基于小波分解和GDI的动力电池故障诊断

在动力电池组故障早期准确地定位故障单体电池，能预防安全事故。提出基于小波分解和广义无量纲指标(GDI)的动力电池故障诊断方法。使用小波分解，从电压数据中提取稳定的趋势分量；使用自定义的GDI提取故障信息；使用微分法处理故障信息，排除电池组不一致的情况，并使用3-σ原则作为故障触发阈值。基于电动汽车实际运行数据的实验结果表明，所提方法较信息熵法准确性更高，且具有较强的鲁棒性，在故障早期能够准确地定位故障单体电池，并降低电池组不一致故障的误报率。     

动力电池组连接导线状态检测方法研究与实现

为了消除电动汽车在行驶的过程中动力电池组连接导线松动而没有及时发现并采取相应措施存在的安全隐患,提出了一种低功耗、结构简单、智能化的动力电池组连接导线状态检测方法,设计了以Freescale 8位单片机MC9S08DZ16为控制核心的电池检测单元,并将该连接导线状态检测方法集成到电池检测单元中,检测电池组中每相邻电池之间连接导线上的电压和接线柱上的电压之和,依据电压与导线流过电流的关系判定连接导线的状态。将所设计的电池检测单元用于检测16节磷酸铁锂动力电池组连接导线的连接状态,测试结果表明所提出的电池组连接导线状态检测方法能准确检测电池组连接导线松动的位置和松动的情况。     

并联蓄电池模块单体电流测量系统设计

现存电池管理系统基于串联电池组层面进行设计,无法实现并联电池组中单体的电压和电流测量。通过设计并联蓄电池单体电流测量系统,实现了对并联单体电流的检测,使得单体层面的电池管理成为可能。同时设计和实现了基于电流检测的开路故障诊断算法,对电池管理系统做出完善和补充。     

储能电池组初期短路故障检测与定位方法研究

短路故障是储能电池组典型故障之一，尤其初期短路故障不易被检测。为避免初期短路故障对储能电池组运行安全的不利影响，提出一种基于交错量测拓扑的储能电池组初期短路故障检测和定位方法。首先，将基于滑动窗口采样所得数据集进行归一化处理，并通过对数据集进行统计分析得到基于特征分解的故障检测指标；然后，进一步理论推导故障检测阈值同故障可检测幅值之间的量化关联；最后通过评估异常特征贡献度确定故障位置。经电池组仿真和故障模拟验证，当单电池发生初期短路时，能够在6.4 s内完成对0.5 C等效短路电流下的初期短路故障的准确检测定位，表明了所提方法的有效性。     

统计分析和密度聚类的锂离子电池组内短路故障诊断

随着锂离子电池系统在电动汽车中的广泛应用，电池组短路引起的安全问题日益凸显，因此动力电池的状态监测与故障诊断备受关注。针对当前非模型故障诊断方法存在的泛用性低、抗干扰性差和电池组不一致性突出等问题，提出了一种基于统计分析和密度聚类的电池组短路故障诊断方法。首先根据遗忘机制，利用核密度估计的相对熵和相关系数提取电池组的故障信息，用于识别短路引起的电池电压和温度变化；接着采用基于密度的空间噪声聚类算法(DBSCAN)自动识别短路故障电池。该方法的鲁棒性在噪声干扰和电池组较大不一致性的条件下得到了有效验证。随后，在不同程度的微短路情况下(短路电阻分别为1、5和10Ω)进行故障诊断，结果表明在10Ω短路情况下故障诊断的准确率能够达到92.17%。最后通过对比分析，表明该诊断方法能够有效检测和定位短路电池，并且故障越严重，诊断所需时间越短。     

VRLA蓄电池故障在线监测预警系统新技术

一、蓄电池故障在线检测预警系统特点。“VRLA蓄电池组故障在线预警系统”是以电池内阻为主要监测参数,对电池性能状态进行监测的电池故障在线检测系统.该系统可在线监测电池组中每节单体电池的性能状况,发现性能严重劣化故障电池,立即报警;跟踪电池的性能均衡性,为电池组“精细”维护提供测量依据.     

锂离子动力电池系统故障检测

锂离子动力电池系统的故障原因大多与单体电池的异常有关.针对故障电池组的实际运行数据,构建了电压和温度特征参数,分析其随运行时间的变化情况,通过阈值方法对异常电池进行判断.提取电池组在充电过程中单体电池的电压数据,利用充电电压曲线距离分析和局部离群因子(LOF)检测方法诊断不一致单体,结果表明两种方法的诊断结果一致.最后对异常电池的故障模式进行了识别.     

钠硫电池串并联电池组性能影响因素分析

为了研究钠硫电池串并联电池组性能影响因素,首先在并联支路容量、并联支路初始荷电状态、电池串并联连接方式一致的前提下,研究了并联支路欧姆内阻差异对钠硫电池组性能的影响,实验结果表明电池成组时选用欧姆内阻一致的电池能够减小并联支路在平台期和充电末端的不平衡电流,同时还能够减小并联支路之间的荷电状态累积差异;其次在单体电池内阻、电池组使用环境、电池组使用工况等参数一致的情况下,研究了不同串并联方式对钠硫电池组性能的影响,实验结果表明采用先串后并的连接方式时每个支路串联的电池数量越多,该并联支路电池内阻更接近该批次电池电池内阻平均值的整数倍,能够显著降低并联支路电流不平衡性和荷电状态累积差异。     

储能用梯次利用电池组一致性检测与评价方法

为了将退役动力电池重组成性能良好的电池组用于储能,实现电池组价值利用最大化,提出电池一致性检测与评价方法.通过分析电池组不一致性的产生机理及其对电池组性能的影响,结合电池健康状态、电池单体SOC,把电池组容量与能量利用率作为一致性评价指标,设计"三步实验法"作为电池组一致性检测方法.该方法组合的电池组能同时提升容量与能量利用率.     

三相电流主分量融合的电机故障图形诊断方法

为了在线快捷有效检测识别电机运行状态,并准确诊断交流电机常见故障,将图形融合方法与主分量分析方法(PCA)相结合,充分利用电机三相定子电流信号实现了电机故障的图形化在线检测方法。应用主分量分析法将三维电流状态空间样本进行降维并在二维平面内实现主分量的图形化融合,定义了电机正常、定子匝间短路、转子断条等不同运行状态下的状态识别实用判据,并针对主分量融合图形定义了故障严重度指标。通过理论分析及电机故障试验,论证了所提诊断方法对电机常见定子匝间短路及转子断条故障检测及诊断的直观性、准确性及载荷变化的鲁棒性,为电机及其拖动系统的故障诊断提供新的思路和方法。     

基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线监测方法研究

由于电池pack箱初始性能参数及外部工作环境存在一定差异,针对其工作过程中不一致性问题的安全监测极为重要。若对箱体中每个单体电池各项进行实时监测与处理,数据采集量过大,易产生不良数据。因此在实现保障储能电站电池簇安全运行状态的条件下,通过探究在恒流放电过程中因不一致性而引发的电池簇与电池pack箱欧姆内阻压降浮动规律,提出一种基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线评估方法。通过获取电池簇与表征单体因欧姆内阻造成的压降幅值,进行实时拟合得到线性关系,并求导得到变化速率,对变化速率进行在线记录,若电池簇因电池pack箱老化而存在不一致问题,则变化速率呈现增大趋势,利用此特征进行在线评估。最后,通过实验对所提方法的可行性进行验证。     

高压大容量储能变流器电池组平衡控制策略

容量储能设备的储能单元通常由大量电池组通过串并联方式获得,由于各电池组的参数差异很难保证每个电池组按照一致的充放电曲线工作,极易造成单电池组的过充过放等现象,降低储能设备的寿命与性能。针对上述问题提出一种级联H桥储能变流器电池组平衡控制策略,本文首先解释了级联H桥储能变流器的工作原理与内部能量传递方式,其次通过每个电池组当前荷电状态与平均的充放电曲线来求取各个电池组工作状态与子模块电容电压指令值,配合排序算法与最近电平逼近法实现子模块电容电压稳定并令系统内N-1个电池组按照平均电曲线工作（N为H桥子模块个数）,最后通过Matlab/Simulation仿真平台验证了该控制算法的可行性。     

考虑内部参数不一致性的储能系统用锂电池组建模

目前,电化学储能系统建模普遍采用基于电池单体的简单等效模型,成组和系统模型中较少考虑内部电池参数不一致性,低荷电状态(SOC)下仿真误差较大,并且随着储能系统的运行,差异越发明显,难以反映储能电池的实际运行状态.基于锂电池储能电站成组结构,研究影响简单等效模型电压误差的因素及电池单体与电池模块的电压特性关系,分析电池单体间电压差异来源,提出一种串电容等效模型,并以电池单体SOC和电池单体容量为主要差异参数进行电压修正,建立考虑电池串之间不均衡电流的并联模型.仿真结果表明,串电容等效模型相较简单等效模型能够有效提升低SOC状态下模型的精度,为多电池单体串并联组成的电池系统仿真模型提供技术支撑.     

电池组分段混合均衡控制策略

为了解决电池组由于制造工艺和应用环境的差异所引起的不一致性问题,针对具有电压平台宽、在充放电末端电压变化快这类特性的电池体系,提出了一种基于电压和荷电状态(SOC)的分段混合均衡控制策略。应用MATLAB/Simulink仿真平台,搭建基于双向反激式变压器的多绕组结构的主动均衡拓扑结构,并分别在几种不同的电池组运行工况下验证所提分段混合均衡控制策略的有效性。与采用单一均衡变量的均衡控制策略进行比较,仿真结果表明分段混合均衡控制策略在电池组充电完成或放电结束后能够同时保持电池组电压和SOC良好的均衡效果;所提分段混合均衡控制策略能够更有效地提高电池组的一致性。     

基于多电池组的太阳能供电系统

能量获取技术是输电线路在线监测技术两大关键问题之一。多电池组的太阳能供电系统采用多个电池组作为储能元件,分别对每个电池组进行能量管理,即使某电池异常也不影响系统正常工作,同时采用主-副双太阳能电池板工作模式,现场应用时根据需要配置副太阳能电池板,从而完成电池板选型灵活配置。实验测试表明基于多电池组的太阳能供电系统运行情况良好,满足现场需要。     

非四线制锂电池组实时电压检测校正方法研究

针对锂电池LIB(Lithium-ion pack)组非四线制状态下的线压降补偿问题,提出了一种锂电池组充放电过程中电压实时采样校正新方法。该方法通过分析锂电池组充放电过程中线压降机制,研究各单体处于不同充放电组合状态时对采样的影响,实现对锂电池组电压信号实时有效监测。实验结果表明,在锂电池组工作状态下电压采样过程中,该方法能够有效解决非四线制锂电池组电压采样问题,采样电压与锂电池组单体实际电压差异在5 m V以内。所提出的非四线制线压降补偿方法能够有效解决锂电池组实时准确采样问题,能够准确表征锂电池组实际工作状态。     

基于自适应反演滑模的电池储能系统的能量管理

风力发电系统的能量输出受外界因素影响较大,通常用蓄电池组削峰填谷,稳定功率。文中提出了一种对蓄电池的两级控制,首先应用扩展卡尔曼粒子滤波(The Extended Kalman Particle Filter, EKPF)算法对蓄电池组的荷电状态进行估计,降低系统对电池容量的要求,提高工作精度。之后,应用自适应反演滑模控制策略,根据精确的电池荷电状态数据,对参考功率进行跟踪,减小了蓄电池的输出功率波动,并能进行稳定跟踪。对蓄电池组的两级控制,提高了蓄电池组的灵敏度和稳定性。通过仿真和实验验证了所提控制的有效性和优越性。     

基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线监测方法研究

由于电池pack箱初始性能参数及外部工作环境存在一定差异,针对其工作过程中不一致性问题的安全监测极为重要。若对箱体中每个单体电池各项进行实时监测与处理,数据采集量过大,易产生不良数据。因此在实现保障储能电站电池簇安全运行状态的条件下,通过探究在恒流放电过程中因不一致性而引发的电池簇与电池pack箱欧姆内阻压降浮动规律,提出一种基于欧姆内阻压降的电池簇不一致性在线评估方法。通过获取电池簇与表征单体因欧姆内阻造成的压降幅值,进行实时拟合得到线性关系,并求导得到变化速率,对变化速率进行在线记录,若电池簇因电池pack箱老化而存在不一致问题,则变化速率呈现增大趋势,利用此特征进行在线评估。最后,通过实验对所提方法的可行性进行验证。     

电动自行车电池组的被动均衡充电

串联电池组有主动均衡和被动均衡两种充电模式。主动均衡充电可以有效延长电池组的寿命。我国电动自行车铅酸蓄电池普遍采用被动均衡充电方式。对于24 V以上的铅酸蓄电池组,被动均衡充电方式不能有效控制每一只电池,可能导致实际容量早衰,循环寿命缩短。     

过充过放与电动自行车用铅酸蓄电池的失效

电动自行车用铅酸蓄电池组的使用寿命是困扰相关专业人士的大问题。配对挑选之后的整组蓄电池的平均寿命远低于单只蓄电池的寿命。在95%以上失效的蓄电池组中,仅仅只有一只蓄电池容量远低于额定容量。过充电、过放电是导致电动自行车用铅酸蓄电池组寿命早衰的主要原因。由于不能保证每一只蓄电池既不过充电,又不过放电,现行的电动自行车用铅酸蓄电池组充放电的方法有重大缺陷。