基于主成分分析的串联电池组故障诊断实用方法

为了保证电动汽车和储能系统的安全运行,电池组的故障诊断研究备受关注。针对目前面向电池组故障诊断方法相对匮乏且实用性不佳的问题,提出了一种基于主成分分析(PCA)的故障诊断实用方法,以准确地区分组内的电池单体故障和连接故障。首先,提出了非硬件冗余的交叉测量拓扑,分别用不同数量的传感器测量电池和连接板;然后,分析组内测量电压的变化特点,引入PCA对故障特征进行提取,为了保证PCA模型适配,提出了PCA实时建模与故障诊断一体化的思路,并基于此设计了完整的故障诊断方案;最后,利用实验对所提方法进行验证,结果表明所提方法能够可靠区分电池单体故障和连接故障,准确检测阈值法无法检测的电池单体故障,且强鲁棒于荷电状态、健康状态和温度差异的影响。现场运行数据也证实了所提方法能够有效避免发生虚警。     

电动汽车串联电池组电压均衡系统研究进展

电动汽车的性能和成本很大程度上取决于动力电池组的性能和使用寿命,而电池组的性能和使用寿命又受到电池组均衡系统的影响。综述了电动汽车串联电池组的主要均衡方法,列举了国内外对于SOC预测和电压测量的常用手段,分析了国内外车用串联电池组电压均衡电路,并展望了其发展方向。     

并联电池组模型简化算法及电流分布验证

随着电池技术日趋成熟,其应用的前景越来越广阔。为了获得更高的容量水平,提高整体的能量利用率,电池往往需要进行并联使用。目前常用的仿真方法将并联电池组当作大电池,忽略了电池之间的不一致性,更不能反映电池组内部的电流分布。该基于等效电路模型的简化算法适用于非均匀性并联电池,而且其适用于并联结构层数多的复杂电路。这种简化可以极大地提高仿真速度,同时在不一致的情况下保持精度。利用该算法进行的蒙特卡罗(Monte Carlo)仿真得到蓄电池并联数和正态分布参数,同时分析其对电流分布的影响。     

发展接触电阻仿真模型的思路

接触电阻是表征电器由接触特性的重要参数，本综述了已有的各种接触电阻力仿真模型并指出它们不足之处，提出了用模糊数学理论来分析解决电阻仿真模型，针对可分合金电接触和动态电接触的电阻仿真模型提出了作的看法。     

温度不一致对串联电池组放电性能的量化研究

锂离子电池由于位置分布和热管理条件差异而产生的温度不一致,会导致串联电池组可用能量减小、峰值功率下降等问题,但是量化影响关系不明晰。基于二阶RC等效电路模型,在-20 ℃~25 ℃温度范围内,采用温度插值和插值拟合的方法,分别获取任意温度的电池放电曲线和峰值电流,其误差分别在2.19%和6%以内,为定量研究温度不一致对串联电池组放电性能的影响提供模型支撑。在此基础上,为定量分析由温度不一致引起的能量和功率效率,定义了电池组能量利用率和功率利用率,对不同平均温度和温差下100块串联电池进行量化仿真研究。结果显示,平均温度的降低和温差的增大都会加大电池能量和功率损失,为电池组热管理的温度阈值控制提供数值参考。     

基于噪声分析电动汽车电动机故障诊断研究

通过对电动汽车电动机在额定转速、额定转矩工况条件下噪声进行测试分析,得出其主要故障噪声频率为3 600 Hz、5 800 Hz,故障产生的主要原因是由于轴承品质差等造成的.证明通过噪声进行电动汽车电动机故障诊断的可行性.     

串联电池组电感电容储能主动均衡方法

提出一种基于电感电容储能的串联电池组主动均衡方法,利用一个电感实现高电量单体的放电均衡,一个电感电容串联电路实现低电量单体的充电均衡,均衡能量可以在任意单体和电池组间转移。首先阐述新型均衡方法的拓扑结构、均衡原理及参数设计过程,建立与拓扑结构相适应的控制策略;通过搭建仿真模型,与同样基于电感电容储能的均衡方法进行对比分析,验证新型均衡方法均衡速度及均衡效率的特点,并分析新型均衡方法拓扑结构较为显著的成本优势;最后以四单体构成的串联电池组为例,通过搭建实验平台验证了电池组充电过程、放电过程及动态过程新型均衡方法的有效性。     

纯电动汽车电池组发热及控制策略研究

对于纯电动汽车,电池组的产热与温升是必须要考虑的问题。建立了由聚合物软包锂电池组成的纯电动汽车动力电池模块温升模型。在电池温升模型的基础上,以某汽车为研究对象建立了整车模型,仿真出匀速工况、城市循环工况以及极端使用工况下电池组的温升情况。通过实验验证了模型的准确性,并通过仿真和实验可知,电池组温升效应比较明显,在常温城市工况下一般不需要强制散热措施。在可能出现的极端工况下,电池温升超过许用范围,对此提出了一种整车控制策略。     

基于串联电阻估计的光伏阵列热斑故障诊断方法

光伏面板由于部分遮阴或者光照不均匀所带来的热斑故障,可能导致整个光伏面板的输出功率降低,严重时可能造成光伏面板的烧毁。首先针对单个光伏电池推导出其数学模型,继而推广到采用SP结构的光伏阵列;接着对热斑故障的机理进行了分析,并分析了旁路二极管对于光伏面板的保护作用;通过将传统的电压、电流定位法、时间跟踪描述和光伏电池参数估计模型相结合,给出一种故障诊断方法,从而判断热斑故障发生的位置和严重程度;最后,通过对光伏阵列进行仿真建模,分析热斑故障对光伏阵列输出特性的影响,验证了所提故障诊断方法的可行性。     

基于Simscape的动力锂离子电池的建模与仿真

随着电动车的普及,动力锂离子电池的研究受到人们的重视,建立精确的锂离子电池模型对动力锂离子电池的研究至关重要。采用锂离子电池的等效电路模型,利用Simulink的Simscape模块搭建电池的模型。在模型中运用安时计量法对锂离子电池的SOC进行估算,对动力锂离子电池模型在不同工作情况下进行仿真分析。所建锂离子电池模型可集成到电动汽车整车系统等大系统模型及其仿真分析中,节约研发成本。     

电动汽车PMSM退磁故障诊断及故障模式识别

电动汽车永磁同步电动机(PMSM)驱动系统受其功率密度、控制方式以及运行环境的影响,易出现永磁体局部退磁或均匀退磁故障,为了实现电动汽车PMSM驱动系统的安全可靠运行,PMSM退磁故障诊断与故障模式识别已成为亟需解决的关键技术问题之一。首先提出采用代数辨识法实现永磁体磁链的在线辨识,将辨识结果作为退磁故障定性诊断的依据;在此基础上,采用基于希尔伯特黄变换的定子电流瞬时频率分析方法,实现车用工况下局部退磁故障非平稳特征信号的有效提取。最后,通过系统仿真研究和实验研究证实建议的永磁体退磁故障诊断及故障模式识别的一体化解决方案能够在测量噪声和车用工况约束下,通过永磁体磁链的在线准确辨识及局部退磁非平稳微弱故障特征信号的有效提取,实现永磁体退磁故障的在线准确诊断及故障模式的有效识别。     

变压器过热故障的诊断与分析处理

针对某220kV变压器常规油色谱分析发现特征气体含量异常的情况,介绍了变压器过热故障的气体特征,用特征气体含量、产气速率和三比值法进行故障类型诊断,并通过电气试验确认故障类型和部位。从中得到一个重要启示：要特别重视变压器出厂的检查和新投运变压器的运行监视。     

一起变压器故障诊断分析启示

通过对一次故障跳闸变压器的诊断试验，详细分析了试验数据，对不能正确反映故障现象的色谱数据，多次取样，最终查明了原因；对三角形接法线圈的直流电阻测试数据从电路原理和数学上进行了分析，总结出能准确判断内部故障性质、相别、程度的科学方法。     

采用波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术

提出了一种采用电流波形比较法的串联故障电弧快速诊断技术.根据设备或线路发生串联故障电弧时线路电流波形发生畸变的特征,通过计算相邻两电流波形之间的差异值,有效提取出故障电弧电流波形的畸变量信号,诊断出线路中可能出现的故障电弧.试验结果表明,该方法算法简单可靠、易于实现,具有对故障电弧快速识别的能力,能够有效地实现对串联故障电弧的快速诊断.     

基于灰色预测模型的传感器的故障诊断方法

本文叙述了灰色动态预测模型的建模原理并将其引入传感器故障诊断领域,对基于灰色预测模型的传感器的故障诊断方法进行了研究,并以工程实例的数据说明其应用前景和价值。     

基于部件信息的执行器故障诊断研究

提出了一种基于部件信号分析的执行器故障诊断方法。在分析大量执行器的结构特性和故障类型的基础上,抽象出了用于执行器故障诊断的广义信号模型;通过对模型中指令、反馈和流量信号的分析,得出了执行器在粘滞-滑动、死区、卡死、恒偏差故障下的诊断算法;利用仿真数据和现场数据对诊断算法的有效性进行了验证。该方法不需要过程模型且易于实现,因此具有较强的工程应用价值。     

基于模拟退火改进粒子群混合算法的变压器故障诊断

针对传统的变压器故障诊断方法在实际应用中存在的一些不完善性和局限性,笔者将基于模拟退火思想的改进粒子群优化(SAPSO)算法和误差反向传播(BP)算法相结合构成的SAPSO-BP混合算法用于训练神经网络。该混合算法有效克服常规BP和PSO算法独立训练神经网络的缺陷,并应用于变压器溶解气体分析的智能故障诊断。实验诊断结果表明,SAPSO-BP混合算法的收敛速度快于BP及PSO-BP算法,并且具有较高的诊断准确率。     

变压器故障特征分析及综合诊断

为准确诊断变压器的故障,避免人力、物力的浪费,对故障运行中的变压器进行了特征分析,给出了根据故障特征进行诊断的方法;设计一基于信息融合的集成神经网络实现综合诊断,取得了较好的诊断效果。     

接地网上各引下节点间电阻值的测量及故障诊断

当一个发电厂或变电站的主接地网建造完成后,接地网的各项性能指标可认为是一固定值,接地网上固定的点之间的电阻是一定的.接地网可看成由若干个电阻构成的网络,而接地网上存在许多与地面上的电气设备连接的接地引线,这些引线就是这个网络的许多个节点,提供了测量点.当环境变化时,例如某两个节点间发生了腐蚀,导体截面变小,甚至出现断点,节点间的电阻值就会发生变化.基于上述原理,利用计算网络可计算出各段导体、各节点间的电阻值,测量各接地引下线电阻值的变化情况,通过对比分析,就可判断出接地网中某段导体是否出现腐蚀甚至断裂情况.