，记录远程监控数据；远程监控数据包括整车在运行过程中各模块单体电压、充电电流和放电电流；
S2、对电池组进行充电并获取电池组充电末端各串联模块电压值V11、V12到V1n，n为串联模块的数量，并筛选最高电压值Vmax和最低电压值Vmin，并计算各串联模块的电压平均值V1；
S3、获取压差值ΔV，ΔV＝Vmax-Vmin；
S4、判断压差值ΔV是否大于预设的第一电压阈值U1；否，则判断该电池组正常；
S5、是，则判断该电池组故障，将该电池组中的最高电压值Vmax和最低电压值Vmin分别与电压平均值V1进行比较，定位故障模块；
S6、将电池组静置预设第一时间值后，获取电池组中各串联模块的静置电压值V21、V22到V2n，并获取各串联模块的静置电压平均值V2；
S7、将故障模块的静置电压值V2m与静置电压平均值V2比较，1≦m≦n；
S8、结合步骤S5与步骤S7的比较结果判断故障类型。
2.如权利要求1所述的电池组中电池故障诊断方法，其特征在于，步骤S5具体包括以下步骤：
S51、预设第二电压阈值U2；
S52、判断最高电压值Vmax与电压平均值V1的差值是否大于第二电压阈值U2；是，则判断该最高电压值Vmax对应的串联模块故障；
S53、否，则判断电压平均值V1与最低电压值Vmin的差值是否大于第二电压阈值U2；是，则判断该最低电压值Vmin对应的串联模块故障。
3.如权利要求2所述的电池组中电池故障诊断方法，其特征在于，步骤S8中，如果故障模块为最高电压值Vmax对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m小于静置电压平均值V2，则判定该模块损坏。
4.如权利要求2所述的电池组中电池故障诊断方法，其特征在于，步骤S8中，如果故障模块为最高电压值Vmax对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m大于静置电压平均值V2，则判定该模块SOC状态偏高。
5.如权利要求2所述的电池组中电池故障诊断方法，其特征在于，步骤S8中，如果故障模块为最低电压值Vmin对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m大于静置电压平均值V2，则判定该损坏。
6.如权利要求2所述的电池组中电池故障诊断方法，其特征在于，步骤S8中，如果故障模块为最低电压值Vmin对应的串联模块，且该模块静置电压值V2m小于静置电压平均值V2，则判定该模块SOC状态偏低。
7.如权利要求1至6任一项所述的电池组中电池故障诊断方法，其特征在于，第一电压阈值U1和第二电压阈值U2根据电池组充电电流设置。
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