電池系統故障診斷方法及裝置製造方法
2023-06-04 10:35:01 2
電池系統故障診斷方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明實施例提供了一種電池系統故障診斷方法及裝置，在檢測電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時，進行了診斷時間計時和故障時間計時，通過診斷時間計時的值達到診斷時間閾值情況下，判斷故障時間計時的值是否超過故障時間閾值的方式，來判斷電池系統是否存在故障。本發明實施例對信號幹擾或偶然性事件進行了冗餘處理，同時能夠相對精確地確定故障發生和消除的時間。
【專利說明】電池系統故障診斷方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於故障處理【技術領域】，尤其涉及一種電池系統故障診斷方法及裝置。
【背景技術】
[0002]電池管理系統作為動力電池使用的管理者，其故障診斷機制的設計對於電池系統工作可靠性至關重要。同時由於電池系統的惡劣工作環境和複雜的電控系統，採集到的電池系統的各種狀態信息難免受到幹擾，像各輔助零部件偶然失效、線束偶爾接觸不良，各種性能參數瞬間超標後恢復正常等事件時有發生。如果電池管理系統故障診斷機制不合理，不對此類偶然故障進行冗餘處理，則會導致管理系統頻繁診斷認定電池系統發生故障，從而禁止或限制電池系統使用，嚴重影響了節能與新能源汽車整車可靠運行。
[0003]目前現有的故障診斷通常採用以下的診斷機制:如果電池系統狀態滿足故障診斷策略條件，則對故障計時器累加，如果不滿足故障診斷策略條件，則對故障計時器遞減；並實時判斷故障計時器的值是否大於一定時間閾值，如果是，則確認電池系統有此故障，否則確認電池系統無此故障。這種故障診斷機制存在故障發生確認時間不固定，故障是否消除確認時間也不固定的問題。
【發明內容】
[0004]本發明提供了一種電池系統故障檢測方法能夠對偶然情況或者幹擾信號進行冗餘處理，同時確定故障發生或消除時間。
[0005]為實現上述技術效果，本發明技術方案為:
[0006]一種電池系統故障診斷方法，包括:
[0007]檢測所述電池系統狀態；
[0008]當檢測到所述電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時，開始故障時間計時以及診斷時間計時，所述故障時間計時和所述診斷時間計時的初始值均為零；
[0009]在所述故障時間計時以及所述診斷時間計時過程中，若檢測到所述電池系統的第一狀態不滿足所述第一狀態故障診斷策略，暫停所述故障時間計時，繼續進行所述診斷時間計時，否則繼續進行所述故障時間計時以及所述診斷時間計時；
[0010]在所述診斷時間計時的值達到所述診斷時間閾值的情況下，檢測所述故障時間計時的值是否超過故障時間閾值；
[0011]在所述故障時間計時的值超過故障時間閾值的情況下，確定所述電池系統存在故障。
[0012]優選地，所述檢測電池系統狀態之前還包括:
[0013]檢測電池系統的第一狀態是否滿足第一狀態故障診斷使能條件，如果是，再執行所述檢測電池系統狀態的步驟。
[0014]優選地，所述方法還包括:
[0015]在所述電池系統的第一狀態不滿足第一狀態故障診斷使能條件時，清除所述故障時間計時和診斷時間計時的值，並終止檢測電池系統狀態。
[0016]優選地，所述方法還包括:
[0017]在所述故障時間計時的值未超過所述故障時間閾值的情況下，確定所述電池系統不存在故障。
[0018]優選地，所述在確定電池系統存在或不存故障之後，所述方法還包括:
[0019]清除所述故障時間計時和所述診斷時間計時的值。
[0020]一種電池系統故障診斷裝置，包括:故障診斷模塊，故障計時模塊，診斷計時模塊，時間判斷模塊，故障確定模塊；
[0021]所述故障診斷模塊:用於檢測電池系統的第一狀態的是否滿足第一狀態故障診斷策略；
[0022]所述故障計時模塊:用於當所述故障診斷模塊檢測出所述電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時開始計時；在故障時間計時過程中，在所述故障診斷模塊檢測到所述電池系統的第一狀態不滿足所述第一狀態故障診斷策略時暫停計時，否則繼續計時；
[0023]所述診斷計時模塊:用於當所述電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時，開始計時；
[0024]所述時間判斷模塊:用於判斷診斷計時模塊的計時的值是否達到診斷時間閾值，以及在在所述診斷計時模塊的計時的值達到所述診斷時間閾值時，判斷故障計時模塊的計時的值是否達到故障時間閾值；
[0025]所述故障確定模塊，用於在所述時間判斷模塊確定所述故障時間計時模塊計時的值達到故障時間閾值的情況下，確定所述電池系統存在故障。
[0026]優選地，還包括:
[0027]故障使能判斷模塊，用於判斷所述電池系統的第一狀態是否滿足第一狀態故障診斷的使能條件，如果是觸發所述故障診斷模塊執行。
[0028]優選地，所述故障使能判斷模塊還包括:
[0029]用於在所述電池系統狀不滿足故障診斷的使能條件，觸發所述故障計時模塊和診斷計時模塊清零，以及不觸發所述故障診斷模塊執行。
[0030]優選地，所述故障確定模塊還包括:
[0031]用於在所述時間判斷模塊判定故障時間計時沒有達到故障時間閾值的情況下，確定所述電池系統不存在故障。
[0032]優選地，所述故障確定模塊還包括:
[0033]用於在確定所述電池系統存在或者不存在故障之後，觸發所述故障計時模塊和所述診斷計時模塊進行清零。
[0034]本發明通過採取在診斷時間閾值內出現了一定時長的電池狀態故障才確認電池系統存在故障的方法，對由於信號幹擾或偶然性事件進行了冗餘處理，防止了誤判的發生。在此基礎上由於故障時間閾值在時間段上具有一定的固定性，在發生故障或故障消除時，可以確定故障發生和消除的時間是處於某一個特定的時間閾值範圍內，能夠相對精確地確定故障發生和消除的時間。綜上，本發明在可以在對偶然故障進行冗餘處理的同時能確定出故障發生和消除的時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為本發明實提供的一種電池系統故障檢診斷方法實施例流程圖；
[0037]圖2為本發明針對電池總電壓過高故障診斷方法的實施例流程圖；
[0038]圖3為本發明通過的帶有使能條件檢測的故障診斷方法的實施例流程圖；
[0039]圖4為本發明針對電池總電壓過高的使能條件診斷的實施例流程圖；
[0040]圖5為本發明對診斷結束後進行清零方法的實施例流程圖；
[0041]圖6為本發明提供的一種電池系統故障檢診斷裝置的實施例示意圖；
[0042]圖7為本發明提供的另一種電池系統故障檢診斷裝置的實施例示意圖；
[0043]圖8為本發明提供的另一種電池系統故障檢診斷裝置的實施例示意圖。
【具體實施方式】
[0044]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0045]本發明實施例中檢測電池系統故障採用在一定時長的診斷時間內判斷故障時間的方式，以確定電池系統是否存在故障，使得能夠有效進行冗餘處理，並且能夠確定故障出發生或者消除的時間。
[0046]圖1為本發明提供電池系統故障檢測方法的，方法包括:
[0047]檢測電池系統狀態SI;
[0048]當檢測到電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時S2，開始故障時間計時以及診斷時間計時S3，故障時間計時和所述診斷時間計時的初始值均為零；
[0049]在故障時間計時以及診斷時間計時過程中，若檢測到電池系統的第一狀態不滿足所述第一狀態故障診斷策略S4，暫停故障時間計時，繼續進行診斷時間計時，否則繼續進行故障時間計時以及診斷時間計時S5 ；
[0050]在診斷時間計時的值達到診斷時間閾值情況下S6，檢測故障時間計時的值是否超過故障時間閾值；
[0051]在故障時間計時的值超過故障時間閾值的情況下S7，確定電池系統存在故障S8。
[0052]由於電池系統的惡劣工作環境和複雜的電控系統，採集到的電池系統的各種性能參數由於偶然情況或者信號幹擾時常有不符情況發生。在診斷中這些情況都需要做相應的冗餘處理，防止出現頻繁確認發生故障而影響電池系統正常的使用和故障診斷。
[0053]上述實施例方法中通過檢測在診斷時間內，故障發生累計時間是否大於故障時間閾值，超過會判定發生故障，這種累計故障時間進行診斷的方法很好地對診斷中由於信號幹擾或偶然性事件進行了冗餘處理，如果發生故障是由信號幹擾或偶然性事件引起的，那累計時間不會太長，一般也不能夠超出閾值範圍，就不會判定為發生了故障。現有技術採用了有故障則累加計時，沒有故障時計時就減少的方法，雖然也是進行了冗餘處理，但是如果故障是時有時無的，沒有故障就減少的累計方式，使得檢測出有故障的時間與相應故障的發生時間會有很大的時間差，不利於準確檢測故障發生或者消除的時間，而且該方案對周期性故障的診斷所進行的冗餘處理也不會很準確，從而導致周期性的故障無法準確判定出的情況。
[0054]本發明實施例的方法中對故障診斷採用了有故障進行累計計時，沒有故障則暫停累計計時，同時累計下從發生故障以來的時長，在該時長達到診斷時間閾值時候，發生累計時間是否大於故障時間閾值，從而確定是否具有相應故障，這樣當最終確定發生故障時，可以知道相應故障發生的時間就在一個診斷時間閾值前，這樣能夠非常準確知道故障發生或者消除的時間。而且從發生故障到確認發生故障的時間只有一個診斷時間閾值長。同時該方法沒有對計時進行減少，所以對周期性故障的診斷的準確性比現有技術要高。
[0055]上述方法中提到的「當電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略」，其中的「電池系統第一狀態」可以是電池系統各個方面狀態中的任一種，「第一狀態故障診斷策」也是指認為存在該狀態所相應的故障的診斷策略。若以電池系統總電壓過高故障為例，電池系統的第一狀態就是指電池的實際總電壓，第一狀態故障診斷策略就是電池的實際總電壓大於總電壓的過高故障閾值。如果診斷認定存在了總電壓大於閾值的情況就會進行相應的故障時間計時和診斷時間計時，最後通過判斷診斷故障計時是否超出確定發生的電壓超出閾值的情況是否確實存在電池總電壓過高故障。
[0056]具體流程如圖2所示，其中「電池實際總電壓大於電壓過高故障閾值」 S21、「電池實際總電壓是否大於電壓過高故障閾值」 S41、「電池系統存在電壓過高故障」 S81分別是「電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略」 S2，「電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略」S4、「電池系統存在故障」S8的在針對總電壓過高故障的具體步驟表現，其他進行計時或者判斷的步驟均一致。
[0057]針對上述方法實施例，有時進行故障診斷，需要判斷該故障診斷是否能夠進行，在該方法中則需要判斷是否滿足相應故障診斷使能條件，在滿足的情況下允許進行故障診斷，則可以擁有如圖3所示另一實施例:
[0058]在檢測電池系統狀態前，電池系統的第一狀態滿足第一狀態相應故障診斷使能條件S9，則執行所述檢測電池系統狀態SI的步驟。
[0059]進一步，在所述電池系統的第一狀態不滿足第一狀態故障診斷的使能條件時，清除所述故障時間計時和診斷時間計時的值S10，並終止檢測電池系統狀態S11。
[0060]該方法實施例其餘步驟與前一實施例相同，這裡不再贅述。
[0061]上面提及的「使能條件」是指能夠允許進行相關操作需要滿足的條件。下面仍然以電池總電壓過高故障為例，電池總電壓過高故障的使能條件可以包括:
[0062]如圖4所示，總電壓採集器不存在開路S91，總電壓採集合理S92和電壓採集值在量程範圍S93等條件中的一個或多個。判定是否滿足使能條件則需要對這些條件進行判定。當存在上述條件不滿足的情況則認為不滿足使能條件，就不能進行電池總電壓過高故障的診斷，即不能進入下一步檢測電池實際總電壓是否大於電池總電壓過高故障閾值的步驟。
[0063]若不進行診斷，通常需要清除所述故障時間計時和診斷時間計時的值S10，保證以後診斷時故障時間計時和診斷時間計時的初始值為零。在上述條件滿足的情況下，則允許進行電池系統總電壓過高故障診斷。通過判斷使能條件的判斷，保證了故障診斷的各方面的均能夠有效地進行。
[0064]在上面的實施例中，會在故障時間計時的值超過故障時間閾值的情況下確認存在所述相應故障S8，如果故障時間計時的值不超過故障時間閾值，可以如圖5進一步限定:
[0065]在故障時間計時的值不超過故障時間閾值的情況下，確定電池系統不存在相應故障 S12。
[0066]仍以電池總電壓過高故障為例，不存在相應故障是指，在這個時間閾值內，發生的滿足電池的實際總電壓大於總電壓的過高故障閾值事件是偶然情況或者信號幹擾引起的錯誤診斷。
[0067]對於診斷結果無論電池系統存在相應故障或不存在相應故障，為了達到更好的技術效果，通常需要在這裡清除所述故障時間計時和診斷時間計時的值S13，保證以後診斷時故障時間計時和診斷時間計時的初始值為零。
[0068]上述的所有方法中的計時均可以通過相應計時器實現，相應計時器能夠在需要進行計時的情況下啟動；需要停止計時的情況下暫停，而保留原值；也能夠在需要清除計時時進行清零。
[0069]本發明還提供一種電池系統障診斷裝置，如圖6所示包括:故障診斷模塊M1，故障計時模塊M2，診斷計時模塊M3，時間判斷模塊M4，故障確定模塊M5 ；
[0070]故障診斷模塊Ml:用於診斷電池系統的第一狀態的是否滿足第一狀態故障診斷策略；
[0071]故障計時模塊M2:用於當電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時開始計時；計時過程中，檢測到電池系統的第一狀態不滿足第一狀態故障診斷策略暫停計時，否則繼續計時；
[0072]診斷計時模塊M3:用於當電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時開始計時；
[0073]時間判斷模塊M4:用於判斷診斷計時模塊M3的值是否達到診斷時間閾值，以及在在所述診斷時間計時達到所述診斷時間閾值時，判斷故障計時模塊M2的值是否達到故障時間閾值；
[0074]故障確定模塊M5:用於在所述時間判斷模塊M4確定故障時間計時達到故障時間閾值時，確定所述電池系統存在故障。
[0075]該裝置實施例中通過時間判斷模塊判斷在診斷時間達到診斷時間閾值時，判斷故障計時模塊的值是否達到故障時間閾值，確定是否存在故障，在進行了冗餘處理的基礎上，解決了現有技術故障發生時間不確定的缺點。
[0076]進一步，在需要對診斷進行使能條件判斷，保證該裝置正確運行的時候，那麼該電池系統如圖7所示,還包括:
[0077]故障使能判斷模塊M6，用於判斷電池系統的第一狀態是否滿足第一狀態故障診斷的使能條件，如果是則觸發故障診斷模塊Ml執行。
[0078]進一步，在沒有能夠滿足的使能條件的情況下，為了保證故障計時模塊M2和診斷計時模塊M3的初始值為零，故障使能判斷模塊M6還包括:
[0079]用於故障使能判斷模塊判定所述電池系統狀不滿足故障診斷的使能條件，觸發所述故障計時模塊M2和診斷計時模塊M3清零，不觸發故障診斷模塊Ml執行。
[0080]進一步，對故障計時沒有達到相應閾值的情況，故障確定模塊M5還包括:
[0081]用於時間判斷模塊M4判定故障計時模塊M2的值沒有達到故障時間閾值時，確定所述電池系統不存在故障。
[0082]進一步，故障確定模塊如圖8所示，還包括:
[0083]用於確定電池系統存在或者不存在所相應故障後，觸發故障計時模塊M2和診斷計時模塊M3進行清零。
[0084]進一步，本發明裝置實施例中故障計時模塊M2為故障計時器，診斷計時模塊M3為診斷計時器，兩個計時器均能夠在具有相應需求時，進行啟動，暫停或者清零操作。
[0085]上述的所有裝置實施例在如圖6所示裝置實施例上基礎上，從各個方面做了進一步的改進，使得整個裝置能夠更加完善的執行其功能，提高了診斷故障的準確性。
[0086]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種電池系統故障診斷方法，其特徵在於，包括: 檢測所述電池系統狀態； 當檢測到所述電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時，開始故障時間計時以及診斷時間計時，所述故障時間計時和所述診斷時間計時的初始值均為零； 在所述故障時間計時以及所述診斷時間計時過程中，若檢測到所述電池系統的第一狀態不滿足所述第一狀態故障診斷策略，暫停所述故障時間計時，繼續進行所述診斷時間計時，否則繼續進行所述故障時間計時以及所述診斷時間計時； 在所述診斷時間計時的值達到所述診斷時間閾值的情況下，檢測所述故障時間計時的值是否超過故障時間閾值； 在所述故障時間計時的值超過故障時間閾值的情況下，確定所述電池系統存在故障。
2.根據權利要求1所述方法，其特徵在於，所述檢測電池系統狀態之前還包括: 檢測電池系統的第一狀態是否滿足第一狀態故障診斷使能條件，如果是，再執行所述檢測電池系統狀態的步驟。
3.根據權利要求2所述方法，其特徵在於，所述方法還包括: 在所述電池系統的第一狀態不滿足第一狀態故障診斷使能條件時，清除所述故障時間計時和診斷時間計時的值，並終止檢測電池系統狀態。
4.根據權利要求要求I任一項所述方法，其特徵在於，所述方法還包括: 在所述故障時間計時的值未超過所述故障時間閾值的情況下，確定所述電池系統不存在故障。
5.根據權利要求4所述方法，其特徵在於，所述在確定電池系統存在或不存故障之後，所述方法還包括: 清除所述故障時間計時和所述診斷時間計時的值。
6.一種電池系統故障診斷裝置，其特徵在於，包括:故障診斷模塊，故障計時模塊，診斷計時模塊，時間判斷模塊，故障確定模塊； 所述故障診斷模塊:用於檢測電池系統的第一狀態的是否滿足第一狀態故障診斷策略； 所述故障計時模塊:用於當所述故障診斷模塊檢測出所述電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時開始計時；在故障時間計時過程中，在所述故障診斷模塊檢測到所述電池系統的第一狀態不滿足所述第一狀態故障診斷策略時暫停計時，否則繼續計時；所述診斷計時模塊:用於當所述電池系統的第一狀態滿足第一狀態故障診斷策略時，開始計時； 所述時間判斷模塊:用於判斷診斷計時模塊的計時的值是否達到診斷時間閾值，以及在在所述診斷計時模塊的計時的值達到所述診斷時間閾值時，判斷故障計時模塊的計時的值是否達到故障時間閾值； 所述故障確定模塊，用於在所述時間判斷模塊確定所述故障時間計時模塊計時的值達到故障時間閾值的情況下，確定所述電池系統存在故障。
7.根據權利要求6所述裝置，其特徵在於，還包括: 故障使能判斷模塊，用於判斷所述電池系統的第一狀態是否滿足第一狀態故障診斷的使能條件，如果是觸發所述故障診斷模塊執行。
8.根據權利要求6所述裝置，其特徵在於，所述故障使能判斷模塊還包括: 用於在所述電池系統狀不滿足故障診斷的使能條件，觸發所述故障計時模塊和診斷計時模塊清零，以及不觸發所述故障診斷模塊執行。
9.根據權利要求6所述裝置，其特徵在於，所述故障確定模塊還包括: 用於在所述時間判斷模塊判定故障時間計時沒有達到故障時間閾值的情況下，確定所述電池系統不存在故障。
10.根據權利要求9所述裝置，其特徵在於，所述故障確定模塊還包括: 用於在確定所述電池系統存在或者不存在故障之後，觸發所述故障計時模塊和所述診斷計時模塊進行清零。
【文檔編號】G01R31/36GK104459556SQ201410726848
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】張後亮, 姚振輝, 楊輝前, 蘇嶺, 賀剛, 周安健, 任勇, 鄧柯軍, 張友群 申請人:重慶長安汽車股份有限公司, 重慶長安新能源汽車有限公司