[发明专利]一种燃料电池系统故障诊断方法

权利要求书

1.一种燃料电池系统故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断方法包括多个步骤：

步骤1：执行离线处理，所述离线处理根据多个传感器采集的燃料电池的运行和故障数据建立故障数据库并计算故障阈值；

所述离线处理包括多个步骤：

步骤11：分别在燃料电池系统运行及发生各种故障时采集燃料电池系统中m个传感器的n组数据；

步骤12：根据采集的m个传感器的n组数据建立与燃料电池系统运行及发生各种故障时对应的m×n矩阵X，并对矩阵X进行归一化处理得到m×n归一化矩阵X_o；

步骤13：根据归一化矩阵X_o并通过数据训练方法建立主元子空间X_e和残差子空间X_r，并得到特征向量t_i和特征值λ_i，其中X_o＝X_e +X_r；

步骤14：根据主元子空间X_e统计计算第一故障阈值T_e，根据残差子空间X_r统计计算第二故障阈值cla，并根据主元子空间X_e和残差子空间X_r分别统计计算每个传感器的故障阈值X₁，X₂…X_m；

步骤15；根据每个传感器的故障阈值X₁，X₂…X_m建立故障数据库；

以及

步骤2：执行在线处理，所述在线处理根据故障数据库和故障阈值识别故障类型并根据故障数据库对故障类型进行判断，若故障可逆且故障部件为非核心部件则重构故障部件对应的传感器信号使燃料电池系统继续运行；若故障不可逆或故障部件为核心部件则停机检修燃料电池系统；

所述在线处理包括多个步骤：

步骤21：采集燃料电池系统中m个传感器的数据x₁，x₂…x_m和反馈电压v₁，v₂…v_m；

步骤22：根据传感器的反馈电压v₁，v₂…v_m进行真实性校验处理；包括：

步骤221：判断反馈电压v₁，v₂…v_m是否在预设的正常电压范围内，若“是”，执行步骤23；若“否”，执行步骤222；

步骤222：定位反馈电压v₁，v₂…v_m超出正常电压范围的传感器对应的故障部件n，然后，执行步骤26；

步骤23：根据m个传感器的数据x₁，x₂…x_m建立实时数据矩阵统计计算第一诊断值T²和第二诊断值Q，计算公式为：

Q＝e^Te

其中e为残差子空间X_r的残差向量，t_i为特征向量，λ_i为特征值；

步骤24：判断是否第一诊断值T²大于第一故障阈值T_e或第二诊断值Q大于第二故障阈值cla，若“是”，执行步骤25；若“否”，执行步骤28；

步骤25：根据m个传感器的数据x₁，x₂…x_m与每个传感器的故障阈值X₁，X₂…X_m执行故障诊断处理；包括：

步骤251：根据m个传感器的数据x₁，x₂…x_m与每个传感器的故障阈值X₁，X₂…X_m检索所述故障数据库判断故障是否为可逆故障，若“是”，执行步骤252；若“否”，执行步骤28；

步骤252：根据m个传感器的数据x₁，x₂…x_m与每个传感器的故障阈值X₁，X₂…X_m定位故障部件n；

步骤253：判断故障部件n是否为非核心部件，若“是”，执行步骤26；若“否”，执行步骤28；

步骤26：根据m个传感器的数据x₁，x₂…x_m、每个传感器的故障阈值X₁，X₂…X_m执行重构处理；

步骤27：燃料电池系统继续运行；

步骤28：停机检修燃料电池系统。