天津大学左志强获国家专利权
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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种模型与数据驱动结合的锂离子电池堆故障诊断方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117572274B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311531430.1,技术领域涉及:G01R31/392;该发明授权一种模型与数据驱动结合的锂离子电池堆故障诊断方法是由左志强;金海浪;张志成;王一晶设计研发完成,并于2023-11-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种模型与数据驱动结合的锂离子电池堆故障诊断方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种模型与数据驱动结合的锂离子电池堆故障诊断方法,包括以下步骤:S1、根据锂离子电池堆的工况模式和所处的运行环境,通过充放电循环测试获取锂离子电池堆健康状态数据集,建立带有干路电流传感器故障状态空间模型;S2、根据建立的带有干路电流传感器故障状态空间模型,设计AKF的干路电流传感器故障估计器;S3、利用步骤S1获取的健康状态数据集,辨识锂离子电池堆稳定的核空间,进而设计数据驱动的残差生成器、残差评估函数、检测阈值;S4、根据基于模型的AKF故障估计器和数据驱动核空间辨识故障检测方法的特性,设计故障诊断决策逻辑表。本发明可以准确估计并联电池堆中的干路电流传感器故障和诊断电池内阻故障。
本发明授权一种模型与数据驱动结合的锂离子电池堆故障诊断方法在权利要求书中公布了:1.一种模型与数据驱动结合的锂离子电池堆故障诊断方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、根据锂离子电池堆的工况模式和所处的运行环境,通过充放电循环测试获取锂离子电池堆健康状态数据集,建立带有干路电流传感器故障状态空间模型; S2、根据建立的带有干路电流传感器故障状态空间模型,设计AKF的干路电流传感器故障估计器; AKF的干路电流传感器故障估计器为: ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 其中,代表离散时间标号,表示矩阵的转置,为协方差矩阵,为更新的协方差矩阵,和分别为系统过程噪声的协方差矩阵和测量噪声的协方差矩阵,A、B、C、D为锂离子电池堆状态空间等效电路模型的系统矩阵,为兼容维数的单位矩阵,下标为系统状态变量的个数,为AKF的增益矩阵,、、、都为辅助的递归迭代矩阵,,代表锂离子电池堆干路电流测量值,为AKF的遗忘因子,为锂离子电池堆的端电压测量值,为锂离子电池堆的端电压测量值与AKF估计值之间的电压估计误差,为锂离子电池堆状态的估计,为干路电流传感器故障的实时估计; S3、利用步骤S1获取的健康状态数据集,辨识锂离子电池堆稳定的核空间,进而设计数据驱动的残差生成器、残差评估函数、检测阈值; S4、根据基于模型的AKF故障估计器和数据驱动核空间辨识故障检测方法的特性,设计故障诊断决策逻辑表; 步骤S1中,健康状态数据集包括并联电池堆的干路电流数据、电池堆端电压数据、环境温度数据、并联电池堆内部每个支路的电流数据; 步骤S1中,建立带有干路电流传感器故障状态空间模型,包括以下步骤: S11、锂离子电池堆由N个锂离子电池单体并联组成,根据基尔霍夫定律对电池堆中每个锂离子电池单体建立一阶RC等效电路模型; S12、根据获取的锂离子电池堆健康状态数据集,拟合锂离子电池堆中每个锂离子电池单体的电池荷电状态与开路电压的函数关系曲线; S13、基于获取的锂离子电池堆健康状态数据集,通过系统辨识方法获取对锂离子电池堆中每个锂离子电池单体的一阶RC等效电路模型参数,建立以支路电流为输入,端电压为输出的单体锂电池状态空间模型; S14、利用状态扩展的方法建立以所有支路电流为输入,锂离子电池堆端电压为输出的扩展的并联锂离子电池堆的状态空间模型,根据基尔霍夫电压电流定律得出干路电流和支路电流的映射关系,并将其代入到扩展的并联锂离子电池堆的状态空间模型中建立以干路电流为输入,端电压为输出的并联锂离子电池堆状态空间模型; S15、根据获得的以干路电流为输入,端电压为输出的并联锂离子电池堆状态空间模型,再次建立带有乘性干路电流传感器故障的状态空间模型; 步骤S15中,故障的信息值与干路电流信息相乘来对故障进行建模。
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