DE102021207048A1 - Battery management system and method for operating a battery management system - Google Patents

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DE102021207048A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriemanagementsystem (1), umfassend mindestens eine Kloptimierte Recheneinrichtung (2), wobei die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung (2) dazu konfiguriert ist, mindestens eine an Zellen (22-x) einer Batterie (20) und/oder an Modulen (21) der Batterie (20) und/oder an der Batterie (20) erfasste elektrische und/oder andere physikalische Größe (10,11) zu empfangen, ausgehend von der mindestens einen empfangenen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe (10,11) mittels mindestens eines trainierten Neuronalen Netzes (3) mindestens einen Zellenzustand (42-x) und/oder mindestens einen Modulzustand (41) und/oder einen Batteriezustand (40-x) zu schätzen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriemanagementsystems (1).The invention relates to a battery management system (1), comprising at least one AI-optimized computing device (2), wherein the at least one AI-optimized computing device (2) is configured to have at least one of cells (22-x) of a battery (20) and/or receiving electrical and/or other physical variables (10, 11) detected on modules (21) of the battery (20) and/or on the battery (20), starting from the at least one received electrical and/or other physical variable (10 ,11) to estimate at least one cell status (42-x) and/or at least one module status (41) and/or one battery status (40-x) by means of at least one trained neural network (3). The invention also relates to a method for operating a battery management system (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriemanagementsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriemanagementsystems.The invention relates to a battery management system and a method for operating a battery management system.

Durch eine zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen und einen zunehmenden Einsatz von Batterien als stationäre Energiespeicher kommt einem Batteriemanagementsystem eine immer größere Bedeutung zu. Das Batteriemanagementsystem erfüllt hierbei insbesondere Aufgaben wie eine Ladezustandserkennung, einen Tiefenentladeschutz, einen Überladeschutz, ein Bestimmen einer Zellgesundheit (Alterung, Restkapazität, Innenwiderstand etc.) und ein Ausbalancieren von Zellen der Batterie.Due to the increasing electrification of vehicles and the increasing use of batteries as stationary energy storage, a battery management system is becoming increasingly important. The battery management system performs tasks such as charge state detection, deep discharge protection, overcharge protection, determining cell health (ageing, residual capacity, internal resistance, etc.) and balancing cells of the battery.

Aus der US 2018/0086222 A1 sind Systeme und Verfahren zum Überwachen und Steuern einer Batterie bekannt. Systeme können eine Batterie mit einer Ausgangsspannung und einem Ausgangsstrom beim Liefern von Leistung, eine Last, die von der von der Batterie gelieferten Leistung angetrieben wird, eine Batterieausgangsspannungsschaltung, eine Batteriestromerfassungsschaltung und eine Verarbeitungsschaltung umfassen, die mit der Batterieausgangsspannungsschaltung und der Batteriestromerfassungsschaltung gekoppelt ist. Die Verarbeitungsschaltung kann ein rekurrentes Neuronales Netz zur Schätzung des Batteriezustands implementieren.From the U.S. 2018/0086222 A1 systems and methods for monitoring and controlling a battery are known. Systems may include a battery having an output voltage and an output current when delivering power, a load powered by the power delivered by the battery, a battery output voltage circuit, a battery current detection circuit, and a processing circuit coupled to the battery output voltage circuit and the battery current detection circuit. The processing circuitry may implement a recurrent neural network for battery state estimation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Batteriemanagementsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriemanagementsystems zu verbessern.The object of the invention is to improve a battery management system and a method for operating a battery management system.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Batteriemanagementsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by a battery management system having the features of patent claim 1 and a method having the features of patent claim 7 . Advantageous configurations of the invention result from the dependent claims.

Insbesondere wird ein Batteriemanagementsystem geschaffen, umfassend mindestens eine Kloptimierte Recheneinrichtung, wobei die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung dazu konfiguriert ist, mindestens eine an Zellen einer Batterie und/oder an Modulen der Batterie und/oder an der Batterie erfasste elektrische und/oder andere physikalische Größe zu empfangen, und ausgehend von der mindestens einen empfangenen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe mittels mindestens eines trainierten Neuronalen Netzes mindestens einen Zellenzustand und/oder mindestens einen Modulzustand und/oder einen Batteriezustand zu schätzen.In particular, a battery management system is created, comprising at least one AI-optimized computing device, wherein the at least one AI-optimized computing device is configured to at least one electrical and / or other physical detected on cells of a battery and / or on modules of the battery and / or on the battery Receiving variable, and based on the at least one received electrical and / or other physical variable by means of at least one trained neural network at least one cell state and / or at least one module state and / or a battery state to estimate.

Ferner wird insbesondere ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriemanagementsystems zur Verfügung gestellt, wobei mindestens ein trainiertes Neuronales Netz mittels einer Kloptimierten Recheneinrichtung des Batteriemanagementsystems bereitgestellt wird, wobei mindestens eine elektrische und/oder andere physikalische Größe von Zellen einer Batterie und/oder von Modulen der Batterie und/oder von der Batterie erfasst und/oder empfangen wird, wobei ausgehend von der mindestens einen erfassten und/oder empfangenen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes mindestens ein Zellenzustand und/oder mindestens ein Modulzustand und/oder ein Batteriezustand geschätzt wird.Furthermore, in particular a method for operating a battery management system is provided, with at least one trained neural network being provided by means of a computer-optimized computing device of the battery management system, with at least one electrical and/or other physical variable of cells of a battery and/or of modules of the battery and /or is detected and/or received by the battery, at least one cell state and/or at least one module state and/or one battery condition is estimated.

Das Batteriemanagementsystem und das Verfahren ermöglichen es, Zustände innerhalb der Batterie verbessert zu schätzen. Hierzu ist vorgesehen, dass eine KI-optimierte Recheneinrichtung verwendet wird, die mindestens ein trainiertes Neuronales Netz bereitstellt. Das mindestens eines Neuronale Netz ist darauf trainiert, ausgehend von mindestens einer elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe von Zellen einer Batterie und/oder von Modulen der Batterie und/oder von der Batterie mindestens einen Zellenzustand und/oder mindestens einen Modulzustand und/oder einen Batteriezustand zu schätzen.The battery management system and the method make it possible to better estimate states within the battery. For this purpose, it is provided that an AI-optimized computing device is used, which provides at least one trained neural network. The at least one neural network is trained to calculate at least one cell state and/or at least one module state and/or one Estimate battery health.

Ein Vorteil des Batteriemanagementsystems und des Verfahrens ist, dass eine Leistungsfähigkeit einer mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes bereitgestellten Funktionalität erhöht werden kann, da eine gezielt auf KI-Anwendungen optimierte Recheneinrichtung verwendet wird. Das Schätzen des oder der Zustände kann hierdurch verbessert werden. Insbesondere lässt sich das mindestens eine (trainierte) Neuronale Netz hinsichtlich einer Struktur komplexer ausbilden, sodass eine Funktionalität verbessert, insbesondere gesteigert, werden kann.One advantage of the battery management system and the method is that the performance of a functionality provided by means of the at least one trained neural network can be increased, since a computing device that is specifically optimized for AI applications is used. This can improve the estimation of the status or statuses. In particular, the at least one (trained) neural network can be made more complex in terms of a structure, so that functionality can be improved, in particular increased.

Eine elektrische Größe ist insbesondere eine Spannung, ein Strom oder ein Widerstand. Eine elektrische Größe wird insbesondere mittels eines hierfür eingerichteten Sensors erfasst. Eine physikalische Größe ist insbesondere eine Temperatur oder ein Druck. Eine Temperatur kann beispielsweise an hierfür vorgesehenen Stellen an den Zellen, an Modulen oder an der Batterie mittels eines oder mehrerer Temperatursensoren erfasst werden. Ein Druck kann beispielsweise an hierfür vorgesehenen Stellen an den Zellen, an Modulen oder an der Batterie mittels eines oder mehrerer Drucksensoren erfasst werden.An electrical quantity is in particular a voltage, a current or a resistance. An electrical variable is recorded in particular by means of a sensor set up for this purpose. A physical quantity is in particular a temperature or a pressure. A temperature can be detected, for example, at locations provided for this purpose on the cells, on modules or on the battery by means of one or more temperature sensors. A pressure can be detected, for example, at points provided for this purpose on the cells, on modules or on the battery by means of one or more pressure sensors.

Eine KI-optimierte Recheneinrichtung ist insbesondere eine auf das Bereitstellen von Funktionen einer Künstlichen Intelligenz (KI) optimierter Mikroprozessor. Der Mikroprozessor ist insbesondere optimiert auf das Bereitstellen von Rechenoperationen, die für eine Funktionalität von Neuronalen Netzen benötigt werden. Beispiele für kommerziell erhältliche KI-optimierte Recheneinrichtungen sind: Nvidia Corp. Jetson Nano, Texas Instruments Inc. TDA4VM, XMOS xcore.ai, NXP Semiconductors i.MX 8M Plus und Intel Movidius Myriad X.An AI-optimized computing device is in particular one that is designed to provide functions an artificial intelligence (AI) optimized microprocessor. In particular, the microprocessor is optimized for the provision of arithmetic operations that are required for the functionality of neural networks. Examples of commercially available AI-optimized computing devices are: Nvidia Corp. Jetson Nano, Texas Instruments Inc. TDA4VM, XMOS xcore.ai, NXP Semiconductors i.MX 8M Plus, and Intel Movidius Myriad X.

Die KI-optimierte Recheneinrichtung ist bzw. wird derart konfiguriert, dass diese mindestens ein Neuronales Netz bereitstellt. Insbesondere ist oder wird die KI-optimierte Recheneinrichtung dazu konfiguriert, eine Struktur und Parameter des mindestens einen Neuronalen Netzes abzubilden und hierdurch eine Funktionalität des Neuronalen Netzes bereitzustellen. Insbesondere ist oder wird das mindestens einen Neuronale Netz trainiert. Trainingsdaten können hierbei insbesondere ausgehend von (bekannten) theoretischen Modellen, von empirischen Versuchen (z.B. Zerstörungstests, Überlastungstests, zyklischen Lade- und Entladetests und/oder Alterungstests etc.), im Feld erfassten Messdaten und/oder von Simulationen erzeugt und bereitgestellt werden. Das Trainieren des mindestens einen Neuronalen Netzes erfolgt je nach Funktionalität mittels an sich bekannter Verfahren, wie beispielsweise überwachtem Lernen, unüberwachtem Lernen (z.B. zum Auffinden von Ausreißern im Vergleich mehrerer zu überwachender Zellen, Module und/oder Batterien) und Bestärkendem Lernen (engl. Reinforcement Learning). Je nach Ausführungsform können hierbei mittels des trainierten Neuronalen Netzes sowohl Regressionsprobleme als auch Klassifikationsprobleme gelöst werden.The AI-optimized computing device is or will be configured in such a way that it provides at least one neural network. In particular, the AI-optimized computing device is or will be configured to map a structure and parameters of the at least one neural network and thereby provide a functionality of the neural network. In particular, the at least one neural network is or will be trained. Training data can be generated and made available in particular on the basis of (known) theoretical models, empirical tests (e.g. destruction tests, overload tests, cyclic charging and discharging tests and/or aging tests, etc.), measurement data recorded in the field and/or simulations. Depending on the functionality, the at least one neural network is trained using methods known per se, such as supervised learning, unsupervised learning (e.g. for finding outliers in a comparison of several cells, modules and/or batteries to be monitored) and reinforcement learning learning). Depending on the embodiment, both regression problems and classification problems can be solved using the trained neural network.

Ein Neuronales Netz ist insbesondere ein tiefes Neuronales Netz mit mehreren inneren Schichten. Das Neuronale Netz kann beispielsweise als Faltungsnetz, Generatives Adversariales Netz (GAN), Autoencoder oder rekurrentes Neuronales Netz (z.B. LSM, LTSM, GRU) ausgebildet sein, wobei eine Struktur in Abhängigkeit von einer gewünschten Funktionalität gewählt wird.A neural network is in particular a deep neural network with several inner layers. The neural network can be designed, for example, as a convolutional network, generative adversarial network (GAN), autoencoder or recurrent neural network (e.g. LSM, LTSM, GRU), with a structure being selected depending on a desired functionality.

Ein Zellenzustand kann insbesondere einen Ladezustand (engl. State of Charge, SOC) und/oder einen Gesundheitszustand (engl. State of Health, SOH) und/oder eine Zelltemperatur und/oder einen Zellendruck umfassen. Ein Modulzustand kann insbesondere einen Ladezustand (engl. State of Charge, SOC) und/oder einen Gesundheitszustand (engl. State of Health, SOH) und/oder mindestens eine Modultemperatur umfassen. Ein Batteriezustand kann insbesondere einen Ladezustand (engl. State of Charge, SOC) und/oder einen Gesundheitszustand (engl. State of Health, SOH) und/oder mindestens eine Batterietemperatur umfassen. Die Zustände können jedoch zusätzlich oder alternativ auch einen Fehlerzustand von mindestens einer Zelle, mindestens einem Modul und/oder von der Batterie umfassen.A cell state can in particular include a state of charge (SOC) and/or a state of health (SOH) and/or a cell temperature and/or a cell pressure. A module state can in particular include a state of charge (SOC) and/or a state of health (SOH) and/or at least one module temperature. A battery state can in particular include a state of charge (SOC) and/or a state of health (SOH) and/or at least one battery temperature. However, the states can additionally or alternatively also include an error state of at least one cell, at least one module and/or of the battery.

Insbesondere ist vorgesehen, dass der geschätzte mindestens eine Zellenzustand und/oder der geschätzte mindestens ein Modulzustand und/oder der geschätzte Batteriezustand bereitgestellt wird, beispielsweise ausgegeben wird als analoges oder digitales Signal, beispielsweise in Form eines digitalen Datenpakets. Das Batteriemanagementsystem ist entsprechend hierfür eingerichtet. Insbesondere ist ferner vorgesehen, dass der geschätzte mindestens eine Zellenzustand und/oder der geschätzte mindestens ein Modulzustand und/oder ein Batteriezustand beim Steuern der Batterie, beispielsweise beim Ausbalancieren und/oder beim Laden und/oder Entladen, vom Batteriemanagementsystem berücksichtigt wird.In particular, it is provided that the estimated at least one cell state and/or the estimated at least one module state and/or the estimated battery state is provided, for example output as an analog or digital signal, for example in the form of a digital data packet. The battery management system is set up accordingly for this. In particular, it is further provided that the estimated at least one cell state and/or the estimated at least one module state and/or a battery state is taken into account by the battery management system when controlling the battery, for example when balancing and/or charging and/or discharging.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung dazu konfiguriert ist, zeitaufgelöst erfasste Zeitreihen der mindestens einen elektrischen und/oder physikalischen Größe zu verarbeiten. Hierdurch können der mindestens eine Zellenzustand, der mindestens eine Modulzustand und/oder der Batteriezustand verbessert bestimmt werden. Die zeitaufgelöst erfasste Zeitreihe wird dem mindestens einen trainierten Neuronalen Netz hierzu in Form von einzelnen Datenpunkten zugeführt, die jeweils mit einem Zeitschritt korrespondieren.In one embodiment, it is provided that the at least one AI-optimized computing device is configured to process time series of the at least one electrical and/or physical variable recorded in a time-resolved manner. As a result, the at least one cell state, the at least one module state and/or the battery state can be determined in an improved manner. For this purpose, the time series recorded in a time-resolved manner is supplied to the at least one trained neural network in the form of individual data points, each of which corresponds to a time step.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung dazu konfiguriert ist, mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes mindestens eine Diagnoseinformation zu schätzen. Eine Diagnoseinformation betrifft insbesondere einen aktuellen Zustand der Batterie. Eine Diagnoseinformation umfasst beispielsweise das Schätzen eines Fehlerzustandes. Beispielsweise kann eine Diagnoseinformation die folgenden Zustände für die Zellen, die Module und/oder die Batterie umfassen: Lithium Plating, Überladung, Tiefenentladung und/oder unbalancierte Zellen eines Moduls. Das mindestens eine trainierte Neuronale Netz ist oder wird hierzu derart trainiert, dass es ausgehend von der empfangenen mindestens einen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe die mindestens eine Diagnoseinformation, beispielsweise einen Zustand des Lithium Platings oder eine Balance zwischen Ladezuständen der Zellen, schätzt. Anders ausgedrückt nimmt das trainierte Neuronale Netz insbesondere eine entsprechende Klassifizierung vor. Trainingsdaten zum Trainieren des mindestens einen Neuronalen Netzes können hierbei insbesondere durch empirische Versuche, im Feld gesammelte Messdaten mit bekannten Diagnoseinformationen und/oder Simulationen gewonnen werden.In one embodiment, it is provided that the at least one AI-optimized computing device is configured to estimate at least one piece of diagnostic information using the at least one trained neural network. A piece of diagnostic information relates in particular to a current state of the battery. Diagnostic information includes, for example, estimating an error state. For example, diagnostic information can include the following states for the cells, the modules and/or the battery: lithium plating, overcharging, deep discharge and/or unbalanced cells of a module. The at least one trained neural network is or will be trained for this purpose in such a way that it estimates the at least one piece of diagnostic information, for example a state of the lithium plating or a balance between the charge states of the cells, based on the received at least one electrical and/or other physical variable. In other words, the trained neural network carries out a corresponding classification in particular. Training data for training the at least one neural network can be obtained here in particular through empirical tests, measurement data collected in the field with known diagnostic information and/or simulations.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung dazu konfiguriert ist, mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes mindestens eine Prognoseinformation zu schätzen. Eine Prognoseinformation betrifft insbesondere einen zukünftigen Zustand der Batterie. Eine Prognoseinformation umfasst beispielsweise das Schätzen eines zukünftigen Fehlerzustandes ausgehend von einem aktuellen Zustand der Batterie. Beispielsweise kann eine Prognoseinformation die folgenden zukünftigen Zustände für die Zellen, die Module und/oder die Batterie umfassen: Lithium Plating, Überladung, Tiefenentladung und/oder unbalancierte Zellen innerhalb eines Moduls. Das mindestens eine trainierte Neuronale Netz ist oder wird hierzu derart trainiert, dass es ausgehend von der empfangenen mindestens einen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe die mindestens eine Prognoseinformation, beispielsweise einen zukünftigen Zustand des Lithium Platings und/oder eine Balance von Ladezuständen der Zellen innerhalb eines Moduls, schätzt. Hierbei können fest vorgegebene Zeiträume und/oder zukünftige Zeitpunkte vorgesehen sein, für die die mindestens eine Prognoseinformation geschätzt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens einen Prognoseinformation auch einen geschätzten zukünftigen Zeitpunkt umfassen, zu dem ein vorgegebener Zustand eintreten wird, beispielsweise einen erwarteten Zeitpunkt für einen Kurzschluss, der durch fortschreitendes Lithium Plating hervorgerufen wird, oder eine Überladung etc. Trainingsdaten zum Trainieren des mindestens einen Neuronalen Netzes können hierbei insbesondere durch empirische Versuche, im Feld gesammelte Messdaten mit bekannten Diagnose- und/oder Prognoseinformationen und/oder Simulationen gewonnen werden.In one embodiment, it is provided that the at least one AI-optimized computing device is configured to estimate at least one piece of prognosis information using the at least one trained neural network. Forecast information relates in particular to a future state of the battery. Forecast information includes, for example, estimating a future error state based on the current state of the battery. For example, forecast information can include the following future states for the cells, the modules and/or the battery: lithium plating, overcharging, deep discharge and/or unbalanced cells within a module. The at least one trained neural network is or will be trained for this purpose in such a way that, based on the received at least one electrical and/or other physical variable, it calculates the at least one piece of prognosis information, for example a future state of the lithium plating and/or a balance of charge states of the cells within of a module, guess. Fixed time periods and/or future points in time can be provided here, for which the at least one item of prognosis information is estimated. Alternatively or additionally, the at least one item of prognosis information can also include an estimated future time at which a specified state will occur, for example an expected time for a short circuit caused by progressive lithium plating, or an overcharge, etc. Training data for training the at least one Neural networks can be obtained here in particular through empirical tests, measurement data collected in the field with known diagnostic and/or prognosis information and/or simulations.

Sowohl beim Schätzen der mindestens einen Diagnoseinformation als auch beim Schätzen der mindestens einen Prognoseinformation handelt es sich insbesondere um ein Klassifizierungsproblem, bei dem das mindestens eine Neuronale Netz ausgehend von den jeweils zugeführten Eingangsdaten darauf trainiert wird oder trainiert ist, eine Klassifikation, beispielsweise nach verschiedenen Fehlerbildern, vorzunehmen. Zusätzlich können jedoch auch Zahlenwerte geschätzt werden, beispielsweise um einen zukünftigen Zeitpunkt anzugeben, an dem ein Fehlerzustand erwartet wird.Both the estimation of the at least one item of diagnostic information and the estimation of the at least one item of prognosis information are, in particular, a classification problem in which the at least one neural network is trained or has been trained on the basis of the input data supplied in each case, a classification, for example according to different error patterns , to undertake. In addition, however, numerical values can also be estimated, for example in order to indicate a future point in time at which an error state is expected.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung dazu konfiguriert ist, ausgehend von dem geschätzten mindestens einen Zellenzustand und/oder dem geschätzten mindestens einen Modulzustand und/oder dem geschätzten Batteriezustand und/oder der geschätzten mindestens einen Diagnoseinformation und/oder der geschätzten mindestens einen Prognoseinformation mittels mindestens eines weiteren trainierten Neuronalen Netzes mindestens eine Steueraktion zum Anpassen einer Betriebsstrategie der Batterie und/oder eines Fahrzeugs zu schätzen. Hierdurch kann aus einem aktuellen Zustand der Batterie direkt eine Steueraktion erzeugt und bereitgestellt werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die geschätzte mindestens eine Steueraktion vom Batteriemanagementsystem ausgeführt wird, beispielsweise indem eine Lastverteilung auf einzelne Zellen beim Laden oder Entladen geändert wird, indem Zellen oder Module deaktiviert werden, indem Leistungsrelais geöffnet oder geschlossen werden oder indem eine Batteriekühlung aktiviert oder umkonfiguriert wird etc. Im Hinblick auf eine Steueraktion zum Anpassen einer Betriebsstrategie des Fahrzeugs kann beispielsweise eine Leistungsentnahme aus der Batterie begrenzt (oder erhöht) werden. Auf Fahrzeugseite kann hierzu beispielsweise eine maximal abrufbare Geschwindigkeit und/oder ein maximal abrufbares Drehmoment und/oder eine maximal abrufbare Beschleunigung reduziert werden und/oder eine sonstige Leistungsentnahme durch Begrenzen oder Umkonfigurieren des Fahrzeugs eingeschränkt werden (z.B. durch Reduzieren einer Leistungsentnahme eines Klimaaggregats oder eines Infotainmentsystems etc.).In one embodiment it is provided that the at least one AI-optimized computing device is configured based on the estimated at least one cell state and/or the estimated at least one module state and/or the estimated battery state and/or the estimated at least one item of diagnostic information and/or estimate at least one control action for adapting an operating strategy of the battery and/or a vehicle from the estimated at least one piece of prognosis information by means of at least one further trained neural network. As a result, a control action can be generated and provided directly from the current state of the battery. In particular, it is provided that the estimated at least one control action is carried out by the battery management system, for example by changing the load distribution to individual cells when charging or discharging, by deactivating cells or modules, by opening or closing power relays or by activating or reconfiguring battery cooling etc. With regard to a control action for adapting an operating strategy of the vehicle, a power draw from the battery can be limited (or increased), for example. On the vehicle side, for example, a maximum speed that can be called up and/or a maximum torque that can be called up and/or a maximum acceleration that can be called up can be reduced and/or another power draw can be restricted by limiting or reconfiguring the vehicle (e.g. by reducing a power draw from an air conditioning unit or an infotainment system Etc.).

Weiter wird insbesondere auch ein Fahrzeug geschaffen, umfassend mindestens ein Batteriemanagementsystem nach einer der beschriebenen Ausführungsformen. Ein Fahrzeug ist insbesondere ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Elektro- oder Hybridfahrzeug. Ein Fahrzeug kann jedoch auch ein anderes Land-, Schienen-, Wasser-, Luft- oder Raumfahrzeug sein, beispielsweise ein Lufttaxi oder eine Drohne.Furthermore, in particular a vehicle is also created, comprising at least one battery management system according to one of the described embodiments. A vehicle is in particular a motor vehicle, in particular an electric or hybrid vehicle. However, a vehicle can also be any other land, rail, water, air or space vehicle, for example an air taxi or a drone.

Weitere Merkmale zur Ausgestaltung des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Batteriemanagementsystems. Die Vorteile des Verfahrens sind hierbei jeweils die gleichen wie bei den Ausgestaltungen des Batteriemanagementsystems.Further features for the configuration of the method result from the description of configurations of the battery management system. In this case, the advantages of the method are the same as in the embodiments of the battery management system.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Batteriemanagementsystems;
  • 2 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform des Batteriemanagementsystems;
  • 3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform des Batteriemanagementsystems;
  • 4 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Batteriemanagementsystems.
The invention is explained in more detail below on the basis of preferred exemplary embodiments with reference to the figures. Here show:
  • 1 a schematic representation of an embodiment of the battery management system;
  • 2 a schematic representation to illustrate a further embodiment of the battery management system;
  • 3 a schematic representation to illustrate a further embodiment of the battery management system;
  • 4 a schematic flowchart of an embodiment of the method for operating a battery management system.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Batteriemanagementsystems 1 dargestellt. Die Ausführungsform ist beispielshaft zusammen mit einem Modul 21 einer Batterie 20 gezeigt, wobei das Modul 21 mehrere Zellen 22-x aufweist (der Übersichtlichkeit halber sind nur wenige mit einem eigenen Bezugszeichen versehen). Grundsätzlich kann die Batterie 20 jedoch auch mehr als ein Modul 21 umfassen. Die Batterie 20 und das Batteriemanagementsystem 1 können insbesondere in einem Fahrzeug 50 angeordnet sein.In 1 a schematic representation of an embodiment of the battery management system 1 is shown. The embodiment is shown by way of example together with a module 21 of a battery 20, the module 21 having a plurality of cells 22-x (for the sake of clarity, only a few are provided with their own reference numbers). In principle, however, the battery 20 can also include more than one module 21 . The battery 20 and the battery management system 1 can be arranged in a vehicle 50 in particular.

Das Batteriemanagementsystem 1 umfasst eine KI-optimierte Recheneinrichtung 2. Die Kloptimierte Recheneinrichtung 2 stellt ein trainiertes Neuronales Netz 3 bereit. Die Recheneinrichtung 2 umfasst hierzu beispielsweise einen oder mehrere der folgenden Mikroprozessoren: Nvidia Corp. Jetson Nano, Texas Instruments Inc. TDA4VM, XMOS xcore.ai, NXP Semiconductors i.MX 8M Plus und/oder Intel Movidius Myriad X. Ferner umfasst das Batteriemanagementsystem 1 einen Batteriemodulcontroller 4, der das Modul 21 und die Zellen 22-x steuert. Grundsätzlich kann der Batteriemodulcontroller 4 jedoch auch nicht Teil des Batteriemanagementsystems 1 sein und separat ausgebildet sein.The battery management system 1 includes an AI-optimized computing device 2. The AI-optimized computing device 2 provides a trained neural network 3. For this purpose, the computing device 2 comprises, for example, one or more of the following microprocessors: Nvidia Corp. Jetson Nano, Texas Instruments Inc. TDA4VM, XMOS xcore.ai, NXP Semiconductors i.MX 8M Plus and/or Intel Movidius Myriad X. The battery management system 1 also includes a battery module controller 4, which controls the module 21 and the cells 22-x. In principle, however, the battery module controller 4 can also not be part of the battery management system 1 and can be embodied separately.

Weiter umfasst das Batteriemanagementsystem 1 insbesondere auch eine Steuereinrichtung 5 zum Steuern (und/oder Regeln) einer Betriebsstrategie der Batterie 20, des Moduls 21 und der Zellen 22-x.The battery management system 1 also includes, in particular, a control device 5 for controlling (and/or regulating) an operating strategy for the battery 20, the module 21 and the cells 22-x.

An den Zellen 22-x werden Zellspannungen 12-x als elektrische Größe 10 erfasst. Das Neuronale Netz 3 hat für jede erfasste Zellspannung 12-x einen hiermit korrespondierenden Eingangsknoten 31-x (nicht alle sind mit einem eigenen Bezugszeichen versehen), dem die jeweils erfasste Zellspannung 12-x als Eingangsdatum zugeführt wird.Cell voltages 12-x are recorded as an electrical quantity 10 at the cells 22-x. For each detected cell voltage 12-x, the neural network 3 has a corresponding input node 31-x (not all of them are provided with their own reference symbols), to which the respectively detected cell voltage 12-x is supplied as input data.

Ferner werden Temperaturen 13-1, 13-2 als physikalische Größe 11 an unterschiedlichen Orten im Batteriemodul 21 erfasst und den Eingangsknoten T1, T2 des Neuronalen Netzes 3 als Eingangsdaten zugeführt.Furthermore, temperatures 13-1, 13-2 are recorded as a physical quantity 11 at different locations in the battery module 21 and are fed to the input nodes T1, T2 of the neural network 3 as input data.

Ausgehend von den empfangenen Zellspannungen 12-x und den empfangenen Temperaturen 13-1, 13-2 schätzt das trainierte Neuronalen Netz 3 Zellenzustände 42-x und/oder einen Modulzustand 41 und/oder einen Batteriezustand 40. Insbesondere schätzt das trainierte Neuronale Netz 3 einen jeweiligen Ladezustand (State of Charge, SOC) und einen jeweiligen Gesundheitszustand (State of Health, SOH) für die Zellen 22-x und/oder das Modul 21 und/oder die Batterie 20.Based on the received cell voltages 12-x and the received temperatures 13-1, 13-2, the trained neural network 3 estimates cell states 42-x and/or a module state 41 and/or a battery state 40. In particular, the trained neural network 3 estimates a respective state of charge (State of Charge, SOC) and a respective state of health (State of Health, SOH) for the cells 22-x and/or the module 21 and/or the battery 20.

Die geschätzten Zellenzustände 42-x und/oder der geschätzte Modulzustand 41 und/oder der geschätzte Batteriezustand 40 werden anschließend der Steuereinrichtung 5 des Batteriemanagementsystems 1 zugeführt, wobei die Steuereinrichtung 5 eine Betriebsstrategie der Batterie 20, des Moduls 21 und der Zellen 22-x ausgehend von den geschätzten Zellenzuständen 42-x und/oder der geschätzte Modulzustand 41 und/oder der geschätzten Batteriezustand 40 anpassen kann.The estimated cell states 42-x and/or the estimated module state 41 and/or the estimated battery state 40 are then supplied to the control device 5 of the battery management system 1, with the control device 5 based on an operating strategy for the battery 20, the module 21 and the cells 22-x from the estimated cell states 42-x and/or the estimated module state 41 and/or the estimated battery state 40.

Neben der Zellspannung 12-x können weitere elektrische Größen an den Zellen 22-x, am Modul 21 und/oder an der Batterie 20 erfasst werden, wie beispielsweise ein jeweiliger Strom. Ausgehend hiervon kann das Neuronale Netz 3 dazu eingerichtet und trainiert sein, jeweils weitere elektrische und/oder physikalische Größen zu schätzen, beispielsweise einen ohmschen Widerstand und/oder eine Impedanz und/oder eine Temperatur.In addition to the cell voltage 12-x, other electrical variables can be detected at the cells 22-x, at the module 21 and/or at the battery 20, such as a respective current. Proceeding from this, the neural network 3 can be set up and trained to estimate further electrical and/or physical variables, for example an ohmic resistance and/or an impedance and/or a temperature.

Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung 2 dazu konfiguriert ist, zeitaufgelöst erfasste Zeitreihen der mindestens einen elektrischen Größe 10 und/oder physikalischen Größe 11 zu verarbeiten. Dies ist schematisch in der 2 verdeutlicht, die ein entsprechend hierfür eingerichtetes Neuronales Netz 3 zeigt, das von der KI-optimierten Recheneinrichtung 2 bereitgestellt wird. Die Ausführungsform ist ansonsten wie die in der 1 gezeigte Ausführungsform ausgebildet, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Merkmale und Begriffe. Dem Neuronalen Netz 3 werden in der gezeigten Ausführungsform zeitaufgelöst erfasste Zeitreihen einer Zellspannung 12-1-t (mit t = 1, 2,..., n; wobei n die Anzahl der Zeitschritte in der Zeitreihe ist) zugeführt, wobei jeder Messwertwert einer betrachteten Periode hierbei mit einem Eingangsknoten 31-1-t (mit t = 1, 2,..., n; wobei n die Anzahl der Eingangsknoten ist) des Neuronalen Netzes 3 korrespondiert. Der Übersichtlichkeit halber ist dies nur für eine Zeitreihe einer einzigen Zelle gezeigt, das Vorgehen ist für weitere Zellen, das Modul und die Batterie jedoch grundsätzlich analog.Provision can be made for the at least one AI-optimized computing device 2 to be configured to process time series of the at least one electrical variable 10 and/or physical variable 11 recorded in a time-resolved manner. This is shown schematically in the 2 illustrates, which shows a neural network 3 set up accordingly for this purpose, which is provided by the AI-optimized computing device 2. The embodiment is otherwise like that in FIG 1 Formed embodiment shown, the same reference numerals denote the same features and terms. In the embodiment shown, the neural network 3 is supplied with time-resolved time series of a cell voltage 12-1-t (with t=1, 2,..., n; where n is the number of time steps in the time series), with each measured value being a period under consideration here corresponds to an input node 31-1-t (with t=1, 2, . . . , n; where n is the number of input nodes) of the neural network 3. For the sake of clarity, this is only shown for a time series of a single cell, but the procedure is basically analogous for other cells, the module and the battery.

Ferner können dem Neuronalen Netz 3 an hierfür vorgesehenen Eingangsknoten F, I, Z eine (dominante) Frequenz, ein erfasster Strom der Zelle und eine Impedanz der Zelle als Eingangsdaten zugeführt werden.Furthermore, a (dominant) frequency, a detected current of the cell and an impedance of the cell can be fed to the neural network 3 as input data at input nodes F, I, Z provided for this purpose.

Das Neuronale Netz 3 ist dazu trainiert, ausgehend von den Eingangsdaten einen Zellenzustand 42-1 der betrachteten Zelle zu schätzen. Dieser Zellenzustand 42-1 umfasst insbesondere einen Ladezustand (SOC) und einen Gesundheitszustand (SOH).The neural network 3 is trained to estimate a cell state 42-1 of the cell under consideration based on the input data. In particular, this cell state 42-1 includes a drawer state (SOC) and a state of health (SOH).

Es kann vorgesehen sein, dass das Neuronale Netz 3 ferner dazu trainiert ist, eine Temperatur 43-1 der Zelle zu schätzen.It can be provided that the neural network 3 is also trained to estimate a temperature 43-1 of the cell.

Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung 2 (1) dazu konfiguriert ist, mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes 3 mindestens eine Diagnoseinformation 44 (2) zu schätzen. Insbesondere ist das trainierte Neuronale Netz 3 auf das Schätzen der mindestens einen Diagnoseinformation 44 trainiert. Beispielsweise kann eine Diagnoseinformation 44 die folgenden Zustände für die Zellen (in anderen Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich auch für die Module und/oder die Batterie) umfassen: Lithium Plating, Überladung, Tiefenentladung (und/oder unbalancierte Zellen in einem Modul).It can be provided that the at least one AI-optimized computing device 2 ( 1 ) is configured to use the at least one trained neural network 3 to generate at least one item of diagnostic information 44 ( 2 ) appreciate. In particular, the trained neural network 3 is trained to estimate the at least one item of diagnostic information 44 . For example, diagnostic information 44 can include the following states for the cells (in other embodiments, alternatively or additionally, also for the modules and/or the battery): lithium plating, overcharging, deep discharge (and/or unbalanced cells in a module).

Es kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung 2 (1) dazu konfiguriert ist, mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes 3 mindestens eine Prognoseinformation 45 (2) zu schätzen. Insbesondere ist das trainierte Neuronale Netz 3 auf das Schätzen der mindestens einen Prognoseinformation 45 trainiert. Beispielsweise kann eine Prognoseinformation 45 die folgenden zukünftigen Zustände für die Zellen (in anderen Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich auch für die Module und/oder die Batterie) umfassen: Lithium Plating, Überladung, Tiefenentladung (und/oder unbalancierte Zellen in einem Modul).It can be provided that the at least one AI-optimized computing device 2 ( 1 ) is configured to use the at least one trained neural network 3 to generate at least one piece of prognosis information 45 ( 2 ) appreciate. In particular, the trained neural network 3 is trained to estimate the at least one piece of prognosis information 45 . For example, prognosis information 45 can include the following future states for the cells (in other embodiments, alternatively or additionally also for the modules and/or the battery): lithium plating, overcharging, deep discharge (and/or unbalanced cells in a module).

In 3 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Batteriemanagementsystems gezeigt. Das Batteriemanagementsystem ist grundsätzlich wie die in der 1 gezeigte Ausführungsform ausgestaltet, gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Merkmale und Begriffe. Die 3 zeigt hierbei schematisch das trainierte Neuronale Netz 3, das von der Recheneinrichtung 2 (1) bereitgestellt wird.In 3 A schematic representation of an embodiment of the battery management system is shown. The battery management system is basically like that in the 1 Embodiment shown configured, the same reference numerals denote the same features and terms. the 3 shows the trained neural network 3, which is generated by the computing device 2 ( 1 ) provided.

Es ist zusätzlich vorgesehen, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung 2 dazu konfiguriert ist, ausgehend von dem geschätzten mindestens einen Zellenzustand 42-x und/oder dem geschätzten Modulzustand 41 und/oder dem geschätzten Batteriezustand 40 und/oder der geschätzten mindestens einen Diagnoseinformation 44 und/oder der geschätzten mindestens einen Prognoseinformation 45 mittels eines weiteren trainierten Neuronalen Netzes 7 mindestens eine Steueraktion 60 zum Anpassen einer Betriebsstrategie der Batterie 20 (1) und/oder eines Fahrzeugs 50 (1) zu schätzen. In der gezeigten Ausführungsform ist das weitere Neuronale Netz 7 in integrierter Form mit dem Neuronalen Netz 3 ausgebildet.It is additionally provided that the at least one AI-optimized computing device 2 is configured based on the estimated at least one cell state 42-x and/or the estimated module state 41 and/or the estimated battery state 40 and/or the estimated at least one item of diagnostic information 44 and/or the estimated at least one piece of prognosis information 45 by means of a further trained neural network 7 at least one control action 60 for adapting an operating strategy of the battery 20 ( 1 ) and/or a vehicle 50 ( 1 ) appreciate. In the embodiment shown, the additional neural network 7 is integrated with the neural network 3 .

In 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Batteriemanagementsystems gezeigt. Das Batteriemanagementsystem 1 ist beispielsweise wie die in der 1 gezeigte Ausführungsform ausgestaltet.In 4 a schematic flowchart of an embodiment of the method for operating a battery management system is shown. The battery management system 1 is, for example, like that in FIG 1 configured embodiment shown.

In einer Maßnahme 100 wird mindestens ein trainiertes Neuronales Netz mittels einer Kloptimierten Recheneinrichtung des Batteriemanagementsystems bereitgestellt. Insbesondere stellt die KI-optimierte Recheneinrichtung eine Funktionalität des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes bereit.In a measure 100, at least one trained neural network is provided by means of a battery-optimized computing device of the battery management system. In particular, the AI-optimized computing device provides a functionality of the at least one trained neural network.

In einer Maßnahme 101 wird mindestens eine elektrische und/oder andere physikalische Größe von Zellen einer Batterie und/oder von Modulen der Batterie und/oder von der Batterie erfasst und/oder empfangen und dem mindestens einen trainierten Neuronalen Netz als Eingangsdaten zugeführt.In a measure 101, at least one electrical and/or other physical variable of cells of a battery and/or of modules of the battery and/or of the battery is recorded and/or received and fed to the at least one trained neural network as input data.

In einer Maßnahme 102 wird ausgehend von der mindestens einen erfassten und/oder empfangenen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes mindestens ein Zellenzustand und/oder mindestens ein Modulzustand und/oder ein Batteriezustand geschätzt.In a measure 102, at least one cell status and/or at least one module status and/or one battery status is estimated on the basis of the at least one recorded and/or received electrical and/or other physical variable by means of the at least one trained neural network.

Es kann hierbei vorgesehen sein, dass zum Schätzen zeitaufgelöst erfasste Zeitreihen der mindestens einen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe verarbeitet werden.Provision can be made here for time series of the at least one electrical and/or other physical variable recorded in a time-resolved manner to be processed for the estimation.

Es kann ferner in Maßnahme 102 vorgesehen sein, dass mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes mindestens eine Diagnoseinformation und/oder mindestens eine Prognoseinformation geschätzt wird.It can also be provided in measure 102 that at least one item of diagnostic information and/or at least one item of prognosis information is estimated using the at least one trained neural network.

Weiter kann in einer Maßnahme 103 vorgesehen sein, dass ausgehend von dem geschätzten mindestens einen Zellenzustand und/oder dem geschätzten mindestens einen Modulzustand und/oder dem geschätzten Batteriezustand und/oder der geschätzten mindestens einen Diagnoseinformation und/oder der geschätzten mindestens einen Prognoseinformation mittels mindestens eines weiteren trainierten Neuronalen Netzes mindestens eine Steueraktion zum Anpassen einer Betriebsstrategie der Batterie und/oder eines Fahrzeugs geschätzt wird. In einer Maßnahme 104 kann dann vorgesehen sein, dass das Batteriemanagementsystem die mindestens eine geschätzte Steueraktion durchführt, indem eine Betriebsstrategie verändert wird.Furthermore, in a measure 103 it can be provided that starting from the estimated at least one cell state and/or the estimated at least one module state and/or the estimated battery state and/or the estimated at least one piece of diagnostic information and/or the estimated at least one piece of forecast information using at least one further trained neural network at least one control action for adapting an operating strategy of the battery and / or a vehicle is estimated. In a measure 104 it can then be provided that the battery management system carries out the at least one estimated control action by changing an operating strategy.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Verfahren fortlaufend wiederholt wird.In particular, it is provided that the method is repeated continuously.

BezugszeichenlisteReference List

11
Batteriemanagementsystembattery management system
22
Recheneinrichtungcomputing device
33
trainiertes Neuronales Netztrained neural network
44
Batteriemodulcontrollerbattery module controller
55
Steuereinrichtungcontrol device
1010
elektrische Größeelectrical size
1111
physikalische Größephysical size
12-x12-x
Zellspannungcell voltage
12-x-t12-x-t
Zellspannung (zeitaufgelöster Wert)cell voltage (time-resolved value)
13-x13-x
Temperaturtemperature
2020
Batteriebattery
2121
Modulmodule
22-x22-x
Zellecell
31-x31-x
Eingangsknoteninput node
31-x-t31-x-t
Eingangsknoten (für zeitaufgelösten Wert)Input node (for time-resolved value)
5050
Fahrzeugvehicle
Ff
Eingangsknoteninput node
II
Eingangsknoteninput node
T1T1
Eingangsknoteninput node
T2T2
Eingangsknoteninput node
ZZ
Eingangsknoteninput node
4040
Batteriezustand (geschätzt)Battery health (estimated)
4141
Modulzustand (geschätzt)Module condition (estimated)
42-x42-x
Zellenzustand (geschätzt)cell condition (estimated)
43-x43-x
Temperatur (geschätzt)temperature (estimated)
4444
Diagnoseinformation (geschätzt)Diagnostic information (estimated)
4545
Prognoseinformation (geschätzt)Forecast information (estimated)
6060
Steueraktion (geschätzt)Control action (estimated)
100-104100-104
Maßnahmen des VerfahrensMeasures of the procedure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 20180086222 A1 [0003]US20180086222A1[0003]

Claims (10)

Batteriemanagementsystem (1), umfassend: mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung (2), wobei die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung (2) dazu konfiguriert ist, mindestens eine an Zellen (22-x) einer Batterie (20) und/oder an Modulen (21) der Batterie (20) und/oder an der Batterie (20) erfasste elektrische und/oder andere physikalische Größe (10,11) zu empfangen, ausgehend von der mindestens einen empfangenen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe (10,11) mittels mindestens eines trainierten Neuronalen Netzes (3) mindestens einen Zellenzustand (42-x) und/oder mindestens einen Modulzustand (41) und/oder einen Batteriezustand (40-x) zu schätzen.Battery management system (1), comprising: at least one AI-optimized computing device (2), wherein the at least one AI-optimized computing device (2) is configured to connect at least one to cells (22-x) of a battery (20) and/or to modules (21) of the battery (20) and/or to the battery (20 ) to receive detected electrical and/or other physical variables (10,11), based on the at least one received electrical and/or other physical quantity (10,11) by means of at least one trained neural network (3) at least one cell state (42-x) and/or at least one module state (41) and/or a battery state ( 40-x) estimate. Batteriemanagementsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung (2) dazu konfiguriert ist, zeitaufgelöst erfasste Zeitreihen der mindestens einen elektrischen und/oder physikalischen Größe (10,11) zu verarbeiten.Battery management system (1) according to claim 1 , characterized in that the at least one AI-optimized computing device (2) is configured to process time series of the at least one electrical and/or physical variable (10, 11) recorded in a time-resolved manner. Batteriemanagementsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung (2) dazu konfiguriert ist, mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes (3) mindestens eine Diagnoseinformation (44) zu schätzen.Battery management system (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the at least one AI-optimized computing device (2) is configured to estimate at least one item of diagnostic information (44) by means of the at least one trained neural network (3). Batteriemanagementsystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung (2) dazu konfiguriert ist, mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes (3) mindestens eine Prognoseinformation (45) zu schätzen.Battery management system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one AI-optimized computing device (2) is configured to estimate at least one piece of forecast information (45) using the at least one trained neural network (3). Batteriemanagementsystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine KI-optimierte Recheneinrichtung (2) dazu konfiguriert ist, ausgehend von dem geschätzten mindestens einen Zellenzustand (42-x) und/oder dem geschätzten mindestens einen Modulzustand (41) und/oder dem geschätzten Batteriezustand (40) und/oder der geschätzten mindestens einen Diagnoseinformation (44) und/oder der geschätzten mindestens einen Prognoseinformation (45) mittels mindestens eines weiteren trainierten Neuronalen Netzes (3) mindestens eine Steueraktion (60) zum Anpassen einer Betriebsstrategie der Batterie (20) und/oder eines Fahrzeugs (50) zu schätzen.Battery management system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one AI-optimized computing device (2) is configured, starting from the estimated at least one cell state (42-x) and/or the estimated at least one module state (41 ) and/or the estimated battery state (40) and/or the estimated at least one item of diagnostic information (44) and/or the estimated at least one item of prognosis information (45) by means of at least one further trained neural network (3) at least one control action (60) for adapting to estimate an operating strategy of the battery (20) and/or a vehicle (50). Fahrzeug (50), umfassend mindestens ein Batteriemanagementsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Vehicle (50) comprising at least one battery management system (1) according to one of Claims 1 until 5 . Verfahren zum Betreiben eines Batteriemanagementsystems (1), wobei mindestens ein trainiertes Neuronales Netz (3) mittels einer KI-optimierten Recheneinrichtung (2) des Batteriemanagementsystems (1) bereitgestellt wird, wobei mindestens eine elektrische und/oder andere physikalische Größe (10,11) von Zellen (22-x) einer Batterie (20) und/oder von Modulen (21) der Batterie (20) und/oder von der Batterie (20) erfasst und/oder empfangen wird, wobei ausgehend von der mindestens einen erfassten und/oder empfangenen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe (10,11) mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes (3) mindestens ein Zellenzustand (42-x) und/oder mindestens ein Modulzustand (41) und/oder ein Batteriezustand (40) geschätzt wird.Method for operating a battery management system (1), wherein at least one trained neural network (3) is provided by means of an AI-optimized computing device (2) of the battery management system (1), wherein at least one electrical and/or other physical quantity (10,11) of cells (22-x) of a battery (20) and/or of modules (21) of the battery (20) and/or of the battery (20) is recorded and/or is received, based on the at least one detected and/or received electrical and/or other physical variable (10,11) by means of the at least one trained neural network (3) at least one cell status (42-x) and/or at least one module status (41) and/or a battery condition (40) is estimated. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schätzen zeitaufgelöst erfasste Zeitreihen der mindestens einen elektrischen und/oder anderen physikalischen Größe (10,11) verarbeitet werden.procedure after claim 7 , characterized in that time series of the at least one electrical and/or other physical variable (10, 11) recorded in a time-resolved manner are processed for the estimation. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des mindestens einen trainierten Neuronalen Netzes (3) mindestens eine Diagnoseinformation (44) und/oder mindestens eine Prognoseinformation (45) geschätzt wird.Procedure according to one of Claims 7 or 8th , characterized in that at least one item of diagnostic information (44) and/or at least one item of prognosis information (45) is estimated by means of the at least one trained neural network (3). Verfahren nach einem Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem geschätzten mindestens einen Zellenzustand (42-x) und/oder dem geschätzten mindestens einen Modulzustand (41) und/oder dem geschätzten Batteriezustand (40) und/oder der geschätzten mindestens einen Diagnoseinformation (44) und/oder der geschätzten mindestens einen Prognoseinformation (45) mittels mindestens eines weiteren trainierten Neuronalen Netzes (3) mindestens eine Steueraktion (60) zum Anpassen einer Betriebsstrategie der Batterie (20) und/oder eines Fahrzeugs (50) geschätzt wird.procedure after a Claims 7 until 9 , characterized in that based on the estimated at least one cell condition (42-x) and/or the estimated at least one module condition (41) and/or the estimated battery condition (40) and/or the estimated at least one item of diagnostic information (44) and/or or at least one control action (60) for adapting an operating strategy of the battery (20) and/or a vehicle (50) is estimated from the estimated at least one piece of prognosis information (45) by means of at least one further trained neural network (3).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180086222A1 (en) 2016-09-23 2018-03-29 Faraday&Future Inc. Electric vehicle battery monitoring system
US20200074297A1 (en) 2018-09-03 2020-03-05 Lg Electronics Inc. Device including battery

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