CN110920400A - 纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法,包括对动力电池系统进行测试并根据提供的信息构建压差标准数据库；整车控制器监控整车状态，判断整车是否处于充电状态，若是，则继续判断整车是否处于慢充充电状态，若否，则判断整车静置时间是否超出预设时间，进而判断是否允许整车正常运行，由于本发明结合整车实际的不同使用工况，能够准确的反应出整车在不同状态下的差异性，因此故障诊断更加精确。

Description

纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法
技术领域
本发明涉及纯电动汽车电子控制的技术领域，尤其是指一种纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法。
背景技术
纯电动汽车主要是以动力锂离子电池作为动力源的清洁汽车，是当下传统燃油汽车的替代者之一，发展纯电动汽车符合时代发展的趋势和要求。众所周知，纯电动汽车搭载的动力电池系统的一致性控制技术一直是行业内重点和难点问题，动力电池系统一致性好坏直接影响到纯电动汽车的使用寿命、续航里程和整车安全性等方面。动力电池一致性技术一方面受动力电池厂家的设计生产制造水平的影响，另外一方面也受到电池成组后车端控制技术水平的影响，因此如何实时监控动力电池系统的一致性、如何准确的判断一致性好坏并根据判断结果做出相应的控制策略问题是大多数整车制造企业和电池系统制造企业包括BMS企业均在深入研究思考的课题。
当前业内在整车端的动力电池一致性故障诊断和控制方法上通常采取如下方法：电池厂家通过简单的测试数据获得电池系统在不同温度和不同电荷状态(State OfCharge，简称SOC)以及充放电状态下分别所对应的动态压差和静态压差标准，整车在运行过程中通过电池管理系统(Battery Management System，简称BMS)采集计算出整车实时状态下的动力电池系统压差，将计算出的压差值与对应的标准值进行比较，若超过相关标准则采取对应的故障处理。上述方法主要存在如下问题：首先，太受限于厂家简单的测试标定数据，没有更多的结合整车实际的不同使用工况，不能够准确的反应出整车在不同状态下的差异性，故障诊断不够精确；其次，没有考虑到电池系统的压差同时受电池系统的健康度状态(State Of Health，简称SOH)和功率状态(State Of Power，简称SOP)的影响，诊断结果不能适用于整车的全生命周期；最后，只是针对单体电压值来判断一致性问题，没有结合单体极限值所在的位置信息来综合评估动力电池系统一致性诊断问题，因此诊断手段单一。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中诊断精度低、不适用整车全生命周期，且诊断手段单一的问题，从而提供一种诊断精度高、可以适用整车全生命周期，且诊断手段多的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法。
为解决上述技术问题，本发明的一种纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，包括对动力电池系统进行测试并根据提供的信息构建压差标准数据库；其中所述压差标准数据库包括与温度、充电状态、充放电循环次数以及放电电流相对应的动态压差标准矩阵表和静态压差标准矩阵表，以及在慢充状态下的与温度、充电状态、充电电流相关的慢充压差标准矩阵表，在快充状态下的与温度、充电状态、充电电流相关的快充压差标准矩阵表；整车控制器监测整车状态，所述整车控制器获取整车实时状态信息，电池管理系统获取所述动力电池系统的各个状态信息，并判断整车是否处于充电状态，若整车处于充电状态，则进一步判断整车是否处于慢充充电状态，若整车在慢充充电状态，则所述电池管理系统根据获取的由各个状态信息组成的慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行，若不在慢充充电状态，则所述电池管理系统根据获取的由各个状态信息组成的快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若整车不在充电状态，则进一步判断整车静置时间是否超出预设时间，若超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的静态压差矩阵表与所述静态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若没有超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的动态压差矩阵表与所述动态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行。
在本发明的一个实施例中，所述慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行的方法为：所述慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比时，若所述慢充压差矩阵表不符合所述慢充压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障给所述整车控制器，并作出对应的故障处理；若所述慢充压差矩阵表符合所述慢充压差标准矩阵表，则继续判断单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在所述压差标准数据库中设定的小功率充放电时的最大阈值与最小阈值之间，若是，则允许整车运行；否则，所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器。
在本发明的一个实施例中，所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器之前还包括：判断所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在设定的小功率充放电时的最小阈值与最大阈值之间，若是，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器反馈给终端平台；若否，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户。
在本发明的一个实施例中，所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例的计算方法为：首先利用所述电池管理系统计算所述动力电池系统的最大压差；然后所述电池管理系统结合单体最高电压所在的位置信息计算出某一个单体最高电压一段时间内的采样点数除以一段时间内总采样点数，从而得到所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例。
在本发明的一个实施例中，所述快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行的方法为：所述快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比时，若所述快充压差矩阵表不在所述快充压差标准矩阵表的范围内，则所述电池管理系统上报故障给所述整车控制器，并作出对应的故障处理；若所述快充压差矩阵表在所述快充压差标准矩阵表的范围内，则继续判断单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在所述压差标准数据库中设定的大功率充放电时的最大阈值、最小阈值之间，若是，则允许整车运行；否则，所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器。
在本发明的一个实施例中，所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器之前还包括：判断所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在设定的大功率充放电时的最小阈值与最大阈值之间，若是，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器反馈给终端平台；若否，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户。
在本发明的一个实施例中，所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例的计算方法为：首先利用所述电池管理系统计算所述动力电池系统的最大压差；然后所述电池管理系统结合单体最高电压所在的位置信息计算出某一个单体最高电压一段时间内的采样点数除以一段时间内总采样点数，从而得到所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例。
在本发明的一个实施例中，所述静态压差矩阵表与所述静态压差标准矩阵表作对比时，若所述静态压差矩阵表符合所述静态压差标准矩阵表，则允许整车正常运行；若所述静态压差矩阵表不符合所述静态压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障至所述整车控制器，并作出相应的故障处理。
在本发明的一个实施例中，所述动态压差矩阵表与所述动态压差标准矩阵表作对比时，若动态压差矩阵表不符合所述动态压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障至所述整车控制器，并作出相应的故障处理；若动态压差矩阵表符合所述动态压差标准矩阵表，则进一步判断整车是否在急加速状态或急减速状态，根据不同的状态判断整车是否可以正常运行。
在本发明的一个实施例中，所述根据不同的状态判断整车是否可以正常运行的方法为：判断单体最低电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在所述压差标准数据库中设定的大功率充放电时的最大阈值、最小阈值之间，若是，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器反馈至终端平台；若否，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，通过实时采集检测电池系统的实时状态，结合整车实时运行状态，分别计算不同工况状态下电池系统的压差值，摆脱了传统的仅根据动力电池系统厂家提供的简单的与温度和电荷状态相关的静态压差和动态压差矩阵表进行查表评估电池系统一致性状态的局限性；另外，本申请还增加了最低、最高电压点的位置信息判断，丰富了电池系统一致性判断的手段和有效依据；此外，还将电池系统的健康状态和功率状态作为重要的参考因素，使得纯电动汽车在全生命周期内不同工况下可以真实有效的实时诊断电池系统的一致性状态，并结合诊断结果对整车进行合理的实时故障处理与控制，保证整车安全性和可靠性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法流程图；
图2是本发明整车判断为充电状态后的流程图；
图3是本发明整车判断为未充电状态后的流程图。
具体实施方式
如图1和图2以及图3所示，本实施例提供一种纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，包括如下步骤：步骤S1:对动力电池系统进行测试并根据提供的信息构建压差标准数据库；其中所述压差标准数据库包括与温度、充电状态、充放电循环次数以及放电电流相对应的动态压差标准矩阵表Sd和静态压差标准矩阵表Ss，以及在慢充状态下的与温度、充电状态、充电电流相关的慢充压差标准矩阵表Scharge_slow，在快充状态下的与温度、充电状态、充电电流相关的快充压差标准矩阵表Scharge_quick；步骤S2:所述整车控制器(VCU)监测整车状态，所述整车控制器获取整车实时状态信息，电池管理系统(BMS)获取所述动力电池系统的各个状态信息，并判断整车是否处于充电状态，若整车处于充电状态，则进一步判断整车是否处于慢充充电状态，若整车在慢充充电状态，则所述电池管理系统根据获取的由各个状态信息组成的慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行，若不在慢充充电状态，则所述电池管理系统根据获取的由各个状态信息组成的快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若整车不在充电状态，则进一步判断整车静置时间是否超出预设时间，若超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的静态压差矩阵表与所述静态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若没有超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的动态压差矩阵表与所述动态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行。
本实施例所述纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，所述步骤S1中，对动力电池系统进行测试并根据提供的信息构建压差标准数据库；其中所述压差标准数据库包括与温度、充电状态、充放电循环次数以及放电电流相对应的动态压差标准矩阵表Sd和静态压差标准矩阵表Ss，以及在慢充状态下的与温度、充电状态、充电电流相关的慢充压差标准矩阵表Scharge_slow，在快充状态下的与温度、充电状态、充电电流相关的快充压差标准矩阵表Scharge_quick，由于考虑了整车的更多状态，因此有利于适用于整车的全生命周期；所述步骤S2中，所述整车控制器监测整车状态，所述整车控制器获取整车实时状态信息，电池管理系统获取所述动力电池系统的各个状态信息，并判断整车是否处于充电状态，若整车处于充电状态，则进一步判断整车是否处于慢充充电状态，若整车在慢充充电状态，则所述电池管理系统根据获取的由各个状态信息组成的慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行，若不在慢充充电状态，则所述电池管理系统根据获取的由各个状态信息组成的快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若整车不在充电状态，则进一步判断整车静置时间是否超出预设时间，若超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的静态压差矩阵表与所述静态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若没有超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的动态压差矩阵表与所述动态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行，由于本发明结合整车实际的不同使用工况，能够准确的反应出整车在不同状态下的差异性，因此故障诊断更加精确。
本实施例中，所述整车控制器监测整车状态，判断整车是否处于充电状态。具体地，所述整车控制器获取电池管理系统的充电状态信息，判断是否有充电信号，若有充电信号，进而判断整车是否处于充电状态，若整车处于充电状态，则继续判断充电状态属于慢充充电还是快充充电。当检测到慢充充电信号时，则判断整车处于慢充充电状态；当检测到快充充电信号时，则判断整车处于快充充电状态。若没有充电信号，则需要判断车辆的静置时间。
如图2所示，若整车在慢充充电状态，所述慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行的方法为：所述慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比时，若所述慢充压差矩阵表不符合所述慢充压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障给所述整车控制器，并作出对应的故障处理。具体地，通过所述电池管理系统获取t时刻充电电流I(t)、电池系统温度T(t)、SOC(t)、充放电循环次数C(t)从而组成慢充压差矩阵表，通过插值查表法判断整车电池系统当下压差是否符合对应的压差标准，若所述慢充压差矩阵表不符合所述慢充压差标准矩阵表，作出对应的故障处理。而相应的故障处理包括：一级故障告警提示；二级故障告警并限功；三级故障告警并停止充电,由于能够准确的反应出整车在不同状态下的差异性，因此故障诊断精确高。若所述慢充压差矩阵表符合所述慢充压差标准矩阵表，则继续判断单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K1是否在所述压差标准数据库中设定的小功率充放电时的最大阈值M1与最小阈值M2之间，若是，则允许整车运行；否则，所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由于增加了最高电压点的位置信息判断，因此丰富了电池系统一致性判断的手段和有效依据；另外，由于将动力电池系统的健康状态和功率状态作为重要的参考因素，使得纯电动汽车在全生命周期内不同工况下可以真实有效的实时诊断电池系统的一致性状态，并结合诊断结果对整车进行合理的实时故障处理与控制，因此有利于保证整车安全性和可靠性。
所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器之前还包括：判断所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K1是否在设定的小功率充放电时的最小阈值M1与最大阈值M2之间，若是，则允许整车运行；若否，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户,由于根据所获得的电池系统实时压差数值，结合最低电压点出现的频率信息，通过所述数据矩阵判断动力电池系统一致性状态，从而可以结合诊断结果对整车进行合理的实时故障处理与控制，有利于保证整车安全性和可靠性。
所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K1的计算方法为：首先利用所述电池管理系统计算所述动力电池系统的最大压差ΔV＝Vcell_max-Vcell_min；然后所述电池管理系统结合单体最高电压所在的位置信息计算出某一个单体最高电压一段时间t内的采样点数n除以一段时间t内总采样点数N，该值就是所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K1。
若整车不在慢充充电状态，则整车处于快充充电状态，所述快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行的方法为：所述快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比时，若所述快充压差矩阵表不符合所述快充压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障给所述整车控制器，并作出对应的故障处理。具体地，通过所述电池管理系统获取t时刻充电电流I(t)、电池系统温度T(t)、SOC(t)、充放电循环次数C(t)从而组成快充压差矩阵表，通过插值查表法判断整车电池系统当下压差是否符合对应的压差标准，若所述快充压差矩阵表不符合所述快充压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障给所述整车控制器，并作出对应的故障处理。而相应的故障处理包括：一级故障告警提示；二级故障告警并限功；三级故障告警并停止充电,由于能够准确的反应出整车在不同状态下的差异性，因此故障诊断精确高。若所述快充压差矩阵表符合所述快充压差标准矩阵表，则继续判断单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K1是否在所述压差标准数据库中设定的大功率充放电时的最大阈值M3、最小阈值M4之间，若是，则允许整车运行；否则，所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由于增加了最高电压点的位置信息判断，因此丰富了电池系统一致性判断的手段和有效依据；另外，由于将动力电池系统的健康状态和功率状态作为重要的参考因素，使得纯电动汽车在全生命周期内不同工况下可以真实有效的实时诊断电池系统的一致性状态，并结合诊断结果对整车进行合理的实时故障处理与控制，因此有利于保证整车安全性和可靠性。
所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器之前还包括：判断所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K1是否在设定的大功率充放电时的最小阈值M3与最大阈值M4之间，若是，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器反馈给终端平台；若否，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户,由于根据所获得的电池系统实时压差数值，结合最高电压点出现的频率信息，通过所述数据矩阵判断动力电池系统一致性状态，从而可以结合诊断结果对整车进行合理的实时故障处理与控制，有利于保证整车安全性和可靠性。
所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K1的计算方法为：首先利用所述电池管理系统计算所述动力电池系统的最大压差V＝Vcell_max-Vcell_min；然后所述电池管理系统结合单体最高电压所在的位置信息计算出某一个单体最高电压一段时间t内的采样点数n除以一段时间内总采样点数N，该值就是所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K1。
下面具体说明整车有充电信号时，是如何反馈问题及保证整车正常运行的。
若所述整车控制器判断整车处于充电状态，则判断充电状态属于慢充充电还是快充充电；若检测到慢充充电信号则判断整车处于慢充充电状态，BMS获取t时刻充电电流I(t)、电池系统温度T(t)、SOC(t)、充放电循环次数C(t)并获取慢充充电压差标准矩阵表Scharge_slow，通过插值查表法判断整车电池系统当下压差是否符合对应的压差标准，若压差不在标准范围内，则BMS上报故障给VCU，并做相应的故障处理，一级故障告警提示；二级故障告警并限功；三级故障告警并停止充电；若压差在标准范围内，则继续判断K1是否在标准范围内，当K1不在标准范围内时，此时K1＞M2，则BMS上报问题单体电池信息给VCU，VCU反馈给终端平台，其中BMS上报问题单体电池信息给VCU，VCU做限功率，并仪表提示用户；若K1在标准范围内，满足M1≤K1≤M2，则允许整车正常运行。若整车控制器检测到快充充电信号，则判定整车处于快充状态，BMS获取充电电流I(t)、电池系统温度T(t)、SOC(t)、充放电循环次数C(t)并获取快充充电压差标准矩阵表Scharge_quick，通过插值查表法判断整车电池系统当下压差是否符合对应的压差标准；若压差不在标准范围内，则BMS上报故障给VCU，并做相应的故障处理：一级故障告警提示；二级故障告警并限功；三级故障告警并停止充电；若压差在标准范围内，则继续判断K1是否在标准范围内，当K1不在标准范围内时，若K1＞M4，则BMS上报问题单体电池信息给VCU，VCU反馈给终端平台，其中BMS上报问题单体电池信息给VCU，VCU做限功率，并仪表提示用户；若K1在标准范围内，满足M3≤K1≤M4，则允许整车正常运行。
在上述实施例中，若整车处于充电状态，则整车控制器通过具体的充电信号进一步分慢充充电和快充充电两种状态来处理，结合电池系统压差与对应的具体最高电压点和最低电压点出现的频率信息，参考按照要求测试出来的动态压差标准矩阵，来综合评估电池系统的一致性状态，最终作出准确的故障诊断和处理措施。
如图3所示，所述整车控制器获取电池管理系统的充电状态信息，判断是否有充电信号，若没有充电信号，则需要判断车辆的静置时间是否超出预设时间，若超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的静态压差矩阵表与所述静态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若没有超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的动态压差矩阵表与所述动态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行。
所述静态压差矩阵表与所述静态压差标准矩阵表作对比时，若所述静态压差矩阵表符合所述静态压差标准矩阵表，则允许整车正常运行；若所述静态压差矩阵表不符合所述静态压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障至所述整车控制器，并作出相应的故障处理。具体地，所述电池管理系统上报故障至所述整车控制器，并作相应的故障处理，而相应的故障处理包括：一级故障告警提示；二级故障告警并限功；三级故障告警并停止充电,由于能够准确的反应出整车在不同状态下的差异性，因此故障诊断精确高。
所述动态压差矩阵表与所述动态压差标准矩阵表作对比时，若动态压差矩阵表不符合所述动态压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障至所述整车控制器，并作出相应的故障处理。具体地，所述电池管理系统上报故障至所述整车控制器，并作相应的故障处理，而相应的故障处理包括：一级故障告警提示；二级故障告警并限功；三级故障告警并停止充电,由于能够准确的反应出整车在不同状态下的差异性，因此故障诊断精确高。若动态压差矩阵表符合所述动态压差标准矩阵表，则进一步判断整车是否在急加速状态或急减速状态，根据不同的状态判断整车是否可以正常运行，由于将电池系统的健康状态和功率状态作为重要的参考因素，使得纯电动汽车在全生命周期内不同工况下可以真实有效的实时诊断电池系统的一致性状态，并结合诊断结果对整车进行合理的实时故障处理与控制，保证整车安全性和可靠性。
所述根据不同的状态判断整车是否可以正常运行的方法为：判断单体最低电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例K2是否在所述压差标准数据库中设定的大功率充放电时的最大阈值M3、最小阈值M4之间，若是，允许整车正常允许；否则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器反馈至终端平台，其中所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户,由于将动力电池系统的健康状态和功率状态作为重要的参考因素，使得纯电动汽车在全生命周期内不同工况下可以真实有效的实时诊断电池系统的一致性状态，并结合诊断结果对整车进行合理的实时故障处理与控制，因此有利于保证整车安全性和可靠性。
下面具体说明整车没有充电信号时，是如何反馈问题及保证整车正常运行的。
若所述整车控制器判断整车不处于充电状态，则继续采集整车上次掉电时间和本次上电时间的时间差，即Deltat＝本次上电时刻t1-上次掉电时刻t2，判断车辆静置时间Deltat是否大于等于1h。若所述整车控制器判断车辆静置时间≥1h，所述电池管理系统获取t时刻充电电流I(t)、电池系统温度T(t)、SOC(t)、充放电循环次数C(t)并获取静态电压差矩阵表Ss；通过插值查表法判断整车电池系统当下压差是否符合对应的压差标准，若压差不在标准范围内，则BMS上报故障给VCU，并做相应的故障处理，包括一级故障告警提示；二级故障告警并限功；三级故障告警并停止充电；若压差在标准范围内，则允许整车行车。若整车控制器判断车辆静置时间Deltat＜1h，所述电池管理系统获取t时刻充电电流I(t)、电池系统温度T(t)、SOC(t)、充放电循环次数C(t)并获取动态压差矩阵表Sd，若压差不在标准范围内，则BMS上报故障给VCU，并做相应的故障处理，包括一级故障告警提示；二级故障告警并限功；三级故障告警并停止充电；若压差在标准范围内，VCU判断整车是否处于急加速(a≥a1)或急减速状态(a≤a2)。若整车处于急加速或急减速状态，则继续判断K2是否在标准范围内；当K2不在标准范围内时，此时K2＞M4，则BMS上报问题单体电池信息给VCU，VCU做限功率，并仪表提示用户；当K2在标准范围内时，满足M3≤K2≤M4，允许整车正常行车。
本实施例中，所述整车控制器通过采集整车钥匙信号、档位信号、车速以及电池管理系统反馈的动力电池系统的状态信号，判断整车是否处于静置状态、行车放电状态，充电状态等。具体地，若整车控制器检测到钥匙信号为ON档信号，车速为0km/h，则判断整车处于静置状态；若整车控制器检测到慢充充电信号，则整车处于慢充状态；若整车控制器检测到快充充电信号，则整车处于快充状态；若整车控制器检测到钥匙信号为ON档信号，车速大于0km/h，且档位信号为D档或R档则整车处于行车放电状态。根据速度计算整车加速度，若加速度高于设定阈值则整车处于大功率放电状态，否则处于小功率放电状态。
所述动力电池系统压差标准数据库包含以下内容：动力电池厂家根据相关要求对动力电池系统进行测试，分别测试动力电池系统在不同寿命(充放电循环次数为20次、200次、500次、1000次、1500次、2000次)下的不同温度点(温度点选为：-25℃、-10℃、0℃、10℃、25℃、40℃、55℃)下，对应不同SOC点(SOC分别为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％)下电池系统放电状态的动态和静态(每一个测试节点静置1h)压差标准，分别记为Sd(动态压差标准矩阵表)、Ss(静态压差标准矩阵表)。
所述温度与静态压差标准矩阵、放电下的动态压差标准矩阵、快充状态下的动态压差标准矩阵、慢充状态下的动态压差标准矩阵是指动力电池系统在-25℃、-10℃、0℃、10℃、25℃、40℃、55℃不同温度下所对应的静态压差、放电下的动态压差、快充状态下的动态压差、慢充状态下的动态压差所组成的矩阵表；
所述电荷状态与静态压差标准矩阵、放电下的动态压差标准矩阵、快充状态下的动态压差标准矩阵、慢充状态下的动态压差标准矩阵是指电荷状态分别为0％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％下所对应的静态压差、放电下的动态压差、快充状态下的动态压差、慢充状态下的动态压差所组成的矩阵表。
所述充放电循环次数与静态压差标准矩阵、放电下的动态压差标准矩阵、快充状态下的动态压差标准矩阵、慢充状态下的动态压差标准矩阵是指电池系统充放电循环次数分别为20次、200次、500次、1000次、1500次、2000次下所对应的静态压差、放电下的动态压差、快充状态下的动态压差、慢充状态下的动态压差所组成的矩阵表。
以同样的要求测试动力电池系统在不同充电电流下慢充和快充(慢充充电电流：8A、16A、32A；快充充电电流：0.3C、0.5C、1C)两种状态下的慢充压差标准和快充压差标准，分别记为：慢充压差标准矩阵表Scharge_slow、快充压差标准矩阵表Scharge_quick。另外，结合不同动力电池系统特点设定小功率充放电(功率小于1/2动力电池系统额定功率)时的M1、M2值；大功率(功率大于等于1/2动力电池系统额定功率)充放电时的M3、M4值，其中M1、M2、M3、M4为0-1之间的定值。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：对动力电池系统进行测试并根据提供的信息构建压差标准数据库；其中所述压差标准数据库包括与温度、充电状态、充放电循环次数以及放电电流相对应的动态压差标准矩阵表和静态压差标准矩阵表，以及在慢充状态下的与温度、充电状态、充电电流相关的慢充压差标准矩阵表，在快充状态下的与温度、充电状态、充电电流相关的快充压差标准矩阵表；
步骤S2：整车控制器监测整车状态，所述整车控制器获取整车实时状态信息，电池管理系统获取所述动力电池系统的各个状态信息，并判断整车是否处于充电状态，若整车处于充电状态，则进一步判断整车是否处于慢充充电状态，若整车在慢充充电状态，则所述电池管理系统根据获取的由各个状态信息组成的慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行，若不在慢充充电状态，则所述电池管理系统根据获取的由各个状态信息组成的快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若整车不在充电状态，则进一步判断整车静置时间是否超出预设时间，若超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的静态压差矩阵表与所述静态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行；若没有超出预设时间，则根据获取的由各个状态信息组成的动态压差矩阵表与所述动态压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行的方法为：所述慢充压差矩阵表与所述慢充压差标准矩阵表作对比时，若所述慢充压差矩阵表不符合所述慢充压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障给所述整车控制器，并作出对应的故障处理；若所述慢充压差矩阵表符合所述慢充压差标准矩阵表，则继续判断单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在所述压差标准数据库中设定的小功率充放电时的最大阈值与最小阈值之间，若是，则允许整车运行；否则，所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器。
3.根据权利要求2所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器之前还包括：判断所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在设定的小功率充放电时的最小阈值与最大阈值之间，若是，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器反馈给终端平台；若否，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户。
4.根据权利要求3所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例的计算方法为：首先利用所述电池管理系统计算所述动力电池系统的最大压差；然后所述电池管理系统结合单体最高电压所在的位置信息计算出某一个单体最高电压一段时间内的采样点数除以一段时间内总采样点数，从而得到所述单体最低电高始终为某一个采样点所占总采样点的比例。
5.根据权利要求1所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比，判断是否允许整车正常运行的方法为：所述快充压差矩阵表与所述快充压差标准矩阵表作对比时，若所述快充压差矩阵表不在所述快充压差标准矩阵表的范围内，则所述电池管理系统上报故障给所述整车控制器，并作出对应的故障处理；若所述快充压差矩阵表在所述快充压差标准矩阵表的范围内，则继续判断单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在所述压差标准数据库中设定的大功率充放电时的最大阈值、最小阈值之间，若是，则允许整车运行；否则，所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器。
6.根据权利要求5所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器之前还包括：判断所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在设定的大功率充放电时的最小阈值与最大阈值之间，若是，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器反馈给终端平台；若否，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户。
7.根据权利要求6所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例的计算方法为：首先利用所述电池管理系统计算所述动力电池系统的最大压差；然后所述电池管理系统结合单体最高电压所在的位置信息计算出某一个单体最高电压一段时间内的采样点数除以一段时间内总采样点数，从而得到所述单体最高电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例。
8.根据权利要求1所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述静态压差矩阵表与所述静态压差标准矩阵表作对比时，若所述静态压差矩阵表符合所述静态压差标准矩阵表，则允许整车正常运行；若所述静态压差矩阵表不符合所述静态压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障至所述整车控制器，并作出相应的故障处理。
9.根据权利要求1所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述动态压差矩阵表与所述动态压差标准矩阵表作对比时，若动态压差矩阵表不符合所述动态压差标准矩阵表，则所述电池管理系统上报故障至所述整车控制器，并作出相应的故障处理；若动态压差矩阵表符合所述动态压差标准矩阵表，则进一步判断整车是否在急加速状态或急减速状态，根据不同的状态判断整车是否可以正常运行。
10.根据权利要求9所述的纯电动汽车的电池系统一致性故障诊断与整车处理方法，其特征在于：所述根据不同的状态判断整车是否可以正常运行的方法为：判断单体最低电压始终为某一个采样点所占总采样点的比例是否在所述压差标准数据库中设定的大功率充放电时的最大阈值、最小阈值之间，若是，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器反馈至终端平台；若否，则所述电池管理系统上报问题单体电池信息至所述整车控制器，由所述整车控制器作限功率，并仪表提示用户。
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