锂离子电池基于模型的故障诊断最新进展：综合综述

锂离子电池 (LIBs) 已在电气化交通、固定储能和便携式电子设备等多个领域得到广泛应用。电池管理系统 (BMS) 对于确保 LIBs 的可靠性、效率和寿命至关重要。最近的研究见证了基于模型的故障诊断方法在先进 BMS 中的兴起。本文对 LIBs 的基于模型的故障诊断方法进行了全面综述。首先，将现有文献中广泛探索的电池模型分类为基于物理的电化学模型和电气等效电路模型。其次，提出了一个描述故障电池电气动态的通用状态空间表示。然后详细阐述了状态向量的构建和参数矩阵的识别。第三，讨论了电池故障（包括过充/过放故障、连接故障、短路故障）和传感器故障（包括电压传感器故障和电流传感器故障）的故障机理。此外，还详细阐述了不同类型的建模不确定性，如建模误差和测量噪声、老化效应、测量异常值。随后，重点放在了观测器设计上（包括在线状态观测器和离线状态观测器）。还提出了用于电池故障诊断的典型状态观测器的算法实现。最后，进行了讨论和展望，以设想一些可能的未来研究方向。