AT521175B1 - Method for determining parameters of an equivalent circuit - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von wenigstens einem Parameter einer Ersatzschaltung (10) für eine elektrochemische Zelle (1), wobei die nachfolgenden Schritte wiederholt in Echtzeit durchgeführt werden: - Durchführen einer Anregung (120) der Zelle (1), - Durchführen einer Messung (130) an der Zelle (1), um wenigstens ein Messergebnis zu ermitteln, - Durchführen einer Schätzung (140) anhand des Messergebnisses und anhand einer Modellvorgabe im Zeitbereich, um ein Schätzergebnis zu ermitteln, - Durchführen einer Transformation (150) anhand des Schätzergebnisses zur Bestimmung des wenigstens einen Parameters der Ersatzschaltung (10) im Frequenzbereich, wobei eine Struktur der Ersatzschaltung (10) automatisch anhand der Modellvorgabe ermittelt wird.The present invention relates to a method for determining at least one parameter of an equivalent circuit (10) for an electrochemical cell (1), wherein the following steps are carried out repeatedly in real time: - performing an excitation (120) of the cell (1), - performing a measurement (130) on the cell (1) to determine at least one measurement result, - performing an estimation (140) based on the measurement result and on the basis of a model specification in the time domain to determine an estimation result, - performing a transformation (150) the estimation result for determining the at least one parameter of the equivalent circuit (10) in the frequency domain, wherein a structure of the equivalent circuit (10) is automatically determined based on the model specification.

Description

VERFAHREN ZUR ERMITTLUNG VON PARAMETERN EINER ERSATZSCHALTUNG [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von wenigstens einem Parameter einer Ersatzschaltung.METHOD FOR DETERMINING PARAMETERS OF A REPLACEMENT CIRCUIT The present invention relates to a method for determining at least one parameter of an equivalent circuit.

[0002] Im Stand der Technik ist es bekannt, dass Impedanzen einer Brennstoffzelle im Frequenzbereich mittels eines Anregungssignals erfasst werden, um Parameter für eine Ersatzschaltung zu bestimmen. So offenbart bspw. die Schrift DE 10 2016 106 735 A1 ein Verfahren zur Diagnose einer Brennstoffzelle, bei welchem eine Parameterschätzung im Frequenzbereich erfolgt.In the prior art it is known that impedances of a fuel cell in the frequency range are detected by means of an excitation signal in order to determine parameters for an equivalent circuit. For example, the document DE 10 2016 106 735 A1 discloses a method for diagnosing a fuel cell, in which a parameter estimation takes place in the frequency range.

[0003] Weniger verbreitet sind Varianten, welche eine Parameterschätzung im Zeitbereich nutzen. Entsprechende Verfahren sind bspw. in den Veröffentlichungen [0004] H. Rahimi-Eichi et al. Online Adaptive Parameter Identification and State-of-Charge Coestimation for Lithium-Polymer Battery Cells, in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 61, no. 4, pp. 2053-2061, April 2014 oder [0005] Zhang et al., “Online estimation of battery equivalent circuit model parameters and state of charge using decoupled least squares technique” in Energy 142 (2018) 678 - 688 offenbart.Variants that use a parameter estimation in the time domain are less common. Corresponding methods are described, for example, in the publications H. Rahimi-Eichi et al. Online Adaptive Parameter Identification and State-of-Charge Coestimation for Lithium-Polymer Battery Cells, in IEEE Transactions on Industrial Electronics, vol. 61, no.4, pp. 2053-2061, April 2014 or [0005] Zhang et al., “Online estimation of battery equivalent circuit model parameters and state of charge using decoupled least squares technique” in Energy 142 (2018) 678-688.

[0006] Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist, dass die Eignung für die OnlineParameterschätzung, also zeitaufgelöst z. B. während eines Betriebs einer Brennstoffzelle, oft noch eingeschränkt ist. Dies kann durch ein Vorhandensein von Messrauschen begründet sein, wodurch systematische Schätzfehler bedingt durch die Schätzmethode (wie „Recursive Least Squares“) auftreten. Insbesondere sind herkömmliche Lösungen noch wenig anpassungsfähig, da bspw. die zu schätzende Struktur oder die Ersatzschaltung a-priori bekannt sein muss.A disadvantage of the known solutions is that the suitability for online parameter estimation, that is, time-resolved z. B. is often still restricted during operation of a fuel cell. This can be due to the presence of measurement noise, which leads to systematic estimation errors due to the estimation method (such as “recursive least squares”). In particular, conventional solutions are still not very adaptable since, for example, the structure to be estimated or the equivalent circuit must be known a priori.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Parameterschätzung zu verbessern und/oder eine verbesserte Möglichkeit zur Überwachung einer Brennstoffzelle vorzuschlagen.The object of the present invention is to at least partially take into account the problems described above. In particular, it is the object of the present invention to improve the parameter estimation and / or to propose an improved possibility for monitoring a fuel cell.

[0008] Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The above object is solved by the claims. In particular, the above object is achieved by the method according to claim 1. Further advantages of the invention result from the subclaims, the description and the drawings.

[0009] Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung von wenigstens einem Parameter einer Ersatzschaltung für eine elektrochemische Zelle, vorzugsweise Brennstoffzelle.The object is achieved in particular by a method for determining at least one parameter of an equivalent circuit for an electrochemical cell, preferably a fuel cell.

[0010] Hierbei ist vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise wiederholt und/oder in Echtzeit, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:It is provided that the following steps are carried out, preferably repeatedly and / or in real time, preferably in the order given:

[0011] - Durchführen einer Anregung der Zelle, [0012] - Durchführen einer Messung an der Zelle, um wenigstens ein Messergebnis zu ermitteln, [0013] - Durchführen einer Schätzung anhand des Messergebnisses und/oder anhand einer Modellvorgabe im Zeitbereich, um ein Schätzergebnis zu ermitteln, [0014] - Durchführen einer Transformation anhand des Schätzergebnisses zur Bestimmung des wenigstens einen Parameters der Ersatzschaltung, [0015] wobei eine Struktur der Ersatzschaltung automatisch anhand der Modellvorgabe ermittelt wird.- Carrying out an excitation of the cell, [0012] - Carrying out a measurement on the cell in order to determine at least one measurement result, [0013] - Carrying out an estimate based on the measurement result and / or on the basis of a model in the time domain, around an estimation result to determine, [0014] performing a transformation on the basis of the estimation result for determining the at least one parameter of the equivalent circuit, [0015] wherein a structure of the equivalent circuit is automatically determined on the basis of the model specification.

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AT 521 175 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt [0016] Dabei erfolgt die Ermittlung der Struktur der insbesondere elektrischen Ersatzschaltung bevorzugt automatisch aus der insbesondere zeitdiskreten Modellvorgabe. Dies hat den Vorteil, dass ein besonders anpassungsfähiges und für die Online-Parameterabschätzung geeignetes Verfahren bereitgestellt wird, da vorzugsweise dabei nicht nur der zeitliche Verlauf der Ersatzschaltbildparameter, sondern auch eine Veränderung der Ersatzschaltungsstruktur während des Betriebs ermittelt wird.AT 521 175 B1 2019-11-15 Austrian Patent Office [0016] The structure of the in particular electrical equivalent circuit is preferably determined automatically from the in particular time-discrete model specification. This has the advantage that a particularly adaptable method that is suitable for online parameter estimation is provided, since preferably not only the time course of the equivalent circuit diagram parameters, but also a change in the equivalent circuit structure during operation is determined.

[0017] Die Messung im zweiten Schritt erfolgt vorzugsweise zeitlich überlappend mit der Anregung. Die Schätzung im dritten Verfahrensschritt wird insbesondere im Zeitbereich, bevorzugt im diskreten Zeitbereich anhand des Messergebnisses und/oder anhand einer insbesondere zeitdiskreten Modellvorgabe durchgeführt, um ein Schätzergebnis zu ermitteln, welches vorzugsweise für den Parameter, insbesondere im diskreten Zeitbereich, spezifisch ist. Im vierten Verfahrensschritt wird die Transformation insbesondere in den Frequenzbereich anhand des Schätzergebnisses zur Bestimmung des wenigstens einen, insbesondere physikalischen, Parameters der Ersatzschaltung durchgeführt. Die Parameter, die hierbei ermittelt werden, sind dann die tatsächlichen physikalischen Parameter der Ersatzschaltung (im Allgemeinen beispielsweise ein Widerstand, eine Kapazität und/oder eine Induktivität). Diese werden über eine Transformation im Frequenzbereich und über die sogenannte Foster-Synthese ermittelt. Die beispielhafte Ersatzschaltung mit bekannten Parametern im Frequenzbereich ist dabei äquivalent zur elektrochemischen Impedanz. Das heißt, liegen alle (physikalischen) Parameter der Ersatzschaltung vor, so entspricht die Ersatzschaltung im Frequenzbereich der elektrochemischen Impedanz. Der zu schätzende Parameter ist also der physikalische Parameter (beispielsweise Widerstand, Kapazität und/oder Induktivität). Dieser ist in der Regel unabhängig von der Domäne, das heißt unabhängig vom Zeit- oder Frequenzbereich.The measurement in the second step is preferably carried out overlapping in time with the excitation. The estimation in the third method step is carried out in particular in the time domain, preferably in the discrete time domain on the basis of the measurement result and / or on the basis of an in particular time-discrete model specification, in order to determine an estimation result which is preferably specific for the parameter, in particular in the discrete time domain. In the fourth method step, the transformation, in particular in the frequency range, is carried out on the basis of the estimation result for determining the at least one, in particular physical, parameter of the equivalent circuit. The parameters that are determined here are then the actual physical parameters of the equivalent circuit (in general, for example, a resistor, a capacitor and / or an inductor). These are determined via a transformation in the frequency domain and via the so-called Foster synthesis. The exemplary equivalent circuit with known parameters in the frequency range is equivalent to the electrochemical impedance. This means that if all (physical) parameters of the equivalent circuit are present, the equivalent circuit in the frequency range corresponds to the electrochemical impedance. The parameter to be estimated is therefore the physical parameter (for example resistance, capacitance and / or inductance). This is usually independent of the domain, i.e. independent of the time or frequency range.

[0018] Vorteilhafterweise können die Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Echtzeit durchgeführt werden, d. h. vorzugsweise innerhalb eines Sampling-Intervalls der Messung (also eines Messintervalls) abgearbeitet werden.The steps of a method according to the invention can advantageously be carried out in real time, i. H. are preferably processed within a sampling interval of the measurement (ie a measurement interval).

[0019] Die Zelle ist eine elektrochemische Zelle, wie eine Brennstoffzelle. Der Parameter, vorzugsweise als ein Parameter wie eine Größe eines Widerstands oder Kondensators der Ersatzschaltung, kann somit spezifisch sein für eine elektrochemische Impedanz der Zelle. Um eine zuverlässige Parameterschätzung vornehmen zu können, kann somit alternativ oder zusätzlich der Schritt des Durchführens einer Anregung der Zelle eine breitbandige Anregung aufweisen. Es kann weiter möglich sein, dass die Zelle als eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle (PEMFC) ausgebildet ist. Insbesondere kann die breitbandige Anregung essentiell für die Parameterbestimmung im Zeitbereich sein.[0019] The cell is an electrochemical cell, such as a fuel cell. The parameter, preferably as a parameter such as a size of a resistor or capacitor of the equivalent circuit, can thus be specific for an electrochemical impedance of the cell. In order to be able to carry out a reliable parameter estimation, the step of performing an excitation of the cell can thus alternatively or additionally have a broadband excitation. It may also be possible for the cell to be designed as a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC). In particular, the broadband excitation can be essential for parameter determination in the time domain.

[0020] Des Weiteren kann der Schritt des Durchführens der Messung an der Zelle eine Messung der elektrischen Größen elektrische Spannung und/oder elektrische Stromstärke aufweisen. Bspw. kann hierzu eine Zellspannung und/oder ein Zellstrom der Zelle gemessen werden. Mittels eines Analog-Digital-Wandler oder dergleichen wird dann vorzugsweise das Messergebnis in der Form von digitalen Messdaten bestimmt. Diese eignen sich besonders für eine weitere Verarbeitung, wie die Schätzung.[0020] Furthermore, the step of carrying out the measurement on the cell can include a measurement of the electrical quantities of electrical voltage and / or electrical current. For example. a cell voltage and / or a cell current of the cell can be measured for this purpose. The measurement result in the form of digital measurement data is then preferably determined by means of an analog-digital converter or the like. These are particularly suitable for further processing, such as the estimation.

[0021] Außerdem ist bei dem Durchführen der Schätzung anhand des Messergebnisses und anhand der Modellvorgabe im Zeitbereich optional vorgesehen, dass wenigstens ein Modellparameter eines linearen Modells im Zeitbereich durch die Schätzung bestimmt wird. Die Modellvorgabe kann für das konkret genutzte Modell spezifisch sein, z. B. eine Ordnung des linearen Modells betreffen und/oder vorgeben. Auch kann die Modellvorgabe für eine Samplingzeit der Messung spezifisch sein, welche für die zeitliche Updaterate der Schätzung relevant ist. In anderen Worten ist es möglich, dass für die Schätzung lediglich die Ordnung des linearen Modells und/oder die Samplingzeit der Messung (z. B. durch einen Benutzer) vorgegeben werden muss. Dies hat den Vorteil, dass anders als bei herkömmlichen Verfahren die Struktur der Ersatzschaltung, also die konkrete Ersatzschaltung und/oder die Anzahl und/oder Konfiguration der Bauelemente wie Widerstände und/oder Kondensatoren und/oder das zugehörige Ersatzschaltbild, nicht vorgegeben werden muss. Die einzige strukturelle Vorgabe ist somit ggf., dass[0021] In addition, when performing the estimation on the basis of the measurement result and on the basis of the model in the time domain, it is optionally provided that at least one model parameter of a linear model in the time domain is determined by the estimate. The model specification can be specific for the specific model used, e.g. B. concern and / or specify an order of the linear model. The model specification can also be specific for a sampling time of the measurement, which is relevant for the temporal update rate of the estimate. In other words, it is possible that only the order of the linear model and / or the sampling time of the measurement (eg by a user) has to be specified for the estimate. This has the advantage that, unlike in conventional methods, the structure of the equivalent circuit, that is to say the specific equivalent circuit and / or the number and / or configuration of the components such as resistors and / or capacitors and / or the associated equivalent circuit diagram, does not have to be specified. So the only structural requirement is that

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AT 521 175 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt es sich bei dem Modell um ein lineares Modell handelt. Aus der Modellvorgabe kann bspw. das lineare Modell abgeleitet werden, und aus dem linearen Modell (und damit anhand der Modellvorgabe) die Struktur der Ersatzschaltung bestimmt werden. Die Samplingzeit entspricht bspw. der Aktualisierungsrate der Parameter bei der Schätzung.AT 521 175 B1 2019-11-15 Austrian patent office the model is a linear model. For example, the linear model can be derived from the model specification, and the structure of the equivalent circuit can be determined from the linear model (and thus based on the model specification). The sampling time corresponds, for example, to the update rate of the parameters in the estimation.

[0022] Die Ermittlung der Struktur der Ersatzschaltung automatisch anhand der Modellvorgabe und/oder eine Transformation des linearen Modells in ein Ersatzschaltbild (also die Bestimmung der Struktur der Ersatzschaltung) und/oder die Extraktion der Parameter kann vorteilhafterweise automatisch mittels eines geeigneten Verfahrens zur Synthese analoger Schaltungen erfolgen. Ein solches geeignetes Verfahren ist z. B. die Foster-Synthese, wie sie bspw. in [0023] lonutiu, R., & Rommes, J. (2009). A framework for synthesis of reduced order models. (CASA-report; Vol. 0928). Eindhoven: Technische Universiteit Eindhoven oder [0024] Guillemin, E.A.: Synthesis of passive networks, 2 edn. John Wiley (1959) [0025] beschrieben ist. In anderen Worten kann die Struktur der Ersatzschaltung, welche durch das Ersatzschaltbild beschrieben wird, hierdurch automatisch und/oder während des Betriebs anhand der Modellvorgabe ermittelt werden.The determination of the structure of the equivalent circuit automatically on the basis of the model and / or a transformation of the linear model into an equivalent circuit diagram (ie the determination of the structure of the equivalent circuit) and / or the extraction of the parameters can advantageously be carried out automatically by means of a suitable method for synthesizing analog Circuits take place. Such a suitable method is e.g. B. Foster synthesis, as described, for example, in [0023] lonutiu, R., & Rommes, J. (2009). A framework for synthesis of reduced order models. (CASA report; Vol. 0928). Eindhoven: Technical University of Eindhoven or Guillemin, E.A .: Synthesis of passive networks, 2 edn. John Wiley (1959). In other words, the structure of the equivalent circuit, which is described by the equivalent circuit diagram, can thereby be determined automatically and / or during operation using the model specification.

[0026] Da es sich bei dem wenigstens einen Parameter um einen Parameter der Ersatzschaltung handeln kann, ist für die Aussagekraft des ermittelten (bestimmten) Parameters von Bedeutung, dass onlinefähig eine sinnvolle Struktur der Ersatzschaltung offenbart wird. Entsprechend kann das Durchführen der Transformation anhand des Schätzergebnisses zur Bestimmung des wenigstens einen Parameters der Ersatzschaltung im Frequenzbereich besonders vorteilhaft dadurch erfolgen, dass eine Frequenztransformation und/oder eine Methode einer Synthese einer analogen Schaltung (z. B. die vorgenannte Foster-Synthese) angewandt wird.Since the at least one parameter can be a parameter of the equivalent circuit, it is important for the meaningfulness of the determined (certain) parameter that a meaningful structure of the equivalent circuit is disclosed online. Correspondingly, the transformation can be carried out on the basis of the estimation result for determining the at least one parameter of the equivalent circuit in the frequency range particularly advantageously by using a frequency transformation and / or a method of synthesizing an analog circuit (for example the aforementioned Foster synthesis) ,

[0027] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schätzung durch einen und/oder anhand eines rekursiven Algorithmus erfolgt, vorzugsweise durch eine rekursiv durchgeführte lineare Regression und/oder durch eine rekursive Form einer Kleinste-Quadrate-Schätzung, sodass eine Gewichtung von zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelten Messergebnissen für die Schätzung variiert. Die Variation betrifft insbesondere historische Messergebnisse, welche mit fortschreitender Zeit und wiederholter Durchführung der Schätzung an Bedeutung verlieren können (vergessen werden). Bspw. ist die Gewichtung eines Messergebnisses umso geringer, je länger die zugehörige Messung zur Bestimmung des Messergebnisses zeitlich zurückliegt.According to an advantageous development of the invention, it can be provided that the estimation is carried out by and / or using a recursive algorithm, preferably by a recursively performed linear regression and / or by a recursive form of a least squares estimation, so that a Weighting of measurement results determined at different times for the estimation varies. The variation concerns in particular historical measurement results, which can become less important as time progresses and the estimate is repeated. For example. the weighting of a measurement result is lower, the longer the associated measurement for determining the measurement result dates back.

[0028] Die Verwendung eines rekursiven „Least Square“ Algorithmus ist sehr effizient in Echtzeit möglich. Die Nutzung geht möglicherweise aber mit der technischen Herausforderung einher, dass die zugrundeliegenden Annahmen des Messrauschens für ein lineares, dynamisches System, wie es bei der Schätzung Verwendung finden kann, nicht korrekt sein können. Dies hat ggf. systematische Schätzfehler zur Folge und kann das Messergebnis negativ beeinflussen. Um eine weitere Verbesserung zu erzielen, kann daher auch ein besonderer Algorithmus zum Schätzen genutzt werden, welcher trotz verrauschten Messergebnissen eine robuste Schätzung ermöglicht.The use of a recursive "least square" algorithm is very efficient in real time. However, the use may be accompanied by the technical challenge that the underlying assumptions of the measurement noise for a linear, dynamic system, as can be used in the estimation, cannot be correct. This may result in systematic estimation errors and can have a negative impact on the measurement result. In order to achieve a further improvement, a special algorithm for estimating can be used, which enables a robust estimation despite noisy measurement results.

[0029] Als vorteilhafte Weiterentwicklung ist es daher möglich, dass zur Schätzung (als der rekursive Algorithmus) ein Schätzverfahren „Recursive Generalized Total Least Squares“ (RGTLS) zum Einsatz kommt. Hierzu wird bspw. das in [0030] Jakubek et al. „Identification of Neurofuzzy Models Using GTLS Parameter Estimation,” IEEE TRANSACTIONS ON SYSTEMS, MAN, AND CYBERNETICS— PART B: CYBERNETICS, VOL. 39, NO. 5, OCTOBER 2009, pp. 1121-1133 und/oder [0031] Hametner et al. “Nonlinear Identification with Local Model Networks Using GTLS Techniques and Equality Constraints,” IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS, VOL. 22,[0029] As an advantageous further development, it is therefore possible that an estimation method “Recursive Generalized Total Least Squares” (RGTLS) is used for the estimation (as the recursive algorithm). For this purpose, for example, the [0030] Jakubek et al. "Identification of Neurofuzzy Models Using GTLS Parameter Estimation," IEEE TRANSACTIONS ON SYSTEMS, MAN, AND CYBERNETICS- PART B: CYBERNETICS, VOL. 39, NO. 5, OCTOBER 2009, pp. 1121-1133 and / or Hametner et al. “Nonlinear Identification with Local Model Networks Using GTLS Techniques and Equality Constraints,” IEEE TRANSACTIONS ON NEURAL NETWORKS, VOL. 22

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AT 521 175 B1 2019-11-15 österreichisches patentamtAT 521 175 B1 2019-11-15 Austrian patent office

NO. 9, SEPTEMBER 2011, pp. 1406-1418 [0032] offenbarte Generalized Total Least Squares (GTLS) Verfahren rekursiv durchgeführt. Auch sind weitere Modifikationen dieser Verfahren denkbar, bei welchen die Onlinefähigkeit verbessert wird.NO. 9, SEPTEMBER 2011, pp. 1406-1418 Generalized Total Least Squares (GTLS) method disclosed performed recursively. Further modifications of these methods are also conceivable, in which the online capability is improved.

[0033] Es kann optional möglich sein, dass das automatische Ermitteln der Struktur der Ersatzschaltung dadurch in automatischer Weise erfolgt, dass ein Verfahren zur Synthese analoger Schaltungen, vorzugsweise einer Foster-Synthese, durchgeführt wird. Damit ist ein deutlicher Zeitgewinn und/oder ein besseren Schätzergebnis möglich gegenüber Varianten, bei denen die Ersatzschaltung vorgegeben werden muss.[0033] It may optionally be possible for the structure of the equivalent circuit to be determined automatically in an automatic manner by carrying out a method for synthesizing analog circuits, preferably a Foster synthesis. This enables a significant gain in time and / or a better estimation result compared to variants in which the equivalent circuit must be specified.

[0034] Auch ist es optional denkbar, dass die Modellvorgabe eine Ordnung eines linearen Modells ist, welches zur Schätzung im Zeitbereich genutzt wird. Die Ordnung ist insbesondere die Ordnung eines beliebigen linearen Differenzgleichungsmodells. Dies hat den Vorteil, dass die Bestimmung des Parameters zeitaufgelöst durchgeführt möglich ist, wie es z. B. für eine ständige Diagnose und/oder Überwachung der Zelle im Betrieb sinnvoll sein kann. Insbesondere eignet sich dabei das lineare Modell dazu, eine Impedanz der Zelle zu beschreiben. Ferner kann die Schätzung durch die Nutzung eines Least-Squares Verfahren (also einer Methode der kleinsten Quadrate bzw. Kleinste-Quadrate-Schätzung) und/oder eines gleitenden und/oder adaptiven Datenfensters (über zeitlich aufeinanderfolgende Messergebnisse) erfolgen. Grundsätzlich ist es dabei möglich, dass die Extraktion der Parameter (Ersatzschaltbildparameter) aus dem linearen Modell mittels analytischer Gleichungen erfolgt. Erfindungsgemäß kann es aber auch vorgesehen sein, dass eine konkrete Ersatzschaltung nicht direkt vorgegeben ist, sondern lediglich die Modellvorgabe. Die Rückrechnung auf die physikalischen Parameter und/oder die Struktur der Ersatzschaltung kann sich dann aus einer Synthese, vorzugsweise FosterSynthese, ergeben. Weiter kann die Schätzung ggf. mittels RGTLS erfolgen.It is also optionally conceivable that the model specification is an order of a linear model, which is used for the estimation in the time domain. The order is in particular the order of any linear differential equation model. This has the advantage that it is possible to determine the parameter in a time-resolved manner, as is the case, for example, in FIG. B. for continuous diagnosis and / or monitoring of the cell in operation can be useful. The linear model is particularly suitable for describing an impedance of the cell. Furthermore, the estimation can be carried out by using a least-squares method (that is, a least-squares or least-squares estimation method) and / or a sliding and / or adaptive data window (using measurement results that follow one another in time). In principle, it is possible for the parameters (equivalent circuit diagram parameters) to be extracted from the linear model using analytical equations. According to the invention, however, it can also be provided that a specific equivalent circuit is not specified directly, but only the model specification. The back calculation to the physical parameters and / or the structure of the equivalent circuit can then result from a synthesis, preferably Foster synthesis. If necessary, the estimate can also be made using RGTLS.

[0035] Die Beschreibung der Impedanz als lineares Modell kann z. B. dadurch erfolgen, dass die Struktur der Ersatzschaltung aus wenigstens einen Widerstand und/oder wenigstens einen RC-Glied (aus Widerstand und Kondensator) definiert wird. Die Parameter sind bspw. spezifisch für die Größen des Widerstands und/oder des RC-Glieds im Frequenzbereich. Für den Zeitbereich kann aus dem Ersatzschaltbild das lineare Modell, vorzugsweise Differenzengleichungsmodell, erzeugt werden. Üblicherweise erfolgt dabei eine Vorgabe der Struktur der Ersatzschaltung, um daraus das lineare Modell zu ermitteln. Erfindungsgemäß kann jedoch ggf. der umgekehrte Weg gegangen werden, dass anhand eines vorgegebenen Modells und/oder der Modellvorgabe die Struktur, insbesondere anhand des Messergebnisses, automatisch ermittelt wird. Als Vorteil kann dabei erzielt werden, dass ein deutlicher Zeitgewinn möglich ist und/oder die Anpassungsfähigkeit und/oder Zuverlässigkeit erhöht wird. In anderen Worten kann aus dem Messergebnis (also den Messdaten) der wenigstens eine Parameter und/oder das Ersatzschaltbild ermittelt werden, insbesondere rückgerechnet, werden. Hierzu ist bspw. lediglich erforderlich, dass ein generisches Differenzgleichungsmodell mit fixer Ordnung als die Modellvorgabe vorgegeben wird. Die Rückrechnung und/oder die Bestimmung (Auswahl) der Struktur des Ersatzschaltbilds erfolgt bspw. durch die Foster-Synthese.The description of the impedance as a linear model can, for. B. take place in that the structure of the equivalent circuit is defined from at least one resistor and / or at least one RC element (from resistor and capacitor). The parameters are, for example, specific for the sizes of the resistance and / or the RC element in the frequency domain. For the time domain, the linear model, preferably the difference equation model, can be generated from the equivalent circuit diagram. The structure of the equivalent circuit is usually specified in order to determine the linear model. According to the invention, however, the opposite path can be taken, if necessary, in that the structure, in particular on the basis of the measurement result, is automatically determined on the basis of a predefined model and / or the model specification. It can be achieved as an advantage that a significant saving of time is possible and / or the adaptability and / or reliability is increased. In other words, the at least one parameter and / or the equivalent circuit diagram can be determined, in particular back-calculated, from the measurement result (ie the measurement data). For this purpose, it is only necessary, for example, that a generic differential equation model with a fixed order is specified as the model specification. The back calculation and / or the determination (selection) of the structure of the equivalent circuit diagram is carried out, for example, by the Foster synthesis.

[0036] Ein Vorteil der Synthese, vorzugsweise Foster-Synthese, einer Ersatzschaltung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann sein, dass keine a-priori Informationen über die Struktur vorhanden sein müssen und/oder dass damit auch eine (durchaus mögliche) Änderung der Struktur während des Betriebs erfasst werden kann. Damit kann die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit verbessert werden.An advantage of the synthesis, preferably Foster synthesis, of an equivalent circuit in the method according to the invention can be that no a priori information about the structure has to be present and / or that this also means a (quite possible) change in the structure during the Operating can be recorded. This can improve flexibility and adaptability.

[0037] Nach einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Schätzung anhand eines, insbesondere zeitdiskreten, linearen Modells erfolgt, wobei bei dem Schritt des Durchführens der Transformation das lineare Modell automatisch in das Ersatzschaltbild transformiert wird, um den wenigstens einen Parameter automatisch zu extrahieren. Hierdurch kann eine Verbesserung des Komforts bei der Auswertung, der Zuverlässigkeit und/oder Anpassungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt werden. Insbesondere kann der Komfort dadurch erhöht werden, dass die Darstellung der Schätzergebnisse in gewohnter Weise erfolgtAccording to a further possibility, it can be provided that the estimation is carried out using a, in particular time-discrete, linear model, the linear model being automatically transformed into the equivalent circuit diagram in the step of performing the transformation in order to automatically extract the at least one parameter , This can improve the comfort in the evaluation, the reliability and / or adaptability of the method according to the invention. In particular, the comfort can be increased by displaying the estimation results in the usual way

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AT 521 175 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt (also z. B. in Impedanz und physikalische Ersatzschaltbildparameter, jedoch zeitlich aufgelöst). [0038] Vorteilhafterweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass zur Schätzung als Schätzverfahren ein rekursiver Schätzalgorithmus (z. B. recursive Least Squares oder recursive generalized total least squares) verwendet wird. Damit kann die Echtzeitfähigkeit des Verfahrens in vorteilhafter Weise erzielt werden.AT 521 175 B1 2019-11-15 Austrian patent office (e.g. in terms of impedance and physical equivalent circuit parameters, but temporally resolved). In the method according to the invention, it is advantageously provided that a recursive estimation algorithm (for example recursive least squares or recursive generalized total least squares) is used as the estimation method. The real-time capability of the method can thus be advantageously achieved.

[0039] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schritte während eines Betriebs der Zelle durchgeführt werden, sodass der wenigstens eine Parameter wiederholt aktualisiert wird, um insbesondere eine elektrochemische Impedanz der Zelle im Frequenzbereich zu ermitteln und/oder, insbesondere online und/oder zeitaufgelöst, zu überwachen. Somit ist - ggf. auch während des Betriebs - eine zuverlässige Diagnose der Zelle möglich.According to an advantageous development of the invention, it can be provided that the steps are carried out during operation of the cell, so that the at least one parameter is updated repeatedly, in particular to determine an electrochemical impedance of the cell in the frequency range and / or, in particular online and / or time-resolved to monitor. This enables a reliable diagnosis of the cell - possibly also during operation.

[0040] Es kann ferner möglich sein, dass die Schätzung als eine online-fähige Parameterschätzung erfolgt. Vorteilhafterweise kann hierzu die Messung und/oder die Schätzung mit einer Frequenz von ca. 1-10 kHz erfolgen, sodass eine durchgängige Überwachung der Zelle gewährleistet ist. Auf diese Weise kann durch das erfindungsmäße Verfahren auch eine zeiteffizientere Alternative zum herkömmlichen Verfahren „Electrochemical Impedance Spectroscopy“ genutzt werden.[0040] It may also be possible for the estimation to be carried out as an online-capable parameter estimation. For this purpose, the measurement and / or the estimation can advantageously be carried out at a frequency of approximately 1-10 kHz, so that continuous monitoring of the cell is ensured. In this way, the method according to the invention also makes it possible to use a more time-efficient alternative to the conventional “electrochemical impedance spectroscopy” method.

[0041] Zudem ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass die Anregung als eine breitbandige Anregung und/oder durch ein vorgegebenes Anregungsmuster (als Eingangssignal der Zelle zur Anregung) erfolgt, welches vorzugsweise an die Messung und/oder Schätzung angepasst ist. Dies kann den Vorteil haben, dass eine Parameterkovarianz reduziert wird. Insbesondere kann dabei die breitbandige Anregung als Voraussetzung für die Durchführung der Schätzung im Zeitbereich genutzt werden.It is also conceivable within the scope of the invention that the excitation takes place as a broadband excitation and / or by a predetermined excitation pattern (as an input signal of the cell for excitation), which is preferably adapted to the measurement and / or estimation. This can have the advantage that a parameter covariance is reduced. In particular, the broadband excitation can be used as a prerequisite for carrying out the estimation in the time domain.

[0042] Vorzugsweise kann ein an die Messung und/oder an die Schätzung angepasstes Anregungssignal (Eingangssignal) dadurch erzeugt werden, dass ein Optimierungsproblem rechnerisch und/oder automatisiert gelöst wird. Hierbei kann z. B. ein skalares Gütekriterium, welches sich aus der Abschätzung der Parameterkovarianz herleitet, minimiert werden.Preferably, an excitation signal (input signal) adapted to the measurement and / or to the estimate can be generated in that an optimization problem is solved arithmetically and / or automatically. Here, for. B. a scalar quality criterion, which is derived from the estimation of the parameter covariance, can be minimized.

[0043] Vorteilhafterweise kann bei der Erfindung vorgesehen sein, dass eine, vorzugsweise adaptive, Fensterung am Messergebnis durchgeführt wird, um anhand des gefensterten Messergebnisses die Schätzung durchzuführen. Das Fenster ist bspw. ein gleitendes und/oder veränderliches Fenster, welches vorteilhafterweise anhand einer Auswertung des Messergebnisses (z. B. anhand eines Rauschanteils) angepasst wird.[0043] Advantageously, it can be provided in the invention that a, preferably adaptive, windowing is carried out on the measurement result in order to carry out the estimation on the basis of the windowed measurement result. The window is, for example, a sliding and / or variable window, which is advantageously adapted on the basis of an evaluation of the measurement result (for example on the basis of a noise component).

[0044] Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind.Further measures improving the invention result from the following description of various exemplary embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures.

[0045] Es zeigen jeweils schematisch:[0045] Each shows schematically:

[0046] Figur 1 eine schematische Darstellung zur Visualisierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, [0047] Figur 2 eine Darstellung eines Ersatzschaltbildes.[0046] FIG. 1 is a schematic illustration for visualizing a method according to the invention, [0047] FIG. 2 is an illustration of an equivalent circuit diagram.

[0048] In Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren visualisiert. Dabei wird gemäß einem ersten Verfahrensschritt eine - insbesondere breitbandige und/oder elektrische Anregung 120 der Zelle 1 durchgeführt. Gemäß einem zweiten Verfahrensschritt erfolgt ein Durchführen einer Messung 130 an der Zelle 1, um wenigstens ein Messergebnis zu ermitteln, vorzugsweise zeitlich überlappend mit der Durchführung der Anregung. Bei der Zelle 1 kann es sich um eine elektrochemische Zelle 1, vorzugsweise eine Brennstoffzelle 1, bevorzugt eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle 1 handeln. Anschließend kann eine Schätzung 140 anhand des Messergebnisses und anhand einer Modellvorgabe im Zeitbereich durchgeführt werden, um ein Schätzergebnis zu ermitteln. In einem weiteren Verfahrensschritt ist ein Durchführen einer Transformation 150 anhand des Schätzergebnisses zur Bestimmung des wenigstens einen Parameters der Ersatzschaltung 10 im Frequenzbereich vorgesehen. ErfindungsgemäßA method according to the invention is schematically visualized in FIG. 1. According to a first method step, a - in particular broadband and / or electrical excitation 120 of the cell 1 is carried out. According to a second method step, a measurement 130 is carried out on the cell 1 in order to determine at least one measurement result, preferably overlapping in time with the implementation of the excitation. The cell 1 can be an electrochemical cell 1, preferably a fuel cell 1, preferably a polymer electrolyte fuel cell 1. An estimate 140 can then be carried out on the basis of the measurement result and on the basis of a model in the time domain in order to determine an estimate result. In a further method step, a transformation 150 is carried out on the basis of the estimation result to determine the at least one parameter of the equivalent circuit 10 in the frequency domain. According to the invention

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AT 521 175 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt kann es außerdem von Vorteil sein, dass eine Struktur der Ersatzschaltung 10 automatisch anhand der Modellvorgabe ermittelt wird.AT 521 175 B1 2019-11-15 Austrian Patent Office, it may also be advantageous that a structure of the equivalent circuit 10 is automatically determined based on the model specification.

[0049] In Fig. 2 ist ein Ersatzschaltbild einer Ersatzschaltung 10 gezeigt. Es sind als Parameter dieser Ersatzschaltung 10 gemäß einer beispielhaften Struktur der Ersatzschaltung 10 zwei RCGlieder jeweils bestehend aus einem Widerstand R1 bzw. R2 und einem Kondensator C1 bzw. C2 sowie ein weiterer seriell zu den RC-Gliedern geschalteter Widerstand Rm gezeigt. Das Ersatzschaltbild ist dabei nur beispielhaft, sodass in Abhängigkeit von der Modellvorgabe und/oder dem Messergebnis auch andere Ersatzschaltungen 10 in Frage kommen. Im Frequenzbereich kann eine Bestimmung der Parameter R1, R2, 01, 02 sowie Rm offline direkt durch entsprechende Schätzalgorithmen erfolgen. Der Zusammenhang ist dabei:An equivalent circuit diagram of an equivalent circuit 10 is shown in FIG. 2. Two RC elements, each consisting of a resistor R1 or R2 and a capacitor C1 or C2 and a further resistor Rm connected in series with the RC elements, are shown as parameters of this equivalent circuit 10 according to an exemplary structure of the equivalent circuit 10. The equivalent circuit diagram is only an example, so that other equivalent circuits 10 can also be used depending on the model specification and / or the measurement result. In the frequency domain, parameters R1, R2, 01, 02 and Rm can be determined offline directly using appropriate estimation algorithms. The connection is:

U(iw) = R Ri R2 U (iw) = R Ri R 2

I(iw) m (C1R1)iw+l (C2R2)iw+l [0050] Erfindungsgemäß kann es möglich sein, dass die Schätzung auch online erfolgt, dann allerdings im Zeitbereich. Die Parameter im Frequenzbereich werden dann erst indirekt über eine Transformation bestimmt. Auf Grundlage der Schätzung anhand der direkt oder indirekt ermittelten Parameter kann z. B. eine Diagnose der Zelle 1 durchgeführt werden.I (iw) m (C 1 R 1 ) iw + l (C 2 R2) iw + l According to the invention, it may be possible that the estimate is also made online, but then in the time domain. The parameters in the frequency domain are then only indirectly determined via a transformation. Based on the estimate based on the directly or indirectly determined parameters, e.g. B. a diagnosis of cell 1 can be carried out.

[0051] Um die echtzeitfähige Schätzung der Parameter zu ermöglichen, wird ein zeitdiskretes und/oder lineares Modell genutzt:A time-discrete and / or linear model is used to enable real-time capable estimation of the parameters:

U(k) = a1 U(k — 1) H-----h boi(k) + bj i(k — 1)+ ...U (k) = a 1 U (k - 1) H ----- hb o i (k) + bj i (k - 1) + ...

[0052] Nach einer optionalen Fehlerauswertung e(k) = Ü(k) - U(k) [0053] und/oder einer Aktualisierung der Parameter aufgrund der Schätzung a1; ...,b0,bi,...After an optional error evaluation e (k) = Ü (k) - U (k) [0053] and / or an update of the parameters based on the estimate a 1; ..., b 0 , bi, ...

[0054] kann sodann eine Transformation in den Frequenzbereich erfolgen, sodass beispielhaft die genannten Parameter Rm, R1, 01, R2, 02 im Frequenzbereich ermittelt werden können.A transformation into the frequency range can then take place, so that, for example, the parameters Rm, R1, 01, R2, 02 mentioned can be determined in the frequency range.

[0055] Wenn ein lineares Modell genutzt wird, bietet sich eine lineare Parameterschätzung an:If a linear model is used, a linear parameter estimation is useful:

U = X0 0 = [ai,a2, ...,b0,b^ ...]T U = X0 0 = [ ai , a 2 , ..., b 0 , b ^ ...] T

X ... Regressor Matrix (Past Inputs/ Outputs) (U = X0ist hierbei das „wahre System) [0056] Anschließend kann der Parameterschätzwert θ ermittelt werden unter der Annahme, dass das Messergebnis durch gaußsches Rauschen beeinflusst ist:X ... Regressor Matrix (Past Inputs / Outputs) (U = X0is the "true system"). The parameter estimate θ can then be determined on the assumption that the measurement result is influenced by Gaussian noise:

Ü = X0 + Ue Ü = X0 + U e

Θ = argmin||U - X01| = (XTX) XTUΘ = argmin || U - X01 | = (X T X) X T U

Θ [0057] Bei der Nutzung eines “Least Squares“ Algorithmus, also der Methode der kleinsten Quadrate, muss für den vorliegenden Anwendungsfall davon ausgegangen werden, dass vergangene Messergebnisse (historische Messdaten) die Schätzung beeinflussen (Autoregression).Θ When using a "least squares" algorithm, ie the least squares method, it must be assumed for the present application that past measurement results (historical measurement data) influence the estimate (autoregression).

[0058] Daher wird vorgeschlagen, ggf. einen sogenannten „Total least squares“ Algorithmus rekursiv zu verwenden.It is therefore proposed to use a so-called “total least squares” algorithm recursively, if necessary.

Ü = X0 + Ue Ü = X0 + U e

X = X + Xe X = X + X e

0TLs = argmin||[Xe, υε]||ρ θ0 TL s = argmin || [X e , υ ε ] || ρ θ

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AT 521 175 B1 2019-11-15 österreichisches patentamt [0059] Hierbei kann der Einfluss von historischen Messdaten vergessen werden nach einer vorgegebenen Anzahl von Wiederholungen der Verfahrensschritte zwischen den historischen Messdaten und aktuellen Messdaten.AT 521 175 B1 2019-11-15 Austrian Patent Office [0059] The influence of historical measurement data can be forgotten after a predetermined number of repetitions of the process steps between the historical measurement data and current measurement data.

[0060] Ferner kann es vorgesehen sein, dass die Anregung als eine breitbandige Anregung durch ein vorgegebenes Anregungsmuster erfolgt, welches an die Messung und/oder Schätzung angepasst ist. Hierzu kann das Anregungsmuster z. B. mittels der nachfolgenden Formel ermittelt werden (Ermittlung der Untergrenze der Parametervarianz ermittelt durch die FisherInformation):Furthermore, it can be provided that the excitation takes place as a broadband excitation by means of a predetermined excitation pattern which is adapted to the measurement and / or estimation. For this purpose, the excitation pattern z. B. can be determined using the following formula (determination of the lower limit of the parameter variance determined by FisherInformation):

cov(Ö) > M 1 cov (Ö)> M 1

NN

Μ(θ, i) = k=i öU(k)T öU(k) “äö äö- i = [i(l),i(2).....i(N)]T [0061] Mit der skalaren Zielfunktion:Μ (θ, i) = k = i öU (k) T öU (k) “äö äö - i = [i (l), i (2) ..... i (N)] T [0061] Mit the scalar objective function:

J = — logdetM(Ö, i) [0062] ergibt sich das zu lösende Optimierungsproblem:J = - logdetM (Ö, i) the optimization problem to be solved results:

min J + aiTi i s. t constraints [0063] , wodurch das Anregungsmuster bestimmt wird.min J + ai T ii p. t constraints, whereby the excitation pattern is determined.

[0064] Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. D. h. die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.In addition to the illustrated embodiments, the invention permits further design principles. That is, the invention is not to be considered limited to the exemplary embodiments explained with reference to the figures.

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AT 521 175 B1 2019-11-15 österreichisches patentamtAT 521 175 B1 2019-11-15 Austrian patent office

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

Zellecell

Ersatzschaltungequivalent circuit

120 Anregung120 suggestion

130 Messung130 measurement

140 Schätzung140 estimate

150 Transformation150 transformation

Rx Widerstand XRx resistance X

Cx Kondensator XCx capacitor X

Claims (10)

1. Verfahren zur Ermittlung von wenigstens einem Parameter einer Ersatzschaltung (10) für eine elektrochemische Zelle (1), wobei die nachfolgenden Schritte wiederholt in Echtzeit durchgeführt werden:1. A method for determining at least one parameter of an equivalent circuit (10) for an electrochemical cell (1), the following steps being carried out repeatedly in real time: - Durchführen einer Anregung (120) der Zelle (1),- performing an excitation (120) of the cell (1), - Durchführen einer Messung (130) an der Zelle (1), um wenigstens ein Messergebnis zu ermitteln,- performing a measurement (130) on the cell (1) in order to determine at least one measurement result, - Durchführen einer Schätzung (140) anhand des Messergebnisses und/oder anhand einer Modellvorgabe im Zeitbereich, um ein Schätzergebnis zu ermitteln,Performing an estimate (140) on the basis of the measurement result and / or on the basis of a model in the time domain in order to determine an estimate result, - Durchführen einer Transformation (150) anhand des Schätzergebnisses zur Bestimmung des wenigstens einen Parameters der Ersatzschaltung (10), wobei eine Struktur der Ersatzschaltung (10) automatisch anhand der Modellvorgabe ermittelt wird.- Carrying out a transformation (150) on the basis of the estimation result to determine the at least one parameter of the equivalent circuit (10), a structure of the equivalent circuit (10) being automatically determined on the basis of the model specification. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzung (140) durch einen rekursiven Algorithmus erfolgt, vorzugsweise durch eine rekursiv durchgeführte lineare Regression, bevorzugt durch eine rekursive Form einer Kleinste-Quadrate-Schätzung, sodass eine Gewichtung von zu unterschiedlichen Zeitpunkten ermittelten Messergebnissen für die Schätzung (140) variiert.2. The method according to claim 1, characterized in that the estimation (140) is carried out by a recursive algorithm, preferably by a recursively performed linear regression, preferably by a recursive form of a least squares estimation, so that a weighting of at different times is determined Measurement results for the estimate (140) varied. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das automatische Ermitteln der Struktur der Ersatzschaltung (10) durch ein Verfahren zur Synthese analoger Schaltungen, vorzugsweise einer Foster- Synthese, erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the automatic determination of the structure of the equivalent circuit (10) by a method for the synthesis of analog circuits, preferably a Foster synthesis, takes place. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellvorgabe eine Ordnung eines linearen Modells ist, welches zur Schätzung (140) im Zeitbereich genutzt wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the model specification is an order of a linear model, which is used for the estimation (140) in the time domain. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzung (140) anhand eines, insbesondere zeitdiskreten, linearen Modells erfolgt, wobei bei dem Schritt des Durchführens der Transformation (150) das lineare Modell automatisch in das Ersatzschaltbild transformiert wird, um den wenigstens einen Parameter automatisch zu extrahieren.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the estimation (140) is carried out using a, in particular time-discrete, linear model, the linear model being automatically transformed into the equivalent circuit diagram in the step of carrying out the transformation (150) automatically extract the at least one parameter. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Verfahrens während eines Betriebs der Zelle (1) durchgeführt werden, sodass der wenigstens eine Parameter wiederholt aktualisiert wird, um eine elektrochemische Impedanz der Zelle (1) im Frequenzbereich zu ermitteln und/oder, insbesondere online und/oder zeitaufgelöst, zu überwachen.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the steps of the method are carried out during operation of the cell (1) so that the at least one parameter is updated repeatedly in order to determine an electrochemical impedance of the cell (1) in the frequency range and / or, in particular online and / or time-resolved, to monitor. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schätzung (140) als eine online-fähige Parameterschätzung erfolgt.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the estimate (140) is carried out as an online-capable parameter estimate. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregung (120) als eine breitbandige Anregung (120) durch ein vorgegebenes Anregungsmuster erfolgt, welches an die Messung (130) und/oder Schätzung (140) angepasst ist.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the excitation (120) is carried out as a broadband excitation (120) by a predetermined excitation pattern which is adapted to the measurement (130) and / or estimate (140). 9/129.12 AT 521 175 B1 2019-11-15 österreichisches patentamtAT 521 175 B1 2019-11-15 Austrian patent office 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine adaptive Fensterung am Messergebnis durchgeführt wird, um anhand des gefensterten Messergebnisses die Schätzung (140) durchzuführen.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that an adaptive window is carried out on the measurement result in order to carry out the estimation (140) on the basis of the windowed measurement result. 10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zelle (1) als eine Polymerelektrolytbrennstoffzelle ausgebildet ist.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the cell (1) is designed as a polymer electrolyte fuel cell.
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Rahimi-Eichi, H. et al. "Modeling and online parameter identification of Li-Polymer battery cells for SOC estimation" 2012 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, 28.-31. Mai 2012. <doi: 10.1109/ISIE.2012.6237284>. *

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