CN113574402A - 使用电池孪生体来监测电池状态的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的方法。其中，该电池系统包括彼此连接的多个电池单元，并且其中，该电池孪生体包括至少一个电池孪生体单元，该至少一个电池孪生体单元与该电池系统的电池单元中的至少一个相同。该方法包括测量电池系统的至少一个电池单元的至少一个参数的步骤，其中，这样测量的至少一个参数描述了至少一个电池单元和/或整个电池系统的工作状况。此外，该方法包括离线测量部分，该离线测量部分包括在电池孪生体上再现利用所测量的至少一个参数来描述的工作状况。应当以这样的方式来工作，使得电池孪生体的至少一个参数在再现的工作状况下等于电池系统的至少一个电池单元的测量的至少一个参数。此后，当电池孪生体在再现的工作状况下工作的同时，测量电池孪生体的至少一个另外的参数。在不中断电池系统的运行的情况下测量电池孪生体的这样的另外的参数。在离线测量部分之后，该方法还包括基于电池孪生体的所测量的至少一个另外的参数来做出关于电池状态的判断的步骤。关于电池状态的这种判断可以由至少一个电池单元和/或整个电池系统做出。

Description

使用电池孪生体来监测电池状态的方法和系统
技术领域
本发明一般涉及在不中断电池系统的运行的情况下监测电池状态的电池管理。
背景技术
电化学能量存储单元的使用正变得更加普遍，并且它们受到增加电力设备的电力供应的正常运行时间的新要求。在一些情况下，电池系统或电池用作车辆的在电力负载下和在电力驱动下工作的主电力单元。
除了将它们用作智能电网、电动车和四旋翼飞行器中的储能器之外，还计划将电池用于关键任务领域。例如，当前，公司正在致力于使客机能够利用混合电力推进系统来飞行。有时，电池在具有服务人员的有限访问的远程地方工作。另外，终端用户喜欢具有低维护成本的电池。因此，关于电池系统的状态的状态和监测（例如，通常对充电状态(SOC)、放电深度(DOD)、健康状态(SOH)、运行状态(SOF)等）的知识在这种情况下是至关重要的。因此，一直需要用于连续监测电池以保证不间断操作的不同方法和部件。
电池状态的重要指示器之一是健康状态(SOH)，其是电池(或电池单元，或电池组/电池系统)的状况与其原始状况相比的品质因数。SOH的单位是百分比点(100%=电池的状况与电池规格匹配)。通常，电池的SOH在制造时初始化为100%，并且随着时间和使用而减少。
在线和离线方法可用于SOH估计。基于给定电池的SOH的知识，可以定义当前电池状况是否使其适合于该特定应用，并且可以对该应用中的电池的有用寿命进行估计。
电池单元监测方法通常分类为两种类型--在线和离线方法。
在线技术是关于工作电池单元和/或工作电池系统的电压和电流的在线测量以估计电池参数。应当特别注意，在电池系统在操作的同时可以测量的电池系统的参数的数量在大多数情况下局限于电压和电流。通常，对整个电池系统和/或对电池系统的特定电池单元和/或对作为若干电池单元的组的电池模块进行电压和电流的测量。当电池系统处于操作状况的同时，测量周围环境参数（例如，周围温度）以及测量电池系统的特定电池单元的温度也是可用的。
电池状态的在线监测主要是借助于电池电路建模和卡尔曼滤波进行的。然而，所有种类的在线技术趋向于偏离真实值。例如，卡尔曼滤波器的系数必须针对每种电池进行手动调整。目前还没有办法使这个过程自动化。因此，这种解决方案不可能能够在无干扰的情况下稳定工作三年或更多年。
存在多种方法来提供对电池系统中的电池单元的在线监测，并且通常，该功能被包括在电池管理系统(BMS)的功能中，该电池管理系统用于控制电池系统的操作。通常，BMS执行一组功能，诸如保护电池系统不在其安全操作区域之外操作、监测其状态、计算辅助数据、报告该数据、控制其环境、验证和平衡。
另一类电池监测方法是离线方法。离线技术由于直接测量电池系统的每个电池单元和/或整个电池系统的不同参数而精确得多。当电池系统和/或电池系统的电池单元不操作的同时，明显更多的参数可用于离线测量。
它们具有的基本缺点是，电池系统的一个或多个电池单元或者整个电池系统必须断开一段时间。这就是为什么这种方法在大多数情况下或者在实验室研究中或者在试运行工作期间使用的原因。
考虑到所有上述内容，应当注意，显然需要在不中断电池系统的运行的情况下监测包括多个电池单元的电池系统的电池状态，并且以更高的精度提供这种电池系统状态监测，以实现新的效率水平用于预测性维护。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种在不中断电池系统的运行的情况下监测电池单元状态和电池系统状态的新方法。
本发明的目的是通过根据权利要求1所限定的一种在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体（twin）来监测电池状态的方法，以及通过根据权利要求7所限定的一种在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的系统来实现的。
本发明的有利实施例在从属权利要求中提供。权利要求1、7的特征可以与从属权利要求的特征组合，并且从属权利要求的特征可以组合在一起。
在本发明的一个方面，提出了一种用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的方法。其中，所述电池系统包括彼此连接的多个电池单元，并且其中，所述电池孪生体包括至少一个电池孪生体单元，所述至少一个电池孪生体单元与所述电池系统的电池单元中的至少一个相同。
方法包括测量电池系统的至少一个电池单元的至少一个参数的步骤，其中，这样测量的至少一个参数描述了至少一个电池单元和/或整个电池系统的工作状况。
此外，方法包括离线测量部分，该离线测量部分包括在电池孪生体上再现利用所测量的至少一个参数来描述的工作状况。应当以这样的方式来工作，即，使得电池孪生体的至少一个参数在再现的工作状况下等于电池系统的至少一个电池单元的测量的至少一个参数。此后，当电池孪生体在再现的工作状况下工作的同时，测量电池孪生体的至少一个另外的的参数。在不中断电池系统的运行的情况下测量电池孪生体的这些另外的的参数。
在离线测量部分之后，方法还包括基于电池孪生体的所测量的至少一个另外的参数来做出关于电池状态的判断的步骤。关于电池状态的这种判断可以由至少一个电池单元和/或整个电池系统做出。
在本发明的另一方面，提供了一种用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的系统。其中，所述电池系统包括彼此连接的多个电池单元。
系统包括：
至少一个电池孪生体，其中，所述电池孪生体包括与所述电池系统的至少一个所述电池单元相同的至少一个电池孪生体单元；
测量设备，其被采用以在不中断电池系统的运行的情况下测量电池系统的至少一个电池单元的至少一个参数，其中，这样的至少一个参数描述了电池系统的工作状况；
另外的测量设备，其被采用以测量电池孪生体的至少一个另外的参数，其中，所述至少一个另外的参数描述了电池孪生体的状态；
控制单元，其被采用以实现根据任何权利要求1-6所述的用于在不中断电池系统的运行的情况下监测电池状态的方法。
方法和系统可被用于监测电池系统的一个电池单元的电池状态，或者用于监测电池系统的多个电池单元的电池状态，或者用于监测电池系统整体。并且，在不中断电池系统的运行的情况下实现电池状态的这种监测。
在下文中，“在线测量”意味着当至少一个电池单元连接到电池系统并且电池系统处于操作中和/或运行的同时，对电池系统和/或对至少一个电池单元进行参数测量。
在下文中，“离线测量”意味着在电池系统处于操作中和/或运行的同时，对于电池孪生体进行另外的参数测量。并且，这种离线测量不影响电池系统的运行。
本发明基于这样的总体见解，即，可以基于处于与电池系统相同的工作状况下的电池孪生体的电池状态的知识来做出关于电池系统的电池状态的判断。
而且，在线和离线测量技术具有它们的优点和缺点。对于离线测量，监测电池状态的更多的参数可用，而在在线测量内，可能测量描述电池系统和/或电池系统的电池单元操作的工作状况的参数。
将电池系统在其中工作的工作状况再现到电池孪生体中，并考虑电池孪生体与电池系统的至少一个电池单元的相似性以及电池系统内的电池单元彼此的相似性，假设电池孪生体的电池状态和电池单元的电池状态将是相同的。因此，精确地限定电池孪生体的电池状态使得精确地限定电池单元和/或电池系统的电池状态是可能的。
本发明的另外的实施例是另外的从属权利要求和以下参考附图描述的主题。
根据本发明的实施例，提供了在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的方法，该方法允许估计在线模式/模态下的至少一个电池单元和/或电池系统的实际电池状态，其中，基于电池孪生体的另外的参数的离线测量来进一步调整电池状态。
电池系统的至少一个电池单元的至少一个参数的测量结果不仅可以用作包含关于电池单元和/或电池系统工作的工作状况的信息的数据，而且可以用于估计电池单元和/或电池系统的电池状态。因此，具有这样测量的至少一个参数，可以估计电池单元和/或电池系统的实际电池状态。然而，由于在线测量可用的参数的性质，这种估计并不精确。另一方面，电池孪生体可被用作附加信息(即，电池状态计算所需的系数)的源，以调整实际电池状态。
在给定的时间间隔下，可以实现该方法的离线测量部分，其包括在电池孪生体上再现工作状况和测量电池孪生体的至少一个另外的参数。
因此，基于在离线测量部分中测量的电池孪生体的至少一个另外的参数来调整电池单元和/或电池系统的实际电池状态，其中，离线测量部分以给定的时间间隔来实现。
这个特征允许使用电池孪生体来监测不同电池系统的电池状态。
然而，在如果在某个时间段内，电池孪生体与电池系统相比处于不同的工作状况的情况下，将还可以以相对数量相对于电池孪生体对电池系统的电池状态进行判断和估计(例如，估计电池系统“变旧”得多快，健康状态降低得多快)。
通常，用于精确离线测量的测量设备非常复杂且非常昂贵。因此，有时使用电池孪生体和这种复杂的设备用于对多个电池系统进行离线测量是合理的。
这个特征允许通过使用电池孪生体来提高电池状态的估计的精度。
在本方法的另一可能的实施例中，在测量至少一个参数的步骤和离线测量部分之间，本方法包括以下步骤，将包括关于所测量的至少一个参数的信息的数据传送到电池孪生体，以在电池孪生体上再现所测量的至少一个参数所描述的工作状况。
这种数据传送可以通过不同的方式和数据通信协议来执行，例如通过经由因特网、以太网、Wi-Fi等传送数据。数据传送的不同方式也可以彼此组合。
包括关于测量的至少一个参数的信息的数据从电池系统到电池孪生体的这种传送可以通过云应用来实现。
这个特征允许在云上存储数据、运行分析、给予对不同类型的用户的访问以管理云中的数据和基础设施。通常，可以创建与分布在全世界的电池状态估计相关的生态系统，即，服务和应用的集合。
在一些情况下，可以将电池孪生体耦合到电池系统，例如电耦合，即建立耦合旁路，并且通过这样的耦合旁路传送数据。耦合旁路适于传送模拟信号。
因此，这种特征允许精确地传送关于至少一个参数的变化的信息。在电耦合旁路的情况下，例如，来自电池系统的电流的一部分可以被传送到电池孪生体。尽管仅有小部分电流通过电耦合旁路被传送的事实，并且尽管这种电流应该被附加地放大以将电池系统的工作状况再现到电池孪生体上的事实，但是电流分布仍然以高精度再现在电池孪生体上。
这个特征允许以高精确度在电池孪生体上再现工作状况。因此，电池状态的监测的精度也提高。
在该方法的另一实施例中，电池孪生体与电池系统完全相同。
具有这种电池孪生体，其被置于电池系统的精确工作状况下，允许通过利用在电池孪生体上实现的复杂测量设备的离线测量来以高精度监测电池系统的电池状态。
在根据本发明的系统的一个实施例中，电池系统和电池孪生体以这样的方式彼此耦合，以被采用来将模拟信号从电池系统直接传送到电池孪生体。
这种特征允许精确地传送关于至少一个参数的变化的信息。在电耦合旁路的情况下，例如，来自电池系统的电流的一部分可以被传送到电池孪生体。尽管仅有小部分电流通过电耦合旁路被传送的事实，并且尽管这种电流应该被附加地放大以将电池系统的工作状况再现到电池孪生体上的事实，电流分布仍然以高精度再现在电池孪生体上。
在根据本发明的系统的另一实施例中，电池系统和电池孪生体以这样的方式定位，使得环境工作状况被共享。
例如，如果电池孪生体位于靠近电池系统，则可以实现这一点。例如，电池孪生体可以位于电池系统运行的同一空间中。
这个特征允许将电池孪生体置于相同的环境工作状况下(即，提供相同的，例如，环境温度、环境湿度和/或振动等)，而不涉及额外的装置。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考附图中的以下描述。下面使用在附图的示意图中指定的示例性实施例更详细地解释本发明，其中：
图1示意性地示出根据本发明的用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的系统；
图2示意性地示出根据本发明的用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的方法；
图3示意性地示出根据本发明的用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的方法的一个实施例；
图4示意性地示出根据本发明的用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的系统的一个实施例；
图5示意性地示出根据本发明的用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的系统的另一实施例；
图6示意性地示出根据本发明的用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的方法的另一实施例；
图7示意性地示出根据本发明的用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体来监测电池状态的方法的另一实施例。
具体实施方式
参考附图描述了各种实施例，其中，相同的参考标号始终用于指代相同的要素。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对一个或多个实施例的透彻理解。可以注意到，所示实施例旨在解释而非限制本发明。显然，也可以在没有这些具体细节的情况下实践这些实施例。
图1示出了用于在不中断电池系统2的运行的情况下使用电池孪生体4监测电池状态的系统1。
其中，电池系统2包括彼此连接的多个电池单元3、3'。电池系统2的多个电池单元3可以是串联和/或并联电路。
系统1包括电池孪生体4，其中，电池孪生体4包括与电池系统2的电池单元3、3'中的至少一个相同的至少一个电池孪生体单元5。
电池孪生体4可包括多个电池孪生体单元5。在理想情况下，所有的电池孪生体单元5应与电池系统2的电池单元3、3'相同。
实际上，电池孪生体4可以包括与电池系统2中的电池单元3、3'的数量相同数量的电池孪生体单元5。在理想情况下，电池孪生体4与电池系统2完全相同。
此外，系统1还包括测量设备6，其被采用以在不中断电池系统2的运行的情况下测量电池系统2的至少一个电池单元3'的至少一个参数。至少一个电池单元3、3'或多个电池单元3、3'或甚至整个电池系统2的至少一个参数也可以在不中断电池系统2的运行的情况下由测量设备6来测量。这样的测量设备6是已知的。存在不同类型的这种设备。它可以是传感器、电压表、电流表、温度计等和/或这种设备的任何组合。
通常，电流和电压是在不中断电池系统2的运行的情况下相当容易测量的参数。另外，这样的测量不需要昂贵且复杂的测量设备6。
此外，在不中断电池系统2的运行的情况下可以容易地测量诸如环境温度、湿度、压力、振动的这样的环境参数。
测量设备6可以被采用以测量描述电池系统2在其中工作的工作状况的一个或多个参数。
应当测量什么参数以及应当由测量设备6来测量多少参数由专家来定义并且取决于应当监测电池系统的什么状态。
此外，系统1包括被采用以测量电池孪生体4的至少一个另外的参数的另外的测量设备7。这种另外的测量设备7是公知的。另外的测量设备7是通常在实验室中用于复杂和精确测量的装置。存在不同类型的这种设备。它可以是传感器、电压表、电流表、函数发生器、温度计等和/或这种设备的任何组合。
电池孪生体4的一个或多个另外的参数可以由另外的测量设备7来测量。应该测量什么另外的参数以及应该测量多少另外的参数是由专家来定义的，并且取决于应该监测电池系统2什么状态。通常，这种另外的参数是阻抗、内阻和/或总容量等。通常，在实验室中使用以下测量方法来精确测量电池参数：DC负载法、AC电导(1kHz法)、电化学阻抗光谱法。
根据本发明，系统1还包括控制单元8，其被采用以实现根据任何权利要求1-7的用于在不中断电池系统的运行的情况下监测电池状态的方法100。下面描述根据任何权利要求1-7的用于在不中断电池系统的运行的情况下监测电池状态的方法100。
根据本发明的一个实施例，电池系统2和电池孪生体4可以例如彼此电耦合，以使得被采用以将模拟信号从电池系统2直接传送到电池孪生体4。例如，通过电池系统2的电流的一部分直接通过电池系统2和电池孪生体4的电连接被传送到电池孪生体4。
根据本发明的另一实施例，电池系统2和电池孪生体4以这样的方式定位，即，使得诸如例如环境温度、环境湿度和/或振动的环境工作状况被共享。例如，如果电池孪生体4位于靠近电池系统2，则可以实现。例如，电池孪生体4可以位于电池系统2正在运行的同一空间中。
系统1可以用于监测电池系统2的至少一个电池单元3'的电池状态，或者用于监测电池系统2的多个电池单元3'的电池状态，或者用于监测电池系统2的电池状态，而不中断电池系统2的运行。
此外，与用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的方法100的描述一起描述了用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的系统1以及系统1如何工作的细节。
在下文中，“在线测量”意味着当至少一个电池单元3、3'连接到电池系统2并且电池系统2处于操作中和/或运行的同时，对电池系统2和/或对至少一个电池单元3、3'实现参数的测量。
在下文中，“离线测量”意味着在电池系统2处于操作中和/或运行的同时，对电池孪生体4实现了另外的参数的测量。并且，这种离线测量不影响电池系统2的运行。
图2示出了用于使用电池孪生体4在不中断电池系统2的运行的情况下监测电池状态的方法100的框图。
如上所述，电池系统2包括彼此连接的多个电池单元3、3'。电池系统2的多个电池单元3、3'可以是串联和/或并联电路。电池孪生体4包括与电池系统2的电池单元3、3'中的至少一个相同的至少一个电池孪生体单元5。
在步骤101，测量电池系统2的至少一个电池单元3'的至少一个参数。其中，这样测量的至少一个参数描述了至少一个电池单元3'的工作状况和/或整个电池系统2的工作状况。
至少一个参数的这种测量可以针对至少一个电池单元3'、多个电池单元3'和/或针对电池系统2来进行。而且，测量至少一个电池单元3'的一些参数(电流、电压、电池单元温度等)和电池系统2的一些参数(电流、电压、环境温度、振动等)是有意义的。
所述至少一个参数可以是例如至少一个电池单元3'和/或整个电池系统2的电流、电压、温度。它也可以是描述至少一个电池单元3'和/或电池系统2工作在其中的周围环境的参数，诸如环境温度、湿度、压力、振动等。实际上，描述电池单元3'的工作状况和/或电池系统2的整体状态的参数被测量得越多越好。由于工作状况影响每个电池单元3、3'的状态，并因此影响整个电池系统2的状态。另外，它可以是描述充电/放电过程的参数(多少个充电/放电循环、充电/放电的深度等)。
对至少一个电池单元3'的至少一个参数的这种测量可以由测量设备6来执行。
方法100还包括离线测量部分I。其中，方法100的离线测量部分I包括以下步骤。
在步骤102，以这样的方式在电池孪生体4上再现利用所测量的至少一个参数描述的工作状况，使得电池孪生体4在再现的工作状况下的至少一个参数等于电池系统2的至少一个电池单元3'的所测量的至少一个参数。换句话说，电池孪生体4应当达到与电池系统2的至少一个电池单元3'相同的工作状况。
此外，在离线测量部分I的步骤103，当电池孪生体4在再现的工作状况下工作的同时的电池孪生体4的至少一个另外的参数。
在不中断电池系统2的运行的情况下，执行电池孪生体4的至少一个另外的参数的测量，电池孪生体4仍然处于与至少一个电池单元3'和/或电池系统2相同的工作状况，因为至少一个电池单元3'和/或电池系统2工作的工作状况被测量，并且，进一步再现用于电池孪生体4。
这种测量可以由另外的测量设备7执行。通常，这种另外的测量设备7非常复杂并且在实验室中用于精确测量。可以离线测量电池孪生体4的不同类型的另外的参数。这样的另外的参数可以是例如阻抗、内阻、剩余循环寿命和/或总容量。
通常，在实验室中使用以下测量方法来精确测量电池参数：DC负载法、AC电导(1kHz法)、电化学阻抗光谱法。
在步骤104中，在离线测量部分I内执行的对电池孪生体4的至少一个另外的参数的离线测量之后，做出关于至少一个电池单元3'的电池状态和/或电池系统2的电池状态的判断。
需要考虑：
电池孪生体4与电池系统2的至少一个电池单元3'相同；
电池孪生体4与电池系统2的电池单元3'中的至少一个处于相同的工作状况下，并且
电池孪生体4的状态可以基于所测量的另外的参数来更精确地定义。
可以做出关于至少一个电池单元3'的电池状态的判断。另外，也可以做出关于电池系统2的电池状态的判断。并且，在不中断电池系统2的运行的情况下做出关于电池状态的这种判断。
电池系统2和电池孪生体4可以具有不同的位置。例如，电池系统2可以在远程位置，而电池孪生体4可以位于实验室中。因此，除了上述用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的方法100之外，方法还可包括步骤107，该步骤107将包括关于所测量的至少一个参数的信息的数据传送到电池孪生体4以在电池孪生体4上再现用所测量的至少一个参数所描述的工作状况。
这种数据传送应该在离线测量部分I启动之前进行，并且是在电池孪生体4上再现利用所测量的至少一个参数描述的工作状况的步骤102所需要的，以便使电池孪生体4进入与电池系统2工作相同的工作状况。
数据传送可以通过不同的方式来执行。
根据本发明的一个实施例，这种数据传送通过云应用和/或服务10来完成，如图4所示。
另外，这种数据传送通过图5示意性示出的耦合旁路来实现。这种耦合旁路是以这样的方式例如电耦合电池系统2和电池孪生体4所需的，所述方式被采用以将模拟信号从电池系统2直接传送到电池孪生体4。例如，通过电池系统2的电流的一部分直接通过电池系统2和电池孪生体4的电连接被传送到电池孪生体4。
应该由专家定义电流的哪一部分应该流向电池孪生体4。然而，将这部分电流从电池系统2中取出不应影响电池系统2的运行。由于这部分电流相当小，因此，通过电池孪生体4的电流将不会与通过电池系统2的电流相同，可能需要一些附加装置(图5中未示出)，例如放大器，来在电池孪生体4上再现工作状况。另一方面，包括通过耦合旁路到电池孪生体4的关于所测量的至少一个参数的信息的这种数据传送将允许达到电流分布的几乎相同的再现。
根据图6所示的根据本发明的方法100的另一实施例，方法100包括步骤105，其基于在步骤101中实现的至少一个电池单元3'和/或电池系统2的至少一个测量参数来估计实际电池状态。至少一个参数的这种测量是在不中断电池系统2的运行的情况下实现的。换句话说，这是至少一个参数的在线测量。而且，步骤101内的这种测量可以是在永久性的基础上地意味的在线模式进行的。基于在线测量的至少一个参数，可以估计和监测至少一个电池单元3'和/或电池系统2的实际电池状态。然而，由于在不中断电池系统2的运行的情况下在线模态中可用的测量的性质，这种估计的实际电池状态是不精确的。
另一方面，根据方法100，在电池孪生体4处于再现工作状态的同时，电池孪生体4的至少一个另外的参数的离线测量部分I以给定时间间隔来完成。到电池孪生体4以在电池孪生体4上再现用测量的至少一个参数描述的工作状况的包括关于测量的至少一个参数的信息的数据可以在步骤107内被传送到电池孪生体4，如图7所示。
因此，在步骤106，根据对电池孪生体4进行的离线测量的结果来调整实际电池状态，而不是根据电池孪生体4的所测量的至少一个另外的参数来做出关于电池状态的判断。
在电池孪生体4处于再现工作状态的同时，使得测量电池孪生体4的至少一个另外的参数，例如，可以基于离线测量的另外的参数来定义用于基于在线测量的参数来估计电池状态的不同系数。
给定的时间间隔应当由专家来定义，并且也可以取决于电池孪生体4对于离线测量的可用性。
下面还应该提及一些内容。将电池系统2在其中工作的工作状况再现到电池孪生体4中，并测量电池孪生体4的至少一个另外的参数，考虑到：
电池孪生体4与电池系统2的至少一个电池单元3'的相似性，以及
电池系统2内的电池单元3、3'彼此的相似性。
可以基于电池孪生体的所测量的至少一个另外的参数来调整至少一个电池单元3'和/或电池系统2的实际电池状态。
更确切地说，非常精确地知道电池孪生体4的表现，因此知道其状态，就可以用绝对值来估计电池状态，例如，在电池孪生体4从最开始就总是处于与电池系统2相同的工作状况下的情况下。在理想情况下，电池系统2和电池孪生体4应该从它们工作的最开始并且在寿命时段内都永久地工作在相同的工作状况下。
在电池孪生体4与电池系统2相比处于不同工作状况的情况下(即电池孪生体4涉及不时地监测电池状态)，还可以以相对数量相对于电池孪生体4对电池系统2和/或至少一个电池单元3'的电池状态进行判断和估计。换句话说，可以估计电池系统例如“变旧”得多快，健康状态降低得多快等。
然而，在这种情况下，电池孪生体4和测量装置7可用于在不中断用于多个电池系统2的运行的情况下监测电池状态。
尽管已经参考某些实施例详细描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于这些精确的实施例。相反，鉴于描述用于实践本发明的示例性模式的本公开，在不背离本发明的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以提出许多修改和变化。因此，本发明的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指明。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有改变、修改和变化被认为在其范围内。
附图标记
1-系统
2-电池系统
3，3'-电池单元
4-电池孪生体
5-电池孪生体单元
6-测量设备
7-另外的测量设备
8-控制单元
10-云
11-耦合旁路
100-方法
101-107-方法的步骤

Claims (9)

1.一种用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的方法(100)，
其中，所述电池系统(2)包括彼此连接的多个电池单元(3、3')，
其中，所述电池孪生体(4)包括与所述电池系统(2)的电池单元(3、3')中的至少一个相同的至少一个电池孪生体单元(5)，
所述方法(100)包括：
测量所述电池系统(2)的至少一个电池单元(3')的至少一个参数(101)的步骤，其中，这样测量的至少一个参数描述了所述至少一个电池单元3'(以及整个电池系统工作)的工作状况，
所述方法(100)还包括离线测量部分(I)，包括：
以以下这样的方式在电池孪生体(4)上再现利用所测量的至少一个参数描述的工作状况(102)的步骤，使得电池孪生体(4)的至少一个参数在再现的工作状况下等于电池系统(2)的至少一个电池单元(3')的所测量的至少一个参数，
在电池孪生体在再现的工作状况下工作的同时测量电池孪生体的至少一个另外的参数(103)的步骤，
在离线测量部分(I)之后，所述方法(100)还包括：
基于电池孪生体的所测量的至少一个另外的参数来做出关于电池状态的判断的步骤(104)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述至少一个测量的参数，估计(105)实际电池状态，并且其中，基于在所述离线测量部分(I)内测量的所述电池孪生体(4)的所述至少一个另外的参数，调整(106)所述实际电池状态，其中，所述离线测量部分(I)以给定时间间隔实现。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，在测量至少一个参数(101)的步骤和所述离线测量部分(I)之间，所述方法(100)包括：
将包括关于所测量的至少一个参数的信息的数据(107)传送到电池孪生体(4)以在电池孪生体(4)上再现利用所测量的至少一个参数描述的工作状况的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在将包括关于所测量的至少一个参数的信息的数据(107)传送到电池孪生体(4)的步骤中，这种数据传送是通过云应用来实现的。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，在将包括关于所测量的至少一个参数的信息的数据(107)传送到电池孪生体(4)的步骤中，这种数据传送是通过耦合旁路来实现的。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述电池孪生体(4)与所述电池系统(2)完全相同。
7.一种用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的系统(1)，
其中，所述电池系统(2)包括彼此连接的多个电池单元(3、3')，
所述系统(1)包括：
至少一个电池孪生体(4)，其中，所述电池孪生体(4)包括与所述电池系统(2)的至少一个电池单元(3，3')相同的至少一个电池孪生体单元(5)，
测量设备(6)，其被采用以在不中断电池系统(2)的运行的情况下测量电池系统(2)的至少一个电池单元(3')的至少一个参数，其中，这样的至少一个参数描述了电池系统(2)的工作状况，
另外的测量设备(7)，其被采用以测量电池孪生体(4)的至少一个另外的参数，其中，所述至少一个其他参数描述了电池孪生体(4)的状态，
控制单元(8)，其被采用以实现根据任何权利要求1-6所述的用于在不中断电池系统的运行的情况下使用电池孪生体监测电池状态的方法(100)。
8.根据权利要求7所述的系统(1)，其中，所述电池系统(2)和所述电池孪生体(4)以这样的方式彼此(电)耦合，其被采用以将模拟信号从所述电池系统(2)直接传送到所述电池孪生体(4)。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的系统(1)，其中，所述电池系统(2)和所述电池孪生体(4)以使得环境工作状况被共享的方式来定位。
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