電動(dòng)車(chē)鋰電池管理系統的研究—模糊診斷專(zhuān)家系統

電池組故障診斷模糊專(zhuān)家系統將有關(guān)鋰電池使用和維護的經(jīng)驗和規則存入知識庫中，以電池的歷史檔案、運行狀況和上一次的診斷結果為依據，采用模糊綜合評判的方法對電池故障進(jìn)行診斷，同時(shí)給出電池的健康狀況DOH(Degree Of Health)和維護信息。其功能結構如圖7.1所示，SOR(State Of Running)為電池運行狀況。

歷史檔案和規則庫組成了電池組診斷模糊專(zhuān)家系統的知識庫，歷史檔案里存放的是每個(gè)電池提供給專(zhuān)家系統診斷用的數據，而規則庫里存放的是數字化了的專(zhuān)家提供的診斷規則，專(zhuān)家系統利用這些規則和歷史檔案中的數據給每個(gè)電池進(jìn)行綜合評判，得出電池隸屬于各故障存在的隸屬度。利用這些隸屬度，綜合后給出電池的失效程度DOF(Degree Of Failure)。計算DOF的方法是：如果所有故

障存在的隸屬度最多只有一個(gè)大于0.5，則DOF取隸屬度最大的一個(gè);如果存在兩個(gè)以上故障存在的隸屬度大于0.5，則DOF取這幾個(gè)故障的并集，各故障之間的綜合采用

運算。對其運算的定義如下：

其中a、b分別為兩個(gè)故障存在的隸屬度。采用這種運算方式是因為各個(gè)不同的故障對電池失效所起的扶持和加強作用。例如，設電池極板損壞存在的隸屬度為 a=0.8，電池老化存在的隸屬度為b=0.5.如果采用最大最小運算法則，則綜合的隸屬度μ=0.8.但實(shí)際上，由于電池老化的存在加強了我們對判斷電池失效的信念。如果用

運算，則可得μ=0.9，其值大于電池極板損壞的隸屬度，這樣能對所有因素的影響和作用都給予適當的考慮，比起極大極小運算模型只突出主故障的法則，能更全面地反映實(shí)際。

電池的健康狀況DOH(Degree Of Health)，是我們?yōu)榉从畴姵厥褂眯阅艿默F有狀況而提出的，將電池按照其性能的好壞程度而進(jìn)行分類(lèi)的概念。在我們的系統中，電池的DOH被分為十級，被確定為第四級以下的電池應該被更換，第四級至第六級電池應該加強維護，第七級至第十級電池為健康電池。

DOF、最近兩個(gè)CYCLE的SOR和上一次的診斷結果DOH^的加權和作為此次診斷的最終診斷結果：電池的健康狀況DOH值。其中，C1 + C2 + C3 =1，在我們現在系統中它們分別為(3/10，4/10，3/10)，加權值的大小是在實(shí)驗中不斷調整得出的。

診斷模塊根據這些規則和模糊化的數據對每個(gè)電池進(jìn)行診斷，給出電池隸屬于每種故障的隸屬度，根據隸屬原則得出診斷結果。

DOH值作為電池的一個(gè)重要信息被保存在電池管理系統中，用戶(hù)可通過(guò)顯示模塊進(jìn)行查看。同時(shí)診斷結果、診斷得出的中間結果和歷史檔案數據都可被傳到上位機上，供專(zhuān)業(yè)人士查看。7.3電池診斷模糊專(zhuān)家系統所用規則

我們對電池專(zhuān)家提供的電池故障診斷規則、電池診斷和維護的資料進(jìn)行分析整理后寫(xiě)入專(zhuān)家系統。然后經(jīng)試驗驗證，實(shí)現取舍和增加。以鉛酸電池為例，系統中的規則主要有：

1.放電電壓下降快、電壓低，充電電壓上升快、電壓高，則電池容量變小或極板損壞;