[发明专利]一种串联混合动力电动汽车交直流变换器的故障诊断方法

说明书

一种串联混合动力电动汽车交直流变换器的故障诊断方法，实现对交直流变换器电力电子器件开路故障的识别与诊断，包括如下步骤：首先建立串联混合动力电动汽车交直流变换器的仿真模型，并选取直流侧母线输出电流为故障特征量；接着根据发生故障的电力电子器件个数及其位置，对故障类型进行详细分类；然后利用快速傅里叶变换将故障特征量即直流侧母线输出电流分解到不同的频率段，选取不同频率段的谐波含有率为故障诊断特征向量；最后结合基于遗传算法的BP神经网络实现故障类型识别。本发明主要针对电力电子电路功率器件开路故障诊断与识别，计算简便，准确性高，可有效诊断发生故障的电力电子器件的个数与相对位置。

技术领域

本发明涉及电力电子电路故障诊断领域，特别涉及一种串联混合动力电动汽车交直流变换器的故障诊断方法。

背景技术

当前世界汽车产业正处于技术革命和产业大调整的发展时期，安全、环保、节能和智能化成为世界汽车界共同关心的重大课题。混合动力汽车由于其低能耗、低污染和高度自动化等优势，成为汽车界重点研究和开发对象。混合动力电动汽车的电气驱动系统主要由发动机、永磁交流同步电动机、发电机、燃料电池以及各相关交直流变换器组成。其中，电动机和发电机所用三相电压型逆变器被集成一个模块上，逆变器普遍采用带有反并联续流二极管的IGBT组成的PWM控制电压型逆变器，这种逆变器具有线路简单、效率较高的特点，使得电动汽车成为电力电子技术一个新的应用领域。

在混合动力电力汽车电气驱动系统的正常运行中，对于其任一部分比如发电机、逆变器、整流器或者电动机等若发生故障，都会影响驱动系统的可靠运行，如果存在于系统中的任何故障不能够及时检出并得到纠正，故障就有可能进一步扩大，致使上层系统的状态发生变化，造成功能失效，影响车辆正常运行甚至危及安全。因此，准确、可靠、快速地对驱动系统发生的故障进行诊断是提高汽车运行效能的有效措施。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有驱动系统故障诊断存在的上述不足，提供一种串联混合动力电动汽车交直流变换器的故障诊断方法，实现对串联混合动力电动汽车交直流变换器的故障诊断与识别，主要针对电力电子电路功率器件开路故障，计算简便，准确性高，可有效诊断发生故障的电力电子器件的个数与相对位置。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种串联混合动力电动汽车交直流变换器的故障诊断方法，包括以下步骤：

(1)建立串联混合动力电动汽车交直流变换器的仿真模型，并选取直流侧母线输出电流为故障特征量；

(2)根据发生故障的电力电子器件个数及其位置，对故障类型进行详细分类；

(3)利用快速傅里叶变换将故障特征量即直流侧母线输出电流分解到不同的频率段，选取不同频率段的谐波含有率为故障诊断特征向量；

(4)结合基于遗传算法的BP神经网络实现故障类型识别。

按上述方案，所述步骤(3)的具体方法如下：通过对正常运行状态与故障状态直流侧母线输出电流波形的快速傅里叶变换分析结果对比，选取f＝30kHz(k＝0,1,2，3...)谐波含有率构成故障诊断特征向量，其中k＝0,1,2,3,…,n，6≤n≤12。

按上述方案，所述步骤(4)的具体方法如下：

1)确定BP神经网络结构

对于BP神经网络的创建，采取三层网络，在三层网络中，隐层神经网络个数n₂和输入层神经元个数n₁之间有近似关系：

n₂＝2×n₁+1