采用似然比检测的电动车锂离子电池传感器故障检测方法

摘要

为了降低电池管理系统中传感器故障对电动汽车性能的影响，设计了一种采用似然比检测的故障诊断方法。首先，建立电池等效电路模型，并进行参数辨识，使用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法，对所建立的电池模型进行状态估计；接着，根据状态估计结果计算电池端电压残差，并结合电池荷电状态估计，使用似然比检测方法处理残差数据，对电池传感器故障进行诊断，提高故障检测方法的效率；最后，使用电池工况实验数据验证算法的有效性和适应性。结果表明，设计的方法能及时准确地检测到2种传感器故障。对于给定的测试条件，电压故障时根据端电压残差检测所需诊断时间在20 s内；根据荷电状态(SOC)残差检测所需诊断时间在100 s内；电流故障时根据端电压残差检测所需诊断时间在20 s内；根据SOC残差检测所需诊断时间在400 s内。同样测试条件下，采用传统的累积和方法(CUSUM)的诊断时间分别是20 s内、445 s以上、150 s以上和1 000 s以上，可见设计的方法可以明显缩短诊断时间。同时，该方法对故障有较好的敏感性，可以检测传感器小幅度故障，当电压故障信号为正常电压1%时仍可以实现故障检测。另外，当电压和电流传感器的发生多次故障时，该方法仍能实现故障检测目标。

关键词

电池模型 / 似然比检测 / 电池传感器故障 / 故障检测 / 残差

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52172324); 陕西省重点研发计划资助项目(211432220216)