(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211223879.7 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 湖北工业大 学 地址 430068 湖北省武汉市洪山区南李路 28号 (72)发明人 武明虎　杜万银　陈金莲　郭乐铭　 邢子轩　孙萌　张书凡　张凡　 姜久春　 (74)专利代理 机构 武汉科皓知识产权代理事务 所(特殊普通 合伙) 42222 专利代理师 鲁力 (51)Int.Cl. G01R 31/396(2019.01) G01R 31/367(2019.01) G06F 17/16(2006.01)B60L 58/18(2019.01) (54)发明名称 一种新能源汽车动力电池组故障诊断方法 及系统 (57)摘要 本发明针对实际运行中的新能源汽车数据 提出了一种新能源汽车动力电池组故障诊断方 法及系统。 本发 明采用一种基于特征指数化的方 法提取电压的新特征， 能够 有效地放大电池单体 的故障， 易于实现更快速的预警； 其次， 并采用基 于K‑means聚类的参考单体选择方法， 能够有效 的减少各单体不一致性导致的误报； 最后， 将动 态时间规划(DT W)算法引入电池组的故障诊断领 域并修正DTW算法。 最后将提取的故障特征作为 修正的DTW算法的输入， 算法输出结果最优路径 值DS与设定的阈值比较， 能够实现电池组的在线 故障诊断。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 115308631 A 2022.11.08 CN 115308631 A 1.一种新能源 汽车动力电池组故障诊断方法， 其特 征在于， 包括 获取电池组电压数据并对其进行数据清洗后进行FEF特征提取， 从提取的FEF特征中确 定放电参 考曲线， 放电参 考曲线即为 参考单体电池的放电参 考曲线； 获取待测单体电池电压数据并对其进行数据清洗后进行FEF特征提取， 获取待测电池 放电曲线， 将待测电池放电曲线与放电参考 曲线进行比较并计算两者最优路径， 并设置 自 适应阈值， 若最优路径D S大于设定阈值T， 则认为该 单体k为故障单体。 2.根据权利要求1所述的一种新能源 汽车动力电池组故障诊断方法， 其特 征在于， 获取电池组电压数据对其进行 数据清洗后建立电压矩阵 ； 对电压矩阵 利用FEF方法提取新的特 征， FEF的计算公式如下： ， 表示第j采样时刻的所有单体平 均电压值， 表示第j时刻的第k个单体的电压值； 保存每个单体在每个采样时刻下的FEF 特征值， 得到最终的特 征矩阵 。 3.根据权利要求1所述的一种新能源 汽车动力电池组故障诊断方法， 其特 征在于， 构建由k个电池单体组成的动力电池组单体矩阵 ， n是采样时刻的次数； 基于K‑means聚类的方法求取第j个时刻的k个单体中的簇中心点 ； 将K‑means聚类的计算结果构建成一个簇中心 矩阵C； 比较各时刻与簇中心值 最相近的单体电池， 该 单体即为 参考单体电池。 4.根据权利要求3所述的一种新能源 汽车动力电池组故障诊断方法， 其特 征在于， 设定一个区间半径 ， 并令簇中心范围矩阵 为 在特征矩阵 中， 寻找第j个时刻的， 属于 的电池单体； 记录j个时刻内所有符合要求的单体号 N， 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115308631 A 2M表示单体在j时刻内符合要求的出现次数， 选择M中前p个次数最多的单体号， 求取平 均值即为 参考单体电池， 即： 其中， k_max为取M中前p个次数最多的单体号， 为k_max单体 的特征曲线， 为参考单体。 5.根据权利要求1所述的一种新 能源汽车动力电池组故障诊断方法， 其特征在于， 定义 被检测的单体曲线为 ， 计算两者的最优路径   ， 表示 与 的DTW算法计算结果； 设置阈值T， 若 大于阈值T， 则认为该单体k为故障 单体， 反之， 认为当前 单体k为正常单体， 表示单体k的最优路径。 6.根据权利要求1所述的一种新 能源汽车动力电池组故障诊断方法， 其特征在于， 阈值 T设定为 式中，mean为当前时刻所有单体DS的平均值， std为当前时刻所有单体DS的标准差， 即T 为1.3倍的 原则。 7.根据权利要求1所述的一种新能源 汽车动力电池组故障诊断方法， 其特 征在于， 对采集到的电压数据进行判断， 并且： 若数据采样点的数量小于Num个， 则当前获取电池组电压数据无效； 若数据采样点的数量大于Num个， 则利用局部加权回归算法对当前采集的电池组电压 数据进行 数据清洗， 去除异常数据点。 8.一种新能源 汽车动力电池组故障诊断系统， 其特 征在于， 包括： 第一模块： 被配置为用于获取电池组电压数据并对其进行数据清洗后进行FEF特征提 取， 从提取的FEF特征中确定放电参考曲线， 放电参考曲线即为参考单体电池的放电参考曲 线； 第二模块： 被配置为用于获取待测单体电池电压数据并对其进行数据清洗后进行FEF 特征提取， 获取待测电池放电曲线， 将待测电池放电曲线与放电参考 曲线进行比较并计算 两者的最优路径值， 并设置自适应阈值T， 若最优路径DS大于设定阈值T， 则认为该单体i为 故障单体。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115308631 A 3