一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法技术

本发明专利技术公开了一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，包括：步骤一、读取汽车蓄电池组内第i条蓄电池在t时段内的状态数据，步骤二、将所述t时段分隔为n个时间单元，并计算每个时间单元内的状态数据均值；步骤三、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的放电能力系数；步骤四、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的供电能力系数；步骤五、将包括所述放电能力系数、供电能力系数输入模糊控制器，获得表示故障类别的向量群；以及所述表示故障类别的向量群作为故障诊断答案输出,本发明专利技术根据汽车蓄电池的状态数据均值计算每条蓄电池放电能力系数和供电能力系数，并将其输入模糊控制器，得出每条蓄电池的故障度。

A Fault Monitoring Method for Automotive Battery Used in Electrically Controlled Vehicles

【技术实现步骤摘要】
一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法
本专利技术涉汽车检修领域，尤其涉及一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法。
技术介绍
蓄电池是一个化学电源，在充电时，其内的化学反应将外界的电能转变为化学能储存起来，用电时载通过化学反应将储存的化学能转变为电能，输出给用电设备，蓄电池的种类很多，按照电解液的成分不同分为碱性蓄电池和酸性蓄电池，汽车上广泛使用酸性蓄电池，但由于其电极的主要成分是铅，所以也称为铅酸蓄电池，简称铅学电池。汽车用铅蓄电池又分为普通型、干式荷电型、湿式荷电型和免维护型。免维护型蓄电池在汽车合理使用过程，不需要添加蒸馏水，电解液由制造厂一次加注，并密封在壳体内，因此电解液不会泄露，不会腐蚀接线柱和机体，在使用中不需要加注蒸馏水会补充电解液来调整液面高度，无需保养与维护因此是电动新能源汽车中普遍采用的蓄电池类型，但电动汽车蓄电池通常包含多个电池单元，单个电池单元损坏，影响整车的动力性能，常规电动汽车设定整块汽车蓄电池的阈值，一旦系统运行出现故障，只能以单一的信号报警方式显示出来，并不能详细到故障电池单元。
技术实现思路
本专利技术设计开发了一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，根据汽车蓄电池的状态数据均值计算每条蓄电池放电能力系数和供电能力系数，并将其输入模糊控制器，得出每条蓄电池的故障度。本专利技术提供的技术方案为：一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，包括：步骤一、读取汽车蓄电池组内第i条蓄电池在t时段内的状态数据，所述状态数据包括：电池电压Ui(t)、电池内阻Ri(t)、电池温度Ti(t)，放电电流Ii(t)、电池内电解液高度hi(t)、电池的蓄电量Qi(t)；步骤二、将所述t时段分隔为n个时间单元，并计算每个时间单元内的状态数据均值；步骤三、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的放电能力系数；步骤四、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的供电能力系数；步骤五、将包括所述放电能力系数、供电能力系数输入模糊控制器，获得表示故障类别的向量群；以及所述表示故障类别的向量群作为故障诊断答案输出。优选的是，所述蓄电池放电能力系数计算公式为：其中，Fi为第i条蓄电池的放电能力系数，fij为第i条蓄电池第j个时段的蓄电池的放电能力系数，为第i条蓄电池第j个时段的电池电压均值，为i条蓄电池第j个时段的电池内阻均值，为第i条蓄电池第j个时段的电池放电电流均值，为第i条蓄电池第j个时段的电池蓄电量均值；Γ为伽玛函数，K为比例系数。优选的是，所述电池供电能力系数计算公式为：其中，Gi为第i条蓄电池的供电能力系数，为第i条蓄电池第j个时段的蓄电池的供电能力系数，Ln为拉盖尔多项式，n为时间单元个数。优选的是，所述模糊控制器工作过程为：将放电能力系数与预设点放电能力系数比较得到放电能力系数偏差信号，将供电能力系数与预设供电能力系数比较得到供电能力系数偏差信号；将放电能力系数偏差信号经过微分计算得到放电能力系数变化率信号，供电能力系数偏差信号经过微分计算得到供电能力系数变化率信号；将放电能力系数变化率信号和怠供电能力系数变化率信号共同经过放大后输入模糊控制器，输出为故障等级。优选的是，所述放电能力系数信号与预设点放电能力系数信号的模糊集为：{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大，它们的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。优选的是，所述故障等级的模糊集为{D0，D1，D2，D3}，D0为零级故障，表明电池运行正常，D1为一级故障，表示可以继续运行，D2为二级故障，表示需要修理，D3为三级故障，表示需要紧急停止，更换电池单元。7、根据权利要求6所述的用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，其特征在于，所述模糊控制器的输入变量的隶属度函数选择三角形隶属度函数。8、根据权利要求6所述的用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，其特征在于，所述汽车蓄电池组的状态数据选取时段满足1h≤t≤4h；其中，t为时段，h为小时。9、根据权利要求8所述的用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，其特征在于，所述时间单元满足80≤n≤100。本专利技术所述的有益效果本专利技术设计开发了一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，根据汽车蓄电池的状态数据均值计算每条蓄电池放电能力系数和供电能力系数，并将其输入模糊控制器，得出每条蓄电池的故障度，能够及时精准定位故障电池，保证汽车平稳运行。本专利技术提供的用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，通过模糊控制器将故障度分为四个故障等级，零级故障，表明电池运行正常，一级故障，表示可以继续运行二级故障，表示需要修理，三级故障，表示需要紧急停止，更换电池单元，可以根据故障等级确定电池维修方式。附图说明图1为本专利技术所述的电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本专利技术提供电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，包括以下步骤：步骤S110、读取汽车蓄电池组内第i条蓄电池在t时段内的状态数据，所述状态数据包括：电池电压Ui(t)、电池内阻Ri(t)、电池温度Ti(t)，放电电流Ii(t)、电池内电解液高度hi(t)、电池的蓄电量Qi(t)；步骤S120、将所述t时段分隔为n个时间单元，并计算每个时间单元内的状态数据均值；步骤S130、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的放电能力系数；其中，Fi为第i条蓄电池的放电能力系数，fij为第i条蓄电池第j个时段的蓄电池的放电能力系数，为第i条蓄电池第j个时段的电池电压均值，为i条蓄电池第j个时段的电池内阻均值，为第i条蓄电池第j个时段的电池放电电流均值，为第i条蓄电池第j个时段的电池蓄电量均值；Γ为伽玛函数，K为比例系数。根据步骤二计算得到的状态数据均值计算第i条蓄电池的供电能力系数：其中，Gi为第i条蓄电池的供电能力系数，为第i条蓄电池第j个时段的蓄电池的供电能力系数，Ln为拉盖尔多项式，n为时间单元个数。在另一实施例中，汽车蓄电池组的状态数据选取时段满足1h≤t≤4h，t为时段，h为小时，时间单元满足80≤n≤100步骤S140、将放电能力系数Fi和供电能力系数Gi输入模糊控制器。其中，Fi、Gi的实际变化范围分别为[10,30]，[20,60]，Fi、Gi的离散论域均为{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}则比例因子k1＝6/20k2＝6/40定义模糊子集及隶属度函数把放电能力系数Fi分为七个模糊状态：PB(正大)，PM(正中)，PS(正小)，0(零)，NS(负小)，NM(负中)，NB(负大)，结合经验得出放电能力系数Fi的隶属度函数表，如表1所示。表1放电能力系数Fi的隶属度函数表Fi-6-5-4-3-2-10123456PB0000000000000PM00000.20.4000.20000PS0000.20.40.6000.40.20000000.20.40.60.81.000.60.40.400NB0.20.40.40.80.80000.80.80.80.20.4NM0.60.80.80000000本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，其特征在于，包括：步骤一、读取汽车蓄电池组内第i条蓄电池在t时段内的状态数据，所述状态数据包括：电池电压Ui(t)、电池内阻Ri(t)、电池温度Ti(t)，放电电流Ii(t)、电池内电解液高度hi(t)、电池的蓄电量Qi(t)；步骤二、将所述t时段分隔为n个时间单元，并计算每个时间单元内的状态数据均值；步骤三、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的放电能力系数；步骤四、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的供电能力系数；步骤五、将包括所述放电能力系数、供电能力系数输入模糊控制器，获得表示故障类别的向量群；以及所述表示故障类别的向量群作为故障诊断答案输出。

【技术特征摘要】
1.一种用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，其特征在于，包括：步骤一、读取汽车蓄电池组内第i条蓄电池在t时段内的状态数据，所述状态数据包括：电池电压Ui(t)、电池内阻Ri(t)、电池温度Ti(t)，放电电流Ii(t)、电池内电解液高度hi(t)、电池的蓄电量Qi(t)；步骤二、将所述t时段分隔为n个时间单元，并计算每个时间单元内的状态数据均值；步骤三、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的放电能力系数；步骤四、根据所述状态数据均值计算第i条蓄电池的供电能力系数；步骤五、将包括所述放电能力系数、供电能力系数输入模糊控制器，获得表示故障类别的向量群；以及所述表示故障类别的向量群作为故障诊断答案输出。2.根据权利要求1所述的用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，其特征在于，所述蓄电池放电能力系数计算公式为：其中，Fi为第i条蓄电池的放电能力系数，fij为第i条蓄电池第j个时段的蓄电池的放电能力系数，为第i条蓄电池第j个时段的电池电压均值，为i条蓄电池第j个时段的电池内阻均值，为第i条蓄电池第j个时段的电池放电电流均值，为第i条蓄电池第j个时段的电池蓄电量均值；Γ为伽玛函数，K为比例系数。3.根据权利要求1或2所述的用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，其特征在于，所述电池供电能力系数计算公式为：其中，Gi为第i条蓄电池的供电能力系数，为第i条蓄电池第j个时段的蓄电池的供电能力系数，Ln为拉盖尔多项式，n为时间单元个数。4.根据权利要求3所述的用于电控车辆的汽车蓄电池故障监测方法，其特征在于，所述模糊控制器工作过程为：将放电能力系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光林，孙福明，李刚，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21