一种电池系统故障诊断方法,其包括:S1.建立健康状态下电池等效电路模型,并进行参数辨识;S2.分别获取各单体电池及等效电路模型的频率响应;S3.通过所述电池等效电路模型和各电池单体频率响应值及动态阈值诊断所述实际电池系统中各电池单体是否发生故障;S4.通过所述等效电路模型建立故障模型,利用多故障模型技术判断故障类型。本发明解决了传统电池系统故障诊断方法中存在的应用范围窄及判断不准确的问题。