CN116699427B - 基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法及装置。其中，方法包括：通过非冗余测量拓扑结构中电流传感器对待故障检测的电池单体序列进行测量所得的电流值，以及非冗余测量拓扑结构各个电压传感器对电池单体序进行测量所得的电压值，对电池单体序列中的电池进行故障检测。由此，可以高效且全面地对待故障检测的电池单体序列中的电池单体进行故障诊断。
Description
技术领域
本申请涉及电池故障诊断技术领域，尤其涉及一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法及装置。
背景技术
在电源和储能设备领域经常应用到电池，例如，锂离子电池。然而，电池的安全性和可靠性仍然引起人们的关注，这是由于制造缺陷、滥用操作以及电池老化等因素导致的。为了确保电池的安全性，需要在早期阶段对各种电池故障进行检测，以防止潜在风险的发生，从而保证电池的安全性。
在相关技术中，通常采用基于统计分析的方式对待故障检测的电池进行故障检测，然而，这种方式极易发生漏诊断电池故障的问题，因此，如何高效且全面地对电池进行故障诊断是目前亟需的技术问题。
发明内容
为此，本申请的一个目的在于提出一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法、装置、设备及存储介质。
根据本申请的第一方面实施例提出了一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法，其中，所述非冗余测量拓扑结构中包括：与待故障诊断的电池单体序列中N个电池单体串联连接的电流传感器、并联在所述电池单体序列中第j个电池单体至第j+1个电池单体的串联线路上的第j个电压传感器、并联在所述电池单体序列中第1个电池单体至第N个电池单体的串联线路上的第N个电压传感器，所述电池单体序列中各个电池单体之间通过电阻器串联连接，其中，j为大于或者等于1，并且小于或者等于N的整数，N表示所述电池单体序列中电池单体的总数量，所述方法包括：根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第m个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数，对所述电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体进行故障检测，其中，在i等于1或者2的情况下，f=N+i-2，g=N+i-1，h=i+2；在i为大于或者等于3，并且小于或者等于N-2的整数的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2；在i等于N-1的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2-N。
可选地，所述根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数，对所述电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体进行故障检测，包括：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值的情况下，确定所述电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体均存在短路故障。
可选地，所述方法还包括：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均低于所述第一相关系数阈值，并且，所述第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数高于所述第一相关系数阈值的情况下，确定所述电池单体序列中第i个电池单体存在短路故障，并且，所述第i个电池单体和所述第i+1个电池单体之间存在连接故障。
可选地，所述方法还包括：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及所述第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数高于所述第一相关系数阈值的情况下，判断各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第二相关系数阈值，并且判断第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否超过第二相关系数阈值；在各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均小于或者等于第二相关系数阈值，并且，第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数小于或者等于第二相关系数阈值的情况下，确定所述第i个电池单体不存在故障，所述第i+1个电池单体存在短路故障，并且所述第i个电压传感器存在故障。
可选地，所述方法还包括：在确定第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数，以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均超过第二相关系数阈值的情况下，确定所述第i个电池单体正常，所述第i个电压传感器存在故障，并且第i+1个电池单体与第h个电池单体之间存在连接故障。
可选地，所述方法还包括：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数均大于或者等于第一相关系数阈值的情况下，确定第i+1个电池单体正常，而第i个电池单体存在短路故障。
可选地，所述方法还包括：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均大于或者等于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数均趋近于零的情况下，确定第i个电压传感器出现停滞故障。
可选地，所述方法还包括：在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数不是均趋近于零的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数是否以相同幅度下降；在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数以相同幅度下降的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均大于第三相关系数阈值；在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均大于第三相关系数阈值的情况下，确定第i个电压传感器出现故障。
可选地，所述方法还包括：在第g电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数不是均大于第三相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障。
可选地，所述方法还包括：在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数以不同的幅度下降的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第四相关系数阈值；在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均超过第四相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障，并且第i+1个电池单体与第h个电池单体之间存在连接故障。
可选地，所述方法还包括：在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与所述电流传感器的电流值之间的相关系数不是均超过第四相关系数阈值的情况下，判断各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均低于第五相关系数阈值，并且，判断第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否低于第五相关系数阈值；在各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均低于第五相关系数阈值，并且，第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数低于第五相关系数阈值的情况下，确定第i个电压传感器和第i+1个电压传感器出现普通故障。
根据本申请的第二方面实施例提出了一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置，其中，所述非冗余测量拓扑结构中包括：与待故障诊断的电池单体序列中N个电池单体串联连接的电流传感器、并联在所述电池单体序列中第j个电池单体至第j+1个电池单体的串联线路上的第j个电压传感器、并联在所述电池单体序列中第1个电池单体至第N个电池单体的串联线路上的第N个电压传感器，所述电池单体序列中各个电池单体之间通过电阻器串联连接，其中，j为大于或者等于1，并且小于或者等于N的整数，N表示所述电池单体序列中电池单体的总数量所述装置包括：故障检测模块，用于根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第m个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数，对所述电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体进行故障检测，其中，在i等于1或者2的情况下，f=N+i-2，g=N+i-1，h=i+2；在i为大于或者等于3，并且小于或者等于N-2的整数的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2；在i等于N-1的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2-N。
根据本申请实施例的基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法以及装置，通过非冗余测量拓扑结构中电流传感器对待故障检测的电池单体序列进行测量所得的电流值，以及非冗余测量拓扑结构各个电压传感器对电池单体序进行测量所得的电压值，对电池单体序列中的电池进行故障检测。由此，可以高效且全面地对待故障检测的电池单体序列中的电池单体进行故障诊断。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的一种非冗余测量拓扑结构的示意图；
图2为本申请实施例所提供的另一种非冗余测量拓扑结构示意图;
图3为本申请实施例所提供的一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法的流程示意图一；
图4为本申请实施例所提供的一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法的流程示意图二；
图5为本申请实施例所提供的一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法的流程图三；
图6为本申请实施例所提供的一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置的结构示意图；
图7为本申请实施例所提供的电子设备的结构示意图。
通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
图1为本申请实施例所提供的一种非冗余测量拓扑结构的示意图。
如图1所示，本申请实施例中的非冗余测量拓扑结构包括：与待故障诊断的电池单体序列中N个电池单体串联连接的电流传感器、并联在电池单体序列中第j个电池单体至第j+1个电池单体的串联线路上的第j个电压传感器、并联在电池单体序列中第1个电池单体至第N个电池单体的串联线路上的第N个电压传感器，电池单体序列中各个电池单体之间通过电阻器串联连接，其中，j为大于或者等于1，并且小于或者等于N的整数，N表示电池单体序列中电池单体的总数量。
其中，本申请实施例中的非冗余测量拓扑结构用于待故障检测的电池单体序列进行测量，以通过电流传感器测量电池单体序列中电池单体的串联线路上的电流，并通过电压传感器对电池单体序列中相应电池单体之间的串联线路上的电压。
其中，可以理解的是，电压传感器的总数量等于电池单体的总数量。
其中，需要说明的是，在N等于6的情况下，非冗余测量拓扑结构的结构示例图，如图2所示，基于图2可以看出，电池单体序列中有6个电池单体，则6个电池单体分别为，，，，，，6个电池单体之间通过电阻器串联连接，则电阻器分别为，，，，，，，与电池单体序列中6个电池单体串联连接的电流传感器A，电池单体序列中第1个电池单体至第2个电池单体的串联线路上并联有第1个电压传感器，电池单体序列中第2个电池单体至第3个电池单体的串联线路上并联有第2个电压传感器，电池单体序列中第3个电池单体至第4个电池单体的串联线路上并联有第3个电压传感器，电池单体序列中第4个电池单体至第5个电池单体的串联线路上并联有第4个电压传感器，电池单体序列中第5个电池单体至第6个电池单体的串联线路上并联有第5个电压传感器，电池单体序列中第1个电池单体至第6个电池单体的串联线路上并联有第6个电压传感器。
其中，需要说明的是，为第1个电池单体与电阻器串联线路上并联的电压传感器，为第6个电池单体与电阻器串联线路上并联的电压传感器。
下面结合图1所示例出的非冗余测量拓扑结构，对基于非冗余测量拓扑结构的电池故障检测方法进行示例性描述。
图3为本申请实施例所提供的一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法的流程示意图一。
如图3所示，该方法包括以下步骤：
步骤301，根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第m个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数，对电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体进行故障检测，其中，在i等于1或者2的情况下，f=N+i-2，g=N+i-1，h=i+2；在i为大于或者等于3，并且小于或者等于N-2的整数的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2；在i等于N-1的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2-N。其中，需要说明的是，本申请实施例提供的基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法可以由基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置执行，其中，基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置可以由软件和/或者硬件实现。其中，基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置可以为电子设备，也可以被配置在电子设备中。本申请实施例以基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法被配置在电子设备中为例进行说明。
其中，电子设备可以为任一具有计算能力的设备，例如可以为个人电脑、移动终端、服务器等，移动终端例如可以为车载设备、手机、平板电脑、个人数字助理、穿戴式设备等具有各种操作系统、触摸屏和/或显示屏的硬件设备。
在本示例中，第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数是通过对第f个电压传感器所输出的电压值和第g个电压传感器所输出的电压值进行加权皮尔逊相关计算得到的。
在本申请实施例中，第m个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数是通过对第m个电压传感器输出的电压值与第i个电压传感器输出的电压值进行加权皮尔逊相关计算得到的。
在本申请实施例中，第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数是通过对第i个电压传感器输出的电压值与第i+1个电压传感器输出的电压值进行加权皮尔逊相关计算得到的。
在本申请实施例中，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数是通过第i+1个电压传感器输出的电压值与第h个电压传感器输出的电压值进行加权皮尔逊相关计算得到的。
也就是说，本申请实施例中，第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第m个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均为加权皮尔逊相关系数。
本申请实施例提供的基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法，通过非冗余测量拓扑结构中电流传感器对待故障检测的电池单体序列进行测量所得的电流值，以及非冗余测量拓扑结构各个电压传感器对电池单体序进行测量所得的电压值，对电池单体序列中的电池进行故障检测。由此，可以高效且全面地对待故障检测的电池单体序列中的电池单体进行故障诊断。
为了可以清楚理解加权皮尔逊相关系数，下面结合传统的皮尔逊相关系数，对加权皮尔逊相关系数进行描述。
其中，可以理解的是，根据对传统的皮尔逊相关系数进行添加遗忘因子以及与基于平均值为零的周期性信号以获得的校正函数进行结合，以获得加权皮尔逊相关系数。
在本示例中，为了解决数据淹没的问题，可以将遗忘因子添加到传统的皮尔逊相关系数中，以减少历史数据的影响，同时为了避免当电池单体处于非运行状态对电压相关系数造成影响，可以将基于平均值为零的周期性信号以获得的校正函数结合到已经添加过遗忘因子的皮尔逊相关系数中，从而以获得加权皮尔逊相关系数。
其中，可以理解的是，传统的皮尔逊相关系数根据现有数据可以获得，此次不再赘述。
其中，可以理解的是，遗忘因子基于工作人员根据电池运行实际情况，通过计算手动设置，其中，遗忘因子为大于0小于1的数。
其中，可以理解的是，平均值为零的周期性信号可以基于工作人员对检测到的周期性信号进行计算以获得。
本示例中，对传统的皮尔逊相关系数进行添加遗忘因子方式为：以加权的运算方法对传统的皮尔逊相关系数进行添加遗忘因子。
例如，传统的皮尔逊相关系数为，其中X,Y可以为不同电压传感器测量出来的数据或者不同电压传感器测量出来的数据之间的差值或者电流传感器测量出来的电流值，是与之间的协方差，和分别是和的标准差，和分别是与的平均值。遗忘因子为，对应地，以加权的运算方法对传统的皮尔逊相关系数进行添加遗忘因子，以获得已经添加过遗忘因子的皮尔逊相关系数为。
其中，可以理解的是，对X,Y通过计算以获得的X与Y之间的协方差，X与Y的标准差，X与Y的平均值都可以基于现有的计算方法与获得，此处不再赘述。
其中，可以理解的是，n根据输入的X,Y的数量以确定。
在本示例中，基于平均值为零的周期性信号以获得的校正函数与已经添加过遗忘因子的皮尔逊相关系数进行结合的方式为：对平均值为零的周期性信号进行定义以获得校正函数，将校正函数结合到已经添加过遗忘因子的皮尔逊相关系数中。
例如，添加过遗忘因子的皮尔逊相关系数为，平均值为零的周期性信号的周期为T，对应地，校正函数为，将校正函数结合到已经添加过遗忘因子的皮尔逊相关系数，以获得加权皮尔逊相关系数为，其中，M是校正函数集，w为工作人员为了观测方便以设置的固定窗口的大小，为根据平均值为零且周期为T的周期性信号进行计算以获得的函数。
其中，可以理解的是，公式
的取值范围为[-1,1]。
其中，可以理解的是，上述对数据的计算方式都可以根据现有的计算方式来进行计算，该实施例不作具体限定。
基于上述实施例的基础上，为了可以清楚理解根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数，是如何对电池单体序列中电池单体进行故障检测的，下面结合图4对该实施例的方法进行进一步示例性描述。
图4为本申请实施例所提供的一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法的流程图二。
如图4所示，该方法可以包括：
步骤401，在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值的情况下，确定电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体均存在短路故障。
其中，可以理解的是，第一相关系数阈值是工作人员根据实际情况进行预先设置的，该实施例不作具体限定。
其中，可以理解的是，在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均高于第一相关系数阈值的情况下，确定该电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体均是正常的。也就是说，确定该电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体是没有电池故障的。
步骤402，在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数高于第一相关系数阈值的情况下，确定电池单体序列中第i个电池单体存在短路故障，并且，第i个电池单体和第i+1个电池单体之间存在连接故障。
在一些示例中，当存在两种或者两种以上的不同的故障发生时，也可以确定电池存在混合故障。
例如，当确定电池单体序列中第4个电池单体存在短路故障，并且，第4个电池单体和第5个电池单体之间存在连接故障，此时，可确定电池存在混合故障。
步骤403，在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数高于第一相关系数阈值的情况下，判断各个相邻电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第二相关系数阈值，并且判断第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否超过第二相关系数阈值。
也就是说，在本实施例中，在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数高于第一相关系数阈值的情况下，对各个相邻电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第二相关系数阈值，并且对第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否超过第二相关系数阈值进行判断。
其中，可以理解的是，第二相关系数阈值是工作人员根据实际情况以进行设置的，该实施例不作具体限定。
在本示例中，针对任意相邻电压传感器，可确定该任意相邻电压传感器之间的电压差，并将该任意相邻电压传感器之间的电压差和该电流传感器的电流值进行相关系数计算，以得到该任意相邻电压传感器之间的电压差与该电流传感器的电流值之间的相关系数。
在本示例中，可根据第一个电压传感器输出的电压值与第N个电压传感器输出的电压值，确定第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值，然后，将第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与该电流传感器的电流值进行相关系数计算，以得到第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与该电流传感器的电流值之间的相关系数。
在本示例中，本示例中所指出的相关系数可以为加权皮尔逊相关系数
例如，获得的加权皮尔逊相关系数为，对获得的加权皮尔逊相关系数进行变换，以获得以及两个公式，其中，为两个不同的电压传感器测量出来的电压的差值，I为电流传感器的电流值。
其中，可以理解的是，的两个下标数字可以分别为第一个下标数字和第二个下标数字，因此，代表第一个下标数字个电压传感器与第二个下标数字个电压传感器之间的电压差值。
例如，为第1个电压传感器与第2个电压传感器之间的电压差值。
其中，可以理解的是，在本示例所有公式例子中字母代表的含义相同，此处不再赘述。
其中，可以理解的是，电流传感器测量出来的电流值会随着电池存在的故障情况的不同而有所不同。
在一些实施例中，电压传感器之间的电压相关系数可以根据公式以确定，电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数可以根据公式以确定。
步骤404，在各个相邻电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数均小于或者等于第二相关系数阈值，并且，第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数小于或者等于第二相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体不存在故障，第i+1个电池单体存在短路故障，并且第i个电压传感器存在故障。
在一些示例中，电压传感器存在故障的情况可以分为电压传感器出现停滞故障以及电压传感器出现普通故障。
其中，可以理解的是，电压传感器出现停滞故障为电压传感器出现长时间停止运行的情况，对应地，电压传感器出现普通故障是出现除了停滞故障以外其它故障情况。
步骤405，在确定第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数，以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数均超过第二相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体正常，第i个电压传感器存在故障，并且第i+1个电池单体与第h个电池单体之间存在连接故障。
步骤406，在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均大于或者等于第一相关系数阈值的情况下，确定第i+1个电池单体正常，而第i个电池单体存在短路故障。
步骤407，在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均大于或者等于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均趋近于零的情况下，确定第i个电压传感器出现停滞故障。
步骤408，在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数不是均趋近于零的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数是否以相同幅度下降。
也就是说，在本示例中，在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数不是均趋近于零的情况下，对第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数是否以相同幅度下降进行判断。
步骤409，在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数以相同幅度下降的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均大于第三相关系数阈值。
也就是说，在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数以相同幅度下降的情况下，对第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否均大于第三相关系数阈值进行判断。
其中，可以理解的是，第三相关系数阈值是工作人员根据实际情况进行预先设置的，该实施例不作具体限定。
步骤410，若在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数均大于第三相关系数阈值的情况下，确定第i个电压传感器出现故障。
步骤411，若在第g电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数不是均大于第三相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障。
其中，可以理解的是，第g电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数不是均大于第三相关系数阈值的情况可以分为第g电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数大于第三相关系数阈值以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数不大于第三相关系数阈值，第g电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数不大于第三相关系数阈值以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数大于第三相关系数阈值的两种情况。
步骤412，若在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数以不同的幅度下降的情况下，对第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第四相关系数阈值进行判断。
其中，可以理解的是，第四相关系数阈值是工作人员根据实际情况进行预先设置的，该实施例不作具体限定。
步骤413，若在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与电流传感器的电流值之间的相关系数均超过第四相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障，并且第i+1个电池单体与第h个电池单体之间存在连接故障。
步骤414，若在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与电流传感器的电流值之间的相关系数不是均超过第四相关系数阈值的情况下，对各个相邻电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否均低于第五相关系数阈值进行判断，并且，对第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否低于第五相关系数阈值进行判断。
其中，可以理解的是，第五相关系数阈值是工作人员根据实际情况进行预先设置的，该实施例不作具体限定。
在本示例中，第一相关系数阈值，第二相关系数阈值，第三相关系数阈值，第四相关系数阈值以及第五相关系数阈值并不一样。
其中，可以理解的是，上述相关系数阈值是在基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置中预先设置的。
步骤415，若在各个相邻电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数均低于第五相关系数阈值，并且，第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数低于第五相关系数阈值的情况下，确定第i个电压传感器和第i+1个电压传感器出现普通故障。
基于上述实施例，为了可以清楚了解如何根据加权皮尔逊相关系数以获得的公式以及公式，来对电池故障进行诊断。
下面结合图5对该实施例的方法进行进一步示例性描述。
图5为本申请实施例所提供的一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法的流程图三。
如图5所示，该基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法包括以下步骤：
步骤501，获取电压传感器测量出来的电压值以及电流传感器测量出来的电流值I。
其中，可以理解的是，i为大于等于1，并且小于N的整数，表示第i个电压传感器测量出来的电压值。
例如，表示第1个电压传感器测量出来的电压值，其它以此类推，此处不再赘述。
其中，本示例中N表示非冗余测量拓扑结构中电压传感器的总数量。可以理解的是，本示例中，非冗余测量拓扑结构中电压传感器的总数量与电池单体序列中电池单体的总数量是相同的。
步骤502，基于测量出来的各个电压值以及电流值I进行皮尔逊相关系数计算，以得到第一加权皮尔逊相关系数序列以及第二加权皮尔逊相关系数序列。
其中，中的表示第i个电压传感器输出的电压值与第i+1个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数，其中，i为大于或者等于1，并且小于N-1的整数；其中，表示第N个电压传感器输出的电压值与第1个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数。
以及进行计算，其中，中的+m，I）表示第1个电压传感器输出的电压值与第N个电压传感器的电压值的电压差值与电流传感器的电流值I之间的皮尔逊相关系数；其中，中的表示第i个电压传感器输出的电压值与第i+1个电压传感器的电压值的电压差值与电流传感器的电流值I之间的皮尔逊相关系数。
其中，可以理解的是，关于，m以及I的解释说明已经在前述实施例中进行了说明，此处不再赘述。
步骤503，对计算过的低于预设阈值的曲线数量进行统计，若低于阈值的曲线数量大于预设的数量阈值，则无电池故障。
步骤504，若低于阈值的曲线数量小于预设的数量阈值，则对中的，，以及是否低于第一相关系数阈值进行判断，若，，以及均低于第一相关系数阈值，则第i个电池单体以及第i+1个电池单体存在短路故障。
其中，表示第i-2个电压传感器输出的电压值与第i-1个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数;其中，表示第i-1个电压传感器输出的电压值与第i个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数;其中，表示第i-1个电压传感器输出的电压值与第i个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数。
步骤505，对中的，以及是否低于第一相关系数阈值进行判断，若，以及均低于第一相关系数阈值且不低于第一相关系数阈值，则第i个电池单体存在短路故障以及第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障。
步骤506，对中的，以及是否低于第一相关系数阈值进行判断，若，以及均低于第一相关系数阈值且大于第一相关系数阈值，则对各个相邻电压传感器的以及中的(+m，I）是否低于第二相关系数阈值进行判断，若各个相邻电压传感器的以及中的（+m，I）均低于第二相关系数阈值，则第i+1个电池单体存在短路故障以及第i个电压传感器存在故障。
步骤507，在，以及均低于第一相关系数阈值且大于第一相关系数阈值的情况下，对,,是否超过第二相关系数阈值进行判断，若,,均超过第二相关系数阈值，则第i个电压传感器存在故障以及第i+1个电池单体与第i+2个电池单体之间存在连接故障。
其中，表示第i-1个电压传感器输出的电压值与第i个电压传感器的电压值的电压差值与电流传感器的电流值I之间的皮尔逊相关系数;
其中，表示第i+1个电压传感器输出的电压值与第i+2个电压传感器的电压值的电压差值与电流传感器的电流值I之间的皮尔逊相关系数。
步骤508，若中的以及均低于第一相关系数阈值且以及均大于或者等于第一相关系数阈值，则第i+1个电池单体正常以及第i个电池单体存在短路故障。
步骤509，若中的以及大于或者等于第一相关系数阈值且以及均趋近于零，则第i个电池单体出现停滞故障。
步骤510，在以及均不趋近于零的情况下，对以及是否以相同的幅度下降进行判断，若以及以相同的幅度进行下降，则对以及是否大于第三相关系数阈值进行判断。
步骤511，在以及以相同的幅度进行下降的情况下，若以及均大于第三相关系数阈值，则第i个电压传感器出现故障。
步骤512，在以及以相同的幅度进行下降的情况下，若以及不是均大于第三相关系数阈值，则第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障。
步骤513，在以及以不同的幅度下降的情况下，对以及是否均超过第四相关系数阈值进行判断。
步骤513，若以及均超过第四相关系数阈值，则第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障以及第i+1个电池单体与第i+2个电池单体之间存在连接故障。
步骤514，若以及不是均超过第四相关系数阈值，则对各个相邻电压传感器的以及中的(+m，I）是否均低于第五相关系数阈值进行判断。
步骤515，若各个相邻电压传感器的以及中的(+m，I）均低于第五相关系数阈值，则第i个电压传感器和第i+1个电压传感器出现普通故障。
在一些示例性的实施方式中，非冗余测量拓扑结构中包括与待故障诊断的电池单体序列中N个电池单体串联连接的电流传感器、并联在电池单体序列中第j个电池单体至第j+1个电池单体的串联线路上的第j个电压传感器、并联在电池单体序列中第1个电池单体至第N个电池单体的串联线路上的第N个电压传感器，电池单体序列中各个电池单体之间通过电阻器串联连接，其中，j为大于或者等于1，并且小于或者等于N的整数，N表示电池单体序列中电池单体的总数量。
图6为本申请实施例所提供的一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置的结构示意图。其中，需要说明的是，非冗余测量拓扑结构的结构示意图，如图1所示，此处不再赘述。
如图6所示，该基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置60故障检测模块61，其中：
故障检测模块61，用于根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第m个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数，对电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体进行故障检测，其中，在i等于1或者2的情况下，f=N+i-2，g=N+i-1，h=i+2；在i为大于或者等于3，并且小于或者等于N-2的整数的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2；在i等于N-1的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2-N。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61具体用于：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值的情况下，确定电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体均存在短路故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数高于第一相关系数阈值的情况下，确定电池单体序列中第i个电池单体存在短路故障，并且，第i个电池单体和所述第i+1个电池单体之间存在连接故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数高于第一相关系数阈值的情况下，判断各个相邻电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第二相关系数阈值，并且判断第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否超过第二相关系数阈值；在各个相邻电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数均小于或者等于第二相关系数阈值，并且，第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数小于或者等于第二相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体不存在故障，第i+1个电池单体存在短路故障，并且第i个电压传感器存在故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在确定第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数，以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数均超过第二相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体正常，第i个电压传感器存在故障，并且第i+1个电池单体与第h个电池单体之间存在连接故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均大于或者等于第一相关系数阈值的情况下，确定第i+1个电池单体正常，而第i个电池单体存在短路故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均大于或者等于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数均趋近于零的情况下，确定第i个电压传感器出现停滞故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数不是均趋近于零的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数是否以相同幅度下降；在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数以相同幅度下降的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数是否均大于第三相关系数阈值；在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数均大于第三相关系数阈值的情况下，确定第i个电压传感器出现故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在第g电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数不是均大于第三相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数以不同的幅度下降的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第四相关系数阈值；在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与电流传感器的电流值之间的相关系数均超过第四相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障，并且第i+1个电池单体与第h个电池单体之间存在连接故障。
在本申请的一个实施例中，故障检测模块61，还用于：在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与电流传感器的电流值之间的相关系数不是均超过第四相关系数阈值的情况下，判断各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均低于第五相关系数阈值，并且，判断第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否低于第五相关系数阈值；在各个相邻电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数均低于第五相关系数阈值，并且，第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与电流传感器的电流值之间的相关系数低于第五相关系数阈值的情况下，确定第i个电压传感器和第i+1个电压传感器出现普通故障。
图7为本申请实施例所提供的电子设备的结构示意图。如图7所示，该电子设备700可以包括：收发器701、处理器702、存储器703。
处理器702执行存储器存储的计算机执行指令，使得处理器702执行上述实施例中的方案。处理器702可以是通用处理器，包括中央处理器CPU、网络处理器（networkprocessor，NP）等；还可以是数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
存储器703通过系统总线与处理器702连接并完成相互间的通信，存储器703用于存储计算机程序指令。
系统总线可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，EISA）总线等。系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。收发器用于实现数据库访问装置与其他计算机（例如客户端、读写库和只读库）之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器（randomaccess memory，RAM），也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory）。
本申请实施例提供的电子设备，可以是上述实施例的终端设备。
本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，该芯片用于执行上述实施例中基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法的技术方案。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (14)
1.一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法，其特征在于，所述非冗余测量拓扑结构中包括：与待故障诊断的电池单体序列中N个电池单体串联连接的电流传感器、并联在所述电池单体序列中第j个电池单体至第j+1个电池单体的串联线路上的第j个电压传感器、并联在所述电池单体序列中第1个电池单体至第N个电池单体的串联线路上的第N个电压传感器，所述电池单体序列中各个电池单体之间通过电阻器串联连接，其中，j为大于或者等于1，并且小于或者等于N的整数，N表示所述电池单体序列中电池单体的总数量，所述方法包括：
根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第m个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数，对所述电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体进行故障检测，其中，在i等于1或者2的情况下，f=N+i-2，g=N+i-1，h=i+2；在i为大于或者等于3，并且小于或者等于N-2的整数的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2；在i等于N-1的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2-N；所述电压相关系数均为加权皮尔逊相关系数；
获取电压传感器测量出来的电压值以及电流传感器测量出来的电流值；
基于测量出来的各个电压值以及电流值进行皮尔逊相关系数计算，以得到第一加权皮尔逊相关系数序列以及第二加权皮尔逊相关系数序列；
其中，中的表示第i个电压传感器输出的电压值与第i+1个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数，其中，i为大于或者等于1，并且小于N-1的整数；其中，表示第n个电压传感器输出的电压值与第1个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数；
以及进行计算，其中，中的表示第1个电压传感器输出的电压值与第n个电压传感器的电压值Vn的电压差值与电流传感器的电流值I之间的皮尔逊相关系数；其中，中的表示第i个电压传感器输出的电压值与第i+1个电压传感器的电压值的电压差值与电流传感器的电流值I之间的皮尔逊相关系数，根据第一加权皮尔逊相关系数序列以及第二加权皮尔逊相关系数序列对电池故障进行诊断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数，对所述电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体进行故障检测，包括：
在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值的情况下，确定所述电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体均存在短路故障。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均低于所述第一相关系数阈值，并且，所述第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数高于所述第一相关系数阈值的情况下，确定所述电池单体序列中第i个电池单体存在短路故障，并且，所述第i个电池单体和所述第i+1个电池单体之间存在连接故障。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及所述第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数高于所述第一相关系数阈值的情况下，判断各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第二相关系数阈值，并且判断第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否超过第二相关系数阈值；
在各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均小于或者等于第二相关系数阈值，并且，第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数小于或者等于第二相关系数阈值的情况下，确定所述第i个电池单体不存在故障，所述第i+1个电池单体存在短路故障，并且所述第i个电压传感器存在故障。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确定第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数，以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均超过第二相关系数阈值的情况下，确定所述第i个电池单体正常，所述第i个电压传感器存在故障，并且第i+1个电池单体与第h个电池单体之间存在连接故障。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均低于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数均大于或者等于第一相关系数阈值的情况下，确定第i+1个电池单体正常，而第i个电池单体存在短路故障。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数均大于或者等于第一相关系数阈值，并且，第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数均趋近于零的情况下，确定第i个电压传感器出现停滞故障。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数不是均趋近于零的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数是否以相同幅度下降；
在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数以相同幅度下降的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均大于第三相关系数阈值；
在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均大于第三相关系数阈值的情况下，确定第i个电压传感器出现故障。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第g电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数以及第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数不是均大于第三相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与所述第h个电压传感器之间的电压相关系数以不同的幅度下降的情况下，判断第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均超过第四相关系数阈值；
在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均超过第四相关系数阈值的情况下，确定第i个电池单体与第i+1个电池单体之间存在连接故障，并且第i+1个电池单体与第h个电池单体之间存在连接故障。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在第g个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数，并且，第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压差与所述电流传感器的电流值之间的相关系数不是均超过第四相关系数阈值的情况下，判断各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否均低于第五相关系数阈值，并且，判断第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数是否低于第五相关系数阈值；
在各个相邻电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数均低于第五相关系数阈值，并且，第一个电压传感器与第N个电压传感器之间的电压差值与所述电流传感器的电流值之间的相关系数低于第五相关系数阈值的情况下，确定第i个电压传感器和第i+1个电压传感器出现普通故障。
12.一种基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断装置，其特征在于，所述非冗余测量拓扑结构中包括：与待故障诊断的电池单体序列中N个电池单体串联连接的电流传感器、并联在所述电池单体序列中第j个电池单体至第j+1个电池单体的串联线路上的第j个电压传感器、并联在所述电池单体序列中第1个电池单体至第N个电池单体的串联线路上的第N个电压传感器，所述电池单体序列中各个电池单体之间通过电阻器串联连接，其中，j为大于或者等于1，并且小于或者等于N的整数，N表示所述电池单体序列中电池单体的总数量，所述装置包括：
故障检测模块，用于根据第f个电压传感器与第g个电压传感器之间的电压相关系数、第m个电压传感器与第i个电压传感器之间的电压相关系数、第i个电压传感器与第i+1个电压传感器之间的电压相关系数以及第i+1个电压传感器与第h个电压传感器之间的电压相关系数，对所述电池单体序列中第i个电池单体与第i+1个电池单体进行故障检测，其中，在i等于1或者2的情况下，f=N+i-2，g=N+i-1，h=i+2；在i为大于或者等于3，并且小于或者等于N-2的整数的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2；在i等于N-1的情况下，f=i-2，g=i-1，h=i+2-N；
其中，所述电压相关系数均为加权皮尔逊相关系数；
所述故障检测模块，还用于获取电压传感器测量出来的电压值以及电流传感器测量出来的电流值；
基于测量出来的各个电压值以及电流值进行皮尔逊相关系数计算，以得到第一加权皮尔逊相关系数序列以及第二加权皮尔逊相关系数序列；
其中，中的表示第i个电压传感器输出的电压值与第i+1个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数，其中，i为大于或者等于1，并且小于N-1的整数；其中，表示第n个电压传感器输出的电压值与第1个电压传感器的电压值之间的皮尔逊相关系数；
以及进行计算，其中，中的表示第1个电压传感器输出的电压值与第n个电压传感器的电压值的电压差值与电流传感器的电流值I之间的皮尔逊相关系数；其中，中的表示第i个电压传感器输出的电压值与第i+1个电压传感器的电压值的电压差值与电流传感器的电流值I之间的皮尔逊相关系数，根据第一加权皮尔逊相关系数序列以及第二加权皮尔逊相关系数序列对电池故障进行诊断。
13.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-11中任一所述的基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-11中任一所述的基于非冗余测量拓扑结构的电池故障诊断方法。
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