[发明专利]一种燃料电池系统故障诊断方法

说明书

本发明提供了一种燃料电池系统故障诊断方法，所述故障诊断方法包括执行离线处理和执行在线处理，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。这种方法的优点在于:实现了信号真实性校验、故障诊断、故障定位和容错控制，并通过算法实现信号重构维持故障状态下的动力输出，保证了车用燃料电池系统的安全性和可靠性；能够适用于不同的燃料电池系统。

技术领域

本发明涉及一种故障诊断方法，具体而言，涉及一种燃料电池系统故障诊断方法。

背景技术

氢燃料电池汽车技术日趋发展成熟，作为一种零污染、零排放的新能源汽车，氢燃料电池汽车已经越来越多的进入到了交通系统，得到公众的广泛认可。燃料电池车以氢气为燃料，通过燃料发动机，将化学能高效转化为电能从而驱动汽车，整个过程仅排出纯净的水，因而是不久的将来取代传统化石燃料汽车的最理想的节能环保型零排放交通工具。

在车用(乘用车、客车和公交车等)环境下，保证燃料电池系统的可靠性、安全性和耐久性是十分必要的，尤其是故障状态下，维持系统的动力输出，保证车辆能够跛行至目的地或者维修。

现有技术大都通过故障现象进行故障诊断，无法具体识别故障现象背后的不同故障原因且在故障确认之后一般采用切换动力源、关机等措施，无法保证车辆动力供应的可靠性。同时现有技术大都聚焦于故障诊断流程中的局部，较少考虑信号真实性校验、故障诊断、故障识别、故障定位、信号重构和容错控制的完整流程

综上所述，需要提供一种燃料电池系统故障诊断方法，其能够克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明旨在提供一种燃料电池系统故障诊断方法，其能够克服现有技术的缺陷。本发明的发明目的通过以下技术方案得以实现。

本发明的一个实施方式提供了一种燃料电池系统故障诊断方法,其中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；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。

根据本发明的上述一个实施方式提供的燃料电池系统故障诊断方法，其中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X0并通过数据训练方法建立主元空间X_m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_m+X_r；

步骤14：根据主元子空间X_m统计计算第一故障阈值T_x，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_m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；