本发明公开了一种基于数据驱动的电池组早期故障实时诊断方法及系统，包括：获取电池组中每个单体电池健康状态下的历史电压数据，并进行预处理；基于处理后的历史电压数据确定平方预测误差的控制限；基于主成分分析确定主元载荷矩阵和主元得分矩阵；获取待测电池组每个单体电池的实时电压数据，并进行预处理；然后计算电压数据平方预测误差的统计量；基于所述平方预测误差的统计量和控制限，确定电池组是否发生故障；基于每个单体电池的贡献率进一步判断各个单体电池是否发生故障及故障类型。本发明通过计算SPE统计量和统计限，能够实现电池组在不同温度条件下的在线实时故障诊断。