DE102021125478A1 - DETERMINATION OF AN AGING VALUE FOR BATTERIES USING CURRENT-VOLTAGE TIME SERIES IN TIME DOMAIN AND LOAD DOMAIN - Google Patents

DETERMINATION OF AN AGING VALUE FOR BATTERIES USING CURRENT-VOLTAGE TIME SERIES IN TIME DOMAIN AND LOAD DOMAIN Download PDF

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Abstract

Verschiedene Beispiele der Offenbarung betreffen Techniken, um einen Alterungswert einer Batterie - z.B. die Kapazität - zu bestimmen. Dabei werden Zeitreihen berücksichtigt, die Werte für Betriebsbelastungsparameter der Batterie bei Zeitpunkten umfassen, die in einer Zeitdomäne und einer Belastungsdomäne definiert sind.Various examples of the disclosure relate to techniques for determining a aging value of a battery, e.g., capacity. Time series are taken into account that include values for operating load parameters of the battery at points in time that are defined in a time domain and a load domain.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Verschiedene Beispiele der Offenbarung betreffen die Charakterisierung von Batterien. Verschiedene Beispiele betreffen das Bestimmen eines Alterungswerts einer wiederaufladbaren Batterie. Verschiedene Beispiele betreffen die Vorverarbeitung von gemessenen Betriebsobservablen einer Batterie, wie beispielsweise gemessenen Stromwerten oder gemessenen Spannungswerten, um eine geeignete Eingabe in den maschinengelernten Algorithmus zu erhalten.Various examples of the disclosure relate to the characterization of batteries. Various examples relate to determining a aging value of a rechargeable battery. Various examples relate to the pre-processing of measured operational observables of a battery, such as measured current values or measured voltage values, in order to obtain an appropriate input to the machine-learned algorithm.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Wiederaufladbare Batterien werden in unterschiedlichsten Anwendungsszenarien eingesetzt. Beispiele betreffen zum Beispiel Traktions-Batterien für Elektrofahrzeuge, statische Energiespeicher, usw.Rechargeable batteries are used in a wide variety of application scenarios. Examples include traction batteries for electric vehicles, static energy storage, etc.

In den unterschiedlichsten Anwendungsszenarien kann es im Zusammenhang mit der Überwachung des Betriebs der Batterien hilfreich sein, eine möglichst genaue Charakterisierung des Gesundheitszustands von wiederaufladbaren Batterien zu erhalten. Der Alterungswert einer Batterie quantifiziert deren Gesundheitszustand.In a wide variety of application scenarios, it can be helpful in connection with monitoring battery operation to obtain the most accurate possible characterization of the state of health of rechargeable batteries. The aging value of a battery quantifies its state of health.

Es sind unterschiedliche Techniken bekannt, um einen Alterungswert von Batterien zu bestimmen. Manche Techniken beruhen zum Beispiel auf der klassischen Modellierung des Batterieverhaltens. Beispielsweise können physikalisch-chemische Modelle der Batterie verwendet werden, um eine Alterung der Batterie in Abhängigkeit von Belastungsfaktoren zu bestimmen. Es können auch empirische Modelle verwendet werden. Ein Beispiel ist z.B. Schmalstieg, Johannes, et al. „A holistic aging model for Li (NiMnCo) 02 based 18650 lithium-ion batteries.“ Journal of Power Sources 257 (2014): 325-334. Typischerweise ist bei einer solch klassischen Modellierung ein signifikanter Aufwand für die Parametrierung entsprechender Modelle notwendig. Beispiel können aufwändige Labor-Tests notwendig sein.Various techniques are known for determining an aging value of batteries. For example, some techniques are based on classical modeling of battery behavior. For example, physico-chemical models of the battery can be used to determine battery aging as a function of load factors. Empirical models can also be used. An example is e.g. Schmalstieg, Johannes, et al. "A holistic aging model for Li (NiMnCo) 02 based 18650 lithium-ion batteries." Journal of Power Sources 257 (2014): 325-334. Typically, with such a classic modeling, a significant effort is required for the parameterization of the corresponding models. For example, complex laboratory tests may be necessary.

Es sind auch maschinengelernte Algorithmen bekannt, um einen Alterungswert der Batterie zu bestimmen. Siehe z.B. CN111832220A - oder siehe Ungurean, Lucian; Micea, Mihai V. Online state of health prediction method for lithium-ion batteries, based on gated recurrent unit neural networks International Journal of Energy Research 44(8) 6767-6777 - oder siehe Xiang, Ming, et al. „State-of-health prognosis for lithium-ion batteries considering the limitations in measurements via maximal information entropy and collective sparse variational gaussian process.“ IEEE Access 8 (2020): 188199-188217 - oder siehe Fan, Yaxiang, et al. „A novel deep learning framework for state of health estimation of lithium-ion battery.“ Journal of Energy Storage 32 (2020): 101741. Es wurde beobachtet, dass solche Techniken manchmal ungenau sind oder eine besonders rechenintensive Implementierung erfordernMachine-learned algorithms are also known to determine an aging value of the battery. See eg CN111832220A - or see Ungurean, Lucian; Micea, Mihai V. Online state of health prediction method for lithium-ion batteries, based on gated recurrent unit neural networks International Journal of Energy Research 44(8) 6767-6777 - or see Xiang, Ming, et al. "State-of-health prognosis for lithium-ion batteries considering the limitations in measurements via maximal information entropy and collective sparse variational gaussian process." IEEE Access 8 (2020): 188199-188217 - or see Fan, Yaxiang, et al. "A novel deep learning framework for state of health estimation of lithium-ion battery." Journal of Energy Storage 32 (2020): 101741. It has been observed that such techniques are sometimes imprecise or require particularly computationally intensive implementation

KURZE ZUSAMMENFASSUNGSHORT SUMMARY

Deshalb besteht ein Bedarf für verbesserte Techniken zur Bestimmung von Alterungswerten von Batterien.Therefore, there is a need for improved techniques for determining battery aging values.

Diese Aufgabe wird gelöst von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Die Merkmale der abhängigen Patentansprüche definieren Ausführungsformen.This object is solved by the features of the independent patent claims. The features of the dependent claims define embodiments.

Ein Computer-implementiertes Verfahren zum Bestimmen eines Alterungswerts einer Batterie umfasst das Erhalten von gemessenen Stromwerten eines Betriebsstroms der Batterie, sowie von gemessenen Spannungswerten einer Betriebsspannung der Batterie. Die Stromwerte geben den Betriebsstrom während eines Beobachtungszeitraums an. Ebenso geben die Spannungswerte die Betriebsspannung während desselben Beobachtungszeitraums an.A computer-implemented method for determining an aging value of a battery includes obtaining measured current values of an operating current of the battery and measured voltage values of an operating voltage of the battery. The current values indicate the operating current during an observation period. Likewise, the voltage values indicate the operating voltage during the same observation period.

Basierend auf den gemessenen Stromwerten und den gemessenen Spannungswerten wird eine erste Zeitreihe von ersten Stromwerten und ersten Spannungswerten bestimmt. Dabei umfasst die erste Zeitreihe erste Zeitpunkte der ersten Stromwerte und der ersten Spannungswerte im Beobachtungszeitraum. Diese ersten Zeitpunkte sind gemäß einem in der Zeitdomäne definierten ersten Abtastschema angeordnet.A first time series of first current values and first voltage values is determined based on the measured current values and the measured voltage values. In this case, the first time series includes the first points in time of the first current values and the first voltage values in the observation period. These first points in time are arranged according to a first sampling scheme defined in the time domain.

Das Abtastschema kann eine Anordnung der ersten Zeitpunkte in der Zeitdomäne definieren.The sampling scheme can define an arrangement of the first points in time in the time domain.

Allgemein kann ein Abtastschema die Anordnung von entsprechenden Zeitpunkten in der entsprechenden Domäne definieren. Zum Beispiel könnte das Abtastschema einen relativen Abstand der entsprechenden Zeitpunkte in der entsprechenden Domäne voneinander definieren. Es wäre zum Beispiel möglich, dass das Abtastschema die genauen Positionen der entsprechenden Zeitpunkte der entsprechenden Domäne definiert. Zum Beispiel wäre denkbar, dass das Abtastschema eine tolerierte Varianz der entsprechenden Zeitpunkte in Bezug auf Referenzzeitpunkte definiert. Das Abtastschema könnte eine Anzahl von Datenpunkten einer Zeitreihe bestimmen (d.h. die Abtastpunkte). Das Abtastschema könnte z.B. die Abtastpunkte in Abhängigkeit einer Länge einer Datenstruktur bestimmen, die als Eingabe in einen ML Algorithmus verwendet wird.In general, a sampling scheme can define the arrangement of corresponding points in time in the corresponding domain. For example, the sampling scheme could define a relative spacing of the corresponding time points in the corresponding domain from each other. For example, it would be possible for the sampling scheme to define the exact positions of the corresponding time points of the corresponding domain. For example, it would be conceivable that the sampling scheme defines a tolerated variance of the corresponding points in time in relation to reference points in time. The sampling scheme could determine a number of data points of a time series (ie the sampling points). For example, the sampling scheme could determine the sampling points depending on a length of a data structure used as input to an ML algorithm.

So wäre es zum Beispiel denkbar, dass das erste Abtastschema eine äquidistante Anordnung der ersten Zeitpunkten der Zeitdomäne definiert.For example, it would be conceivable for the first sampling scheme to define an equidistant arrangement of the first points in time in the time domain.

Eine äquidistante Anordnung in der Zeitdomäne bedeutet, dass die ersten Zeitpunkte alle denselben zeitlichen Abstand voneinander aufweisen, zum Beispiel jeweils 5 Minuten voneinander beanstandet sind, um nur ein Beispiel zu geben.An equidistant arrangement in the time domain means that the first points in time all have the same time distance from one another, for example each 5 minutes apart, to give just one example.

Basierend auf den gemessenen Stromwerten und den gemessenen Spannungswerten wird außerdem eine zweite Zeitreihe von zweiten Stromwerten und zweiten Spannungswerten bestimmt. Die zweite Zeitreihe ist verschieden von der ersten Zeitreihe.A second time series of second current values and second voltage values is also determined based on the measured current values and the measured voltage values. The second time series is different from the first time series.

Die zweite Zeitreihe umfasst zweite Zeitpunkte der zweiten Stromwerte und der zweiten Spannungswerte im Beobachtungszeitraum. Die zweiten Zeitpunkte sind gemäß einem zweiten Abtastschema in einer Domäne angeordnet, die mit einem Betriebsbelastungsparameter der Batterie assoziiert sind (Belastungsdomäne). Es wäre wiederum denkbar, dass die zweiten Zeitpunkte äquidistant in der Belastungsdomäne angeordnet sind.The second time series includes second points in time of the second current values and the second voltage values in the observation period. The second points in time are arranged according to a second sampling scheme in a domain associated with an operating load parameter of the battery (load domain). It would again be conceivable for the second points in time to be arranged equidistantly in the load domain.

Der Betriebsbelastungsparameter kann also eine Belastungsgröße der Batterie während des aktiven Betriebs bezeichnen, also insbesondere unterschiedlich von dem bloßen Fortschreiten von Zeit sein. Beispiele für Betriebsbelastungsparameter sind der Ladungsdurchsatz oder der Leistungsdurchsatz des Betriebs der Batterie.The operating load parameter can therefore denote a load size of the battery during active operation, that is to say in particular it can be different from the mere passage of time. Examples of operating load parameters are the charge throughput or the power throughput of operating the battery.

Basierend auf der ersten Zeitreihe und der zweiten Zeitreihe ist es dann möglich, den Alterungswert der Batterie zu bestimmen. Das kann unter Verwendung eines maschinengelernten Algorithmus (ML Algorithmus) erfolgen.Based on the first time series and the second time series, it is then possible to determine the aging value of the battery. This can be done using a machine learned algorithm (ML algorithm).

Durch die Verwendung der ersten Zeitreihe und der zweiten Zeitreihe können mehrere Effekte erzielt werden: die erste Zeitreihe kann charakteristische Merkmale im Betriebsstrom und in der Betriebsspannung abbilden, die maßgeblich eine kalendarische Alterung der Batterie beschreiben. Die zweite Zeitreihe kann charakteristische Merkmale im Betriebsstrom und in der Betriebsspannung abbilden, die maßgeblich eine Belastungsalterung der Batterie aufgrund von Lade- oder Entladevorgängen beschreiben. Dies wird durch die Verwendung der ersten und zweiten Abtastschema erreicht, die in der Zeitdomäne und der Belastungsdomäne definiert sind. Durch die kombinierte Verwendung beider Zeitreihen kann der Alterungswert besonders zuverlässig bestimmt werden. Gleichzeitig kann eine komplexe Vorverarbeitung der gemessenen Stromwerte oder der gemessenen Spannungswerte - zum Beispiel eine Filterung oder eine Erkennung von bestimmten Signaturen und Extraktion von lokalen Messpunkten - entfallen. Dies vereinfacht die Vorverarbeitung. Durch die Verwendung der ersten Zeitreihen der zweiten Zeitreihe kann auch eine Komprimierung der Datengrundlage vor Eingabe in den ML Algorithmus erfolgen. Zum Beispiel kann es möglich sein, die gemessenen Stromwerte die gemessenen Spannungswerte vergleichsweise dünn abzutasten (engl. „sparse sampling“), um die erste Zeitreihe und die zweite Zeitreihe zu erhalten. Das bedeutet, dass pro Stromwert oder Spannungswerte ersten Zeitreihe und der zweiten Zeitreihe eine große Anzahl von gemessenen Stromwerten und gemessenen Spannungswerten vorhanden sein kann.Several effects can be achieved by using the first time series and the second time series: the first time series can depict characteristic features in the operating current and in the operating voltage, which essentially describe a calendar aging of the battery. The second time series can depict characteristic features in the operating current and in the operating voltage, which essentially describe stress aging of the battery due to charging or discharging processes. This is achieved by using the first and second sampling schemes defined in the time domain and the load domain. The aging value can be determined particularly reliably by the combined use of both time series. At the same time, complex pre-processing of the measured current values or the measured voltage values—for example filtering or recognition of specific signatures and extraction of local measurement points—can be omitted. This simplifies the preprocessing. By using the first time series of the second time series, the data basis can also be compressed before input into the ML algorithm. For example, it may be possible to sample the measured current values comparatively sparsely over the measured voltage values in order to obtain the first time series and the second time series. This means that a large number of measured current values and measured voltage values can be present for each current value or voltage value of the first time series and the second time series.

Der Alterungswert kann z.B. durch eine Kapazität der Batterie bestimmt sein und/oder durch eine Impedanz der Batterie.The aging value can be determined, for example, by a capacity of the battery and/or by an impedance of the battery.

Mittels der hierin beschriebenen Techniken kann der Alterungswert insbesondere eine absolute Alterung seit der Inbetriebnahme der Batterie angeben. Das bedeutet, dass nicht lediglich die relative Alterung während des Beobachtungszeitraums bestimmt werden kann, sondern vielmehr der absolute Alterungswert Batterie. Beispielweise könnte die absolute Kapazität der Batterie bestimmt werden (anstatt nur die relative Abnahme der Kapazität während des Beobachtungszeitraums zu bestimmen). Es könnte die absolute Impedanz bestimmt werden.Using the techniques described herein, the aging value can in particular indicate an absolute aging since the battery was put into service. This means that not only the relative aging can be determined during the observation period, but rather the absolute aging value of the battery. For example, the absolute capacity of the battery could be determined (rather than just the relative to determine the decrease in capacity during the observation period). The absolute impedance could be determined.

Eine weitere Vorverarbeitung der gemessenen Stromwerte oder gemessenen Spannungswerte (neben dem Bestimmen der ersten und zweiten Zeitreihen) ist nicht unbedingt erforderlich. Insbesondere können die erste Zeitreihe die zweite Zeitreihe unmittelbar als Eingabe in den ML Algorithmus dienen. Es wäre möglich, die erste Zeitreihe und die zweite Zeitreihe zu konkatenieren (d.h. „aneinanderzuhängen“ in einer Matrixstruktur), um derart eine Datenstruktur zu erhalten, die dann als Eingabe in den maschinengelernten Algorithmus dient. Dies bedeutet, dass eine besonders kompakte und effiziente Vorverarbeitung erfolgen kann.Further pre-processing of the measured current values or measured voltage values (in addition to determining the first and second time series) is not absolutely necessary. In particular, the first time series and the second time series can be used directly as input to the ML algorithm. It would be possible to concatenate (i.e. "join" together in a matrix structure) the first time series and the second time series to obtain such a data structure, which then serves as input to the machine-learned algorithm. This means that a particularly compact and efficient pre-processing can take place.

Die Datenstruktur kann beispielsweise Zeitstempel für die ersten Zeitpunkte der ersten Zeitreihe sowie Zeitstempel für die zweiten Zeitpunkte der zweiten Zeitreihe umfassen. Derart können ML Algorithmen, die in der Zeitdomäne arbeiten, auch für die zweite Zeitreihe - die nicht äquidistant in der Zeitdomäne angeordnet ist - zuverlässige Ergebnisse erzielen.The data structure can, for example, include time stamps for the first points in time in the first time series and time stamps for the second points in time in the second time series. In this way, ML algorithms that work in the time domain can also achieve reliable results for the second time series—which is not arranged equidistantly in the time domain.

Beispiele für ML Algorithmen wären zum Beispiel ein rekurrentes neuronales Netzwerk, etwa ein Long-Short-Term-Memory (LSTM) Netzwerk oder ein Gated recurrent unit (GRU) Netzwerk. Siehe etwa: Chung, Junyoung, et al. „Empirical evaluation of gated recurrent neural networks on sequence modeling.“ arXiv preprint arXiv:1412.3555 (2014). Examples of ML algorithms would be a recurrent neural network, such as a long-short-term memory (LSTM) network or a gated recurrent unit (GRU) network. See for example: Chung, Junyoung, et al. "Empirical evaluation of gated recurrent neural networks on sequence modeling." arXiv preprint arXiv:1412.3555 (2014).

Die erste Zeitreihen die zweite Zeitreihe können zum Beispiel unter Verwendung einer Interpolationsoperation, die jeweils auf die gemessenen Stromwerte und die Spannungswerte angewendet wird, bestimmt werden. Beispielsweise kann eine lineare Interpolation verwendet werden.The first time series and the second time series can be determined, for example, using an interpolation operation applied to the measured current values and the voltage values, respectively. For example, linear interpolation can be used.

Dabei ist es nicht in allen Varianten erforderlich, dass eine Interpolationsoperation verwendet wird. Beispielsweise könnte je nach Abtastschema eine Interpolationsoperation verwendet werden oder nicht; wird keine Interpolationsoperation verwendet, könnten jeweils solche gemessene Stromwerte und gemessene Spannungswerte für die erste und zweite Zeitreihen ausgewählt werden, die möglichst nah bei einem durch das jeweilige Abtastschema definierten Referenzzeitpunkt liegen. Als Beispiel: das Abtastschema könnte eine äquidistante Anordnung der Zeitpunkte in der jeweiligen Domäne, beispielweise der Zeitdomäne (für das erste Abtastschema), definieren; gleichzeitig aber eine tolerierte Varianz definieren, die größer ist oder in derselben Größenordnung liegt, wie der Abstand zwischen gemessenen Betriebsobservablen (z.B. Betriebsstrom und Betriebsspannung) der Batterie. Dann kann es entbehrlich sein, eine Interpolationsoperation zu verwenden, weil die Messdaten den Beobachtungszeitraum genügend dicht abtasten - es können jeweils die nächstliegenden Werte der jeweiligen Betriebsobservablen übernommen werden. Auch wenn dann keine perfekt äquidistant der Anordnung der Zeitpunkte zueinander erhalten wird, ist die Varianz der Abstände der Zeitpunkte innerhalb einer durch das jeweilige Abtastschema definierten Toleranz.It is not necessary in all variants that an interpolation operation is used. For example, an interpolation operation might or might not be used depending on the sampling scheme; If no interpolation operation is used, such measured current values and measured voltage values could be selected for the first and second time series that are as close as possible to a reference time defined by the respective sampling scheme. As an example: the sampling scheme could define an equidistant arrangement of the points in time in the respective domain, for example the time domain (for the first sampling scheme); but at the same time define a tolerated variance that is greater than or of the same order of magnitude as the distance between measured operating observables (e.g. operating current and operating voltage) of the battery. Then it can be superfluous to use an interpolation operation because the measurement data sample the observation period sufficiently densely - the closest values of the respective operating observables can be taken over. Even if the arrangement of the points in time is then not perfectly equidistant from one another, the variance in the distances between the points in time is within a tolerance defined by the respective sampling scheme.

Trotzdem kann eine Interpolationsoperation vergleichsweise wenig rechenintensiv sein, so dass die Vorverarbeitung der gemessenen Stromwerte und gemessenen Spannungswerte auch bei Verwendung der Interpolationsoperation besonders effizient implementiert werden kann. Beispielweise wäre es insbesondere möglich, die Interpolationsoperation auf einer Datenverarbeitungsanlage zu implementieren, die lokal bei der Batterie angeordnet ist. Allgemeiner formuliert wäre es denkbar, dass die erste Zeitreihe und die zweite Zeitreihe auf einer solchen Datenverarbeitungsanlage bestimmt werden, die lokal bei der Batterie angeordnet ist. Der Alterungswert kann dann auf einer weiteren Datenverarbeitungsanlage bestimmt werden, die nicht lokal bei der Batterie angeordnet ist. Das bedeutet, dass der ML Algorithmus zum Beispiel auf einem zentralen Server ausgeführt werden könnte.Nevertheless, an interpolation operation can be comparatively less computationally intensive, so that the pre-processing of the measured current values and measured voltage values can be implemented particularly efficiently even when using the interpolation operation. In particular, for example, it would be possible to implement the interpolation operation on data processing equipment local to the battery. To put it more generally, it would be conceivable for the first time series and the second time series to be determined on such a data processing system that is arranged locally at the battery. The aging value can then be determined on a further data processing system that is not arranged locally at the battery. This means that the ML algorithm could be run on a central server, for example.

Die Interpolationsoperation kann dabei eine Länge der Datenstruktur als Randbedingung berücksichtigen. Das bedeutet, dass für Beobachtungszeiträume unterschiedlicher Länge jeweils ein Abstand der Zeitpunkte variiert werden kann, so dass der gesamte Beobachtungszeitraum jeweils abgedeckt werden kann, gleichzeitig aber die Länge der Datenstruktur eingehalten wird.The interpolation operation can take into account a length of the data structure as a boundary condition. This means that for observation periods of different lengths, a distance between the points in time can be varied so that the entire observation period can be covered while the length of the data structure is maintained at the same time.

Dadurch kann insbesondere eine Kompression der Daten erfolgen, das heißt die Datenstruktur weist eine bestimmte Größe auf, unabhängig von der Anzahl der gemessenen Stromwerte oder Spannungswerte. Beispielweise könnte die Interpolationsoperation eine Reduktion der ersten Stromwert und der ersten Spannungswerte in Bezug auf die gemessenen Stromwerte und die gemessenen Spannungswerte um einen Faktor 1000 oder mehr bewirken. Dasselbe gilt auch für die zweiten Stromwert und zweiten Spannungswerte. Dies ermöglicht es, vergleichsweise lange Beobachtungszeiträume zu verwenden. Zum Beispiel wäre es denkbar, dass ein Beobachtungszeitraum mehrere Ladezyklen und mehrere Entladezyklen und mehrere Ruhezyklen der Batterie umfasst. Der Beobachtungszeitraum könnte zum Beispiel länger als 24 Stunden sein.In this way, in particular, the data can be compressed, ie the data structure has a specific size, regardless of the number of measured current values or voltage values. For example, the interpolation operation could result in a reduction of the first current value and the first voltage value with respect to the measured current value and the measured voltage value by a factor of 1000 or more. The same also applies to the second current value and second voltage values. This makes it possible to use comparatively long observation periods. For example it would be conceivable that an observation period includes several charging cycles and several discharging cycles and several idle cycles of the battery. For example, the observation period could be longer than 24 hours.

Gleichzeitig kann der Beobachtungszeitraum aber auch signifikant kürzer als die bisherige Lebensdauer der Batterie sein. Das bedeutet, dass der Beobachtungszeitraum kürzer als ca. 5 % eines Zeitraums seit Inbetriebnahme der Batterie sein kann. Trotzdem kann es mittels der hierin beschriebenen Techniken möglich sein, den absoluten Alterungswert der Batterie zu bestimmen. Dies liegt daran, dass die Signaturen der Betriebsobservablen während des jeweiligen Beobachtungszeitraums der Batterie auch vom absoluten Alterungswert abhängen (nicht nur von der relativen Alterung). Durch die geeignete Wahl der Domäne, in der die Werte der Betriebsobservablen repräsentiert werden - insb. der Belastungsdomäne - können entsprechende Signaturen effizient aus dem Messdatensatz extrahiert bzw. konserviert werden.At the same time, the observation period can also be significantly shorter than the previous battery life. This means that the observation period can be less than approx. 5% of a period since the battery was put into service. Nevertheless, using the techniques described herein, it may be possible to determine the absolute aging value of the battery. This is because the signatures of the operational observables during the battery's respective observation period also depend on the absolute aging value (not only on the relative aging). Through the appropriate choice of the domain in which the values of the operational observables are represented - especially the stress domain - corresponding signatures can be efficiently extracted from the measurement data set or preserved.

Um eine möglichst einfache Überwachung zur Charakterisierung der Batterie zu ermöglichen, wäre es zum Beispiel denkbar, dass ein Beginn und ein Ende des Beobachtungszeitraums unabhängig vom Betrieb der Batterie bestimmt sind. Das bedeutet, dass es nicht notwendig sein muss, den Beobachtungszeitraum spezifisch in Bezug auf zum Beispiel einen Ladevorgang oder einen Entladevorgang der Batterie auszurichten. Dies liegt daran, dass durch die geeignete lange Wahl des Beobachtungszeitraums - die praktisch durch die Kompression im Zusammenhang mit den Zeitreihen, wie obenstehend beschrieben, ermöglicht wird - eine signifikante Signatur statistisch immer im Beobachtungszeitraum abgebildet wird.In order to enable the simplest possible monitoring for characterizing the battery, it would be conceivable, for example, for a beginning and an end of the observation period to be determined independently of the operation of the battery. This means that it may not be necessary to align the observation period specifically in relation to, for example, a charging process or a discharging process of the battery. This is because by choosing the appropriately long observation period - which is practically made possible by the compression associated with the time series, as described above - a significant signature is statistically always mapped to the observation period.

In anderen Beispielen wäre es aber auch möglich, den Betrieb der Batterie zu überwachen und den Beginn und das Ende des Beobachtungszeitraums in Abhängigkeit von dem Überwachen des Betriebs der Batterie zu bestimmen.In other examples, however, it would also be possible to monitor the operation of the battery and to determine the start and end of the observation period depending on the monitoring of the operation of the battery.

Beispielsweise wäre es denkbar, dass der Beobachtungszeitraum immer nach Abschluss eines Ladevorgangs oder Entladevorgang gestartet wird. Es wäre z.B. denkbar, dass der Beobachtungszeitraum während einer Ruhephase beendet wird. Z.B. wäre es denkbar, die Anzahl der Lade- und/oder Entladevorgänge zu zählen und nach einer bestimmten Anzahl den Beobachtungszeitraum zu beenden. Das sind nur Beispiele für die Implementierung der Abhängigkeit zwischen dem Überwachen und der Wahl des Beobachtungszeitraums.For example, it would be conceivable that the observation period is always started after the completion of a charging or discharging process. For example, it would be conceivable for the observation period to end during a rest phase. For example, it would be conceivable to count the number of charging and/or discharging processes and to end the observation period after a certain number. These are just examples of how to implement the dependency between monitoring and the choice of observation period.

Voranstehend wurden Techniken beschrieben, bei denen gemessene Stromwerte und gemessene Spannungswerte Einfluss in entsprechende Zeitreihen finden. Als allgemeine Regel können alternativ oder zusätzlich auch andere Betriebsobservablen der Batterie berücksichtigt werden. Beispiele umfassen zum Beispiel die Temperatur der Feuchtigkeit.Techniques were described above in which measured current values and measured voltage values influence corresponding time series. As a general rule, other operational observables of the battery may alternatively or additionally be considered. Examples include, for example, the temperature of the humidity.

So wäre es zum Beispiel möglich, dass auch gemessene Temperaturwerte einer Betriebstemperatur der Batterie während des Beobachtungszeitraums erhalten werden. Die erste Zeitreihe kann dann weiterhin erste Temperaturwerte bei den ersten Zeitpunkten umfassen und die zweite Zeitreihe kann weiterhin zweite Temperaturwerte bei den zweiten Zeitpunkten umfassen, wobei die ersten und zweiten Temperaturwerte basierend auf den gemessenen Temperaturwerten bestimmt werden.For example, it would be possible for measured temperature values of an operating temperature of the battery to be obtained during the observation period. The first time series can then also include first temperature values at the first points in time and the second time series can also include second temperature values at the second points in time, the first and second temperature values being determined based on the measured temperature values.

Durch die Berücksichtigung weiterer Betriebsobservablen wie der Temperatur kann tendenziell die Genauigkeit beim Bestimmen des Alterungswerts weiter erhöht werden.By taking other operating observables such as temperature into account, the accuracy when determining the aging value can tend to be further increased.

Der absolute Alterungswert kann, wie voranstehend beschrieben, mittels Betriebsobservablen während eines Beobachtungszeitraums bestimmt werden. Der Alterungswert kann also z.B. absolut zum Ende des Beobachtungszeitraums bestimmt werden (das entspricht einem Alterungswert zum Ist-Zeitpunkt). Es könnte auch eine Prädiktion des absoluten Alterungswerts erfolgen, d.h. eine Vorhersage für die Zukunft. Beispielsweise wäre es denkbar, dass die gemessenen Stromwerte und die gemessenen Spannungswerte (bzw. allgemein gemessene Betriebsobservablen) augmentiert werden, um derart erweiterte gemessene Stromwerte und erweiterte gemessene Spannungswerte zu erhalten. Diese können eine Prädiktion der Belastung der Batterie für die Zukunft, über den Beobachtungszeitraum hinaus, abbilden. Das bedeutet, dass der Beobachtungszeitraum in die Zukunft erweitert werden kann. Die erste Zeitreihe und zweite Zeitreihe können dann basierend auf solchen erweiterten gemessenen Stromwerten und erweiterten gemessenen Spannungswerten bestimmt werden. Dies ermöglicht eine Zustandsvorhersage für die Batterie.As described above, the absolute aging value can be determined using operating observables during an observation period. The aging value can, for example, be determined absolutely at the end of the observation period (this corresponds to an aging value at the actual time). A prediction of the absolute aging value could also be made, i.e. a forecast for the future. For example, it would be conceivable for the measured current values and the measured voltage values (or generally measured operating observables) to be augmented in order to obtain such expanded measured current values and expanded measured voltage values. These can show a prediction of the battery load for the future, beyond the observation period. This means that the observation period can be extended in the future. The first time series and second time series can then be determined based on such extended measured current values and extended measured voltage values. This enables a prediction of the state of the battery.

So wäre es zum Beispiel denkbar, dass eine Häufigkeit oder Frequenz von Ladevorgängen oder Entladevorgängen ermittelt wird und dann diese Häufigkeit oder Frequenz auch für die Zukunft angenommen wird, um derart die Augmentierung zu erzielen. Beispielsweise könnte ein statistisches Belastungsprofil (Lastkollektiv) basierend auf den gemessenen Stromwerten und den gemessenen Spannungswerten bestimmt werden. Dann könnte die Augmentierung unter Berücksichtigung eines solchen statistischen Belastungsprofils erfolgen.For example, it would be conceivable that a frequency or frequency of charging processes or discharging processes is determined and then this frequency or frequency is also assumed for the future is used to achieve the augmentation in this way. For example, a statistical load profile (load collective) could be determined based on the measured current values and the measured voltage values. Then the augmentation could take place taking into account such a statistical load profile.

Ein Computer-Programm oder ein Computer-Programmprodukt oder ein computerlesbares Speichermedium umfasst Programmcode, der von einem Prozessor geladen und ausgeführt werden kann. Das bewirkt, dass der Prozessor ein Verfahren zum Bestimmen eines Alterungswerts einer Batterie ausführt. Das Verfahren umfasst das Erhalten von gemessenen Stromwerten eines Betriebsstroms der Batterie, sowie von gemessenen Spannungswerten einer Betriebsspannung der Batterie. Die Stromwerte geben den Betriebsstrom während eines Beobachtungszeitraums an. Ebenso geben die Spannungswerte die Betriebsspannung während desselben Beobachtungszeitraums an.A computer program or a computer program product or a computer-readable storage medium includes program code that can be loaded and executed by a processor. This causes the processor to execute a method for determining a battery aging value. The method includes obtaining measured current values of an operating current of the battery and measured voltage values of an operating voltage of the battery. The current values indicate the operating current during an observation period. Likewise, the voltage values indicate the operating voltage during the same observation period.

Basierend auf den gemessenen Stromwerten und den gemessenen Spannungswerten wird eine erste Zeitreihe von ersten Stromwerten und ersten Spannungswerten bestimmt. Dabei umfasst die erste Zeitreihe erste Zeitpunkte der ersten Stromwerte und der ersten Spannungswerte im Beobachtungszeitraum. Diese ersten Zeitpunkte sind gemäß einem in der Zeitdomäne definierten ersten Abtastschema angeordnet.A first time series of first current values and first voltage values is determined based on the measured current values and the measured voltage values. In this case, the first time series includes the first points in time of the first current values and the first voltage values in the observation period. These first points in time are arranged according to a first sampling scheme defined in the time domain.

Eine Vorrichtung umfasst einen Prozessor. Der Prozessor kann Programmcode laden und ausführen. Das bewirkt, dass der Prozessor ein Verfahren zum Bestimmen eines Alterungswerts einer Batterie ausführt. Das Verfahren umfasst das Erhalten von gemessenen Stromwerten eines Betriebsstroms der Batterie, sowie von gemessenen Spannungswerten einer Betriebsspannung der Batterie. Die Stromwerte geben den Betriebsstrom während eines Beobachtungszeitraums an. Ebenso geben die Spannungswerte die Betriebsspannung während desselben Beobachtungszeitraums an. Basierend auf den gemessenen Stromwerten und den gemessenen Spannungswerten wird eine erste Zeitreihe von ersten Stromwerten und ersten Spannungswerten bestimmt. Dabei umfasst die erste Zeitreihe erste Zeitpunkte der ersten Stromwerte und der ersten Spannungswerte im Beobachtungszeitraum. Diese ersten Zeitpunkte sind gemäß einem in der Zeitdomäne definierten ersten Abtastschema angeordnet.A device includes a processor. The processor can load and execute program code. This causes the processor to execute a method for determining a battery aging value. The method includes obtaining measured current values of an operating current of the battery and measured voltage values of an operating voltage of the battery. The current values indicate the operating current during an observation period. Likewise, the voltage values indicate the operating voltage during the same observation period. A first time series of first current values and first voltage values is determined based on the measured current values and the measured voltage values. In this case, the first time series includes the first points in time of the first current values and the first voltage values in the observation period. These first points in time are arranged according to a first sampling scheme defined in the time domain.

Die oben dargelegten Merkmale und Merkmale, die nachfolgend beschrieben werden, können nicht nur in den entsprechenden explizit dargelegten Kombinationen verwendet werden, sondern auch in weiteren Kombinationen oder isoliert, ohne den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The features set out above and features described below can be used not only in the corresponding combinations explicitly set out, but also in further combinations or in isolation without departing from the protective scope of the present invention.

Figurenlistecharacter list

  • 1 illustriert schematisch ein System umfassend mehrere Batterien und einen Server gemäß verschiedenen Beispielen. 1 12 schematically illustrates a system comprising multiple batteries and a server according to various examples.
  • 2 illustriert schematisch Details im Zusammenhang mit den Batterien gemäß verschiedenen Beispielen. 2 12 schematically illustrates details related to the batteries according to various examples.
  • 3 illustriert schematisch Details im Zusammenhang mit dem Server gemäß verschiedenen Beispielen. 3 12 schematically illustrates details related to the server according to various examples.
  • 4 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens. 4 Figure 12 is a flow diagram of an example method.
  • 5 illustriert schematisch die Datenverarbeitung zur Bestimmung eines Alterungswerts einer Batterie gemäß verschiedenen Beispielen. 5 FIG. 12 schematically illustrates data processing for determining an aging value of a battery according to various examples.
  • 6 illustriert schematisch zwei Zeitreihen, die Stromwerte an Zeitpunkten angeben, die jeweils in einer Zeitdomäne und einer Ladungsdurchsatzdomäne äquidistant angeordnet sind, gemäß verschiedenen Beispielen. 6 FIG. 12 schematically illustrates two time series indicating current values at points in time, each equidistantly arranged in a time domain and a charge throughput domain, according to different examples.

DETALLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.The properties, features and advantages of this invention described above, and the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente. Die Figuren sind schematische Repräsentationen verschiedener Ausführungsformen der Erfindung. In den Figuren dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr sind die verschiedenen in den Figuren dargestellten Elemente derart wiedergegeben, dass ihre Funktion und genereller Zweck dem Fachmann verständlich wird. In den Figuren dargestellte Verbindungen und Kopplungen zwischen funktionellen Einheiten und Elementen können auch als indirekte Verbindung oder Kopplung implementiert werden. Eine Verbindung oder Kopplung kann drahtgebunden oder drahtlos implementiert sein. Funktionale Einheiten können als Hardware, Software oder eine Kombination aus Hardware und Software implementiert werden.The present invention is explained in more detail below on the basis of preferred embodiments with reference to the drawings. In the figures, the same reference symbols designate the same or similar elements. The figures are schematic representations of various embodiments of the Invention. Elements depicted in the figures are not necessarily drawn to scale. Rather, the various elements shown in the figures are presented in such a way that their function and general purpose can be understood by those skilled in the art. Connections and couplings between functional units and elements shown in the figures can also be implemented as an indirect connection or coupling. A connection or coupling can be implemented wired or wireless. Functional units can be implemented in hardware, software, or a combination of hardware and software.

Nachfolgend werden Techniken im Zusammenhang mit der Charakterisierung von wiederaufladbaren Batterien beschrieben. Die hierin beschriebenen Techniken können im Zusammenhang mit unterschiedlichsten Typen von Batterien eingesetzt werden, beispielsweise im Zusammenhang mit Batterien auf Lithium-Ionen-Basis, wie z.B. Lithium-Nickel-Mangan-Cobaltoxid-Batterien oder Lithium-Manganoxid-Batterien.Techniques related to the characterization of rechargeable batteries are described below. The techniques described herein can be used in connection with a wide variety of types of batteries, for example in connection with lithium-ion-based batteries such as lithium-nickel-manganese-cobalt oxide batteries or lithium-manganese oxide batteries.

Die hierin beschriebenen Batterien können in unterschiedlichen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, beispielsweise für Batterien die in Geräten wie Kraftfahrzeugen oder Drohnen oder tragbaren elektronischen Geräten wie etwa Mobilfunkgeräte eingesetzt werden. Es wäre auch denkbar, die hierin beschriebenen Batterien in Form von stationären Energiespeichern einzusetzen.The batteries described herein can be used in different areas of application, for example for batteries used in devices such as motor vehicles or drones or portable electronic devices such as mobile phones. It would also be conceivable to use the batteries described herein in the form of stationary energy stores.

Die hierin beschriebenen Techniken ermöglichen es, die Charakterisierung der Batterie auf Grundlage einer Zustandsüberwachung. Die Zustandsüberwachung kann eine laufende Überwachung der Belastung der Batterie und/oder eine Bestimmung des absolut Zustands der Batterie gegenüber einer Referenz - typischerweise die Inbetriebnahme - und/oder eine Zustandsvorhersage der Batterie umfassen. Dies bedeutet, dass der Zustand der Batterie durch Überwachung der Belastung verfolgt oder bestimmt werden kann und/oder für ein gewisses Vorhersageintervall in der Zukunft prädiziert werden kann. Insbesondere kann eine Alterungsschätzung des Gesundheitszustands (engl. state-of-health, SOH) der Batterie erfolgen. Das bedeutet, dass ein Alterungswert bestimmt werden kann, typischerweise die Kapazität der Batterie (d.h. Ladungsmenge, die gespeichert werden kann).The techniques described herein allow characterization of the battery based on condition monitoring. Condition monitoring can include ongoing monitoring of the load on the battery and/or determination of the absolute condition of the battery against a reference—typically start-up—and/or prediction of the condition of the battery. This means that the health of the battery can be tracked or determined by monitoring the load and/or predicted for some prediction interval in the future. In particular, an aging estimation of the state of health (SOH) of the battery can be made. This means that an aging value can be determined, typically the capacity of the battery (i.e. amount of charge that can be stored).

Als allgemeine Regel nimmt der SOH für zunehmende Alterung der Batterie ab. Eine zunehmende Alterung kann vorliegen, wenn die Kapazität der Batterie abnimmt und/oder wenn die Impedanz der Batterie zunimmt.As a general rule, the SOH decreases as the battery ages. Accelerated aging can occur when the capacity of the battery decreases and/or when the impedance of the battery increases.

Verschiedene der hierin beschriebenen Beispiele im Zusammenhang mit der Batterie-Charakterisierung können zumindest teilweise Server-seitig implementiert werden. Dies bedeutet, dass zumindest ein Teil der entspechenden Logik auf einem zentralen Server, getrennt von der Batterie bzw. dem Batterie-betriebenen Gerät durchgeführt werden kann. Dazu kann insbesondere eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Server und ein oder mehreren Managementsystemen der Batterie hergestellt werden. Durch die Implementierung zumindest eines Teils der Logik auf dem Server können besonders genaue und rechenintensive Modelle bzw. Algorithmen eingesetzt werden. Dies ermöglicht es, den Alterungswert besonders genau zu bestimmen. Zudem kann es möglich sein, Daten für ein Ensemble von Batterien zu sammeln und zu verwerten, zum Beispiel im Zusammenhang mit maschinengelernten Algorithmen.Various of the battery characterization examples described herein may be implemented, at least in part, on the server side. This means that at least some of the logic involved can be performed on a central server separate from the battery or battery-powered device. For this purpose, in particular, a communication connection can be established between the server and one or more management systems of the battery. By implementing at least part of the logic on the server, particularly accurate and computationally intensive models or algorithms can be used. This makes it possible to determine the aging value particularly precisely. In addition, it may be possible to collect and exploit data for an ensemble of batteries, for example in connection with machine-learned algorithms.

Verschiedene hierin beschriebene Beispiele können die Zustandsüberwachung während des Einsatzes der Batterie auf Grundlage von Messdaten für ein oder mehrere Betriebsobservablen der Batterie durchführen. Dies bedeutet, dass insbesondere zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Lebens der Batterie - mit reduziertem SOH - die Zustandsüberwachung durchgeführt wird. Die Batterie kann sich dann im Feldeinsatz befinden. Derart kann es insbesondere möglich sein, auch das bisherige Alterungsverhalten der Batterie zu berücksichtigen. Auch dies ermöglicht es, die Zustandsüberwachung besonders flexibel durchzuführen. Labortests können entfallen.Various examples described herein may perform condition monitoring during battery usage based on measurement data for one or more operational observables of the battery. This means that condition monitoring is performed at a particular point in time during the life of the battery - with a reduced SOH. The battery can then be used in the field. In this way it may be possible, in particular, to also take into account the previous aging behavior of the battery. This also makes it possible to carry out the condition monitoring in a particularly flexible manner. Laboratory tests can be omitted.

Dabei können, als allgemeine Regel, unterschiedliche Messdaten berücksichtigt werden. Beispielsweise könnten gemessene Stromwerte eines Batteriestroms (Lade- oder Entladestrom) verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich könnten gemessene Spannungswerte der Betriebsspannung (Klemmenspannung) verwendet werden. Weitere Beispiele betreffen zum Beispiel gemessene Temperaturwerte der Batterietemperatur. As a general rule, different measurement data can be taken into account. For example, measured current values of a battery current (charge or discharge current) could be used. Alternatively or additionally, measured voltage values of the operating voltage (terminal voltage) could be used. Further examples relate to, for example, measured temperature values of the battery temperature.

Gemäß verschiedenen Beispielen der Offenbarung werden entsprechende Zeitreihen von unterschiedlichen Batterieobservablen berücksichtigt, z.B. eine Zeitreihe von Stromwerten und/oder eine Zeitreihe von Spannungswerten und/oder eine Zeitreihe von Temperaturwerten.According to various examples of the disclosure, corresponding time series of different battery observables are considered, e.g., a time series of current values and/or a time series of voltage values and/or a time series of temperature values.

Solche Zeitreihen dienen dann als Eingabe in einen ML Algorithmus. Der ML Algorithmus kann während einer Trainingsphase trainiert werden, um anschließend in einer Inferenzphase basierend auf solchen Zeitreihen einen Alterungswert der Batterie zu bestimmen. Beispielsweise könnten in der Trainingsphase entsprechend Trainings-Zeitreihen gemessen werden, als Trainingsdaten. Gleichzeitig könnte als Grundwahrheit der Alterungswert mittels eines Laborverfahrens bestimmt werden. Es sind Laborverfahren bekannt, um zum Beispiel die Kapazität einer Batterie besonders genau zu bestimmen (z.B. Coulomb-Zählen oder basierend auf der Ruhespannungskennlinie; Impedanzspektroskopie; Inkrementelle Kapazitätsanalyse; Differentialspannungsanalyse). Es könnten auch alternative Modelle verwendet werden, etwa Kalmanfilter. Basierend auf solchen Referenz-Messungen oder Referenz-Modellen könnte dann ein Label bestimmt werden, welches die Sollwert-Vorhersage des ML Algorithmus indiziert. Basierend auf einer Differenz der tatsächlichen Vorhersage des ML Algorithmus, die auf den Trainings-Zeitreihen basiert, sowie dem Label, und unter Verwendung einer geeigneten Verlustfunktion, können dann in der Trainingsphase die Parameterwerte des ML Algorithmus angepasst werden. Zum Beispiel kann ein Gradientenabstiegsverfahren (Rückwärtspropagation) eingesetzt werden, um unter Berücksichtigung einer Differenz zwischen der Vorhersage des maschinengelernten Algorithmus basierend auf den Trainings-Zeitreihen und dem Label die Parameterwerte des maschinengelernten Algorithmus anzupassen. Es können unterschiedliche Instanzen des ML Algorithmus für unterschiedliche Batterietypen verwendet werden. Das Training kann jeweils für jede Instanz gesondert erfolgen, basierend auf Trainingsdaten und Labeln, die spezifisch für eine Batterie des jeweiligen Batterietyps erhalten werden.Such time series then serve as input to an ML algorithm. The ML algorithm can be trained during a training phase in order to subsequently determine an aging value of the battery in an inference phase based on such a time series. For example, in the training phase, corresponding training time series could be measured as training data. At the same time, as a basic truth, the aging value could be determined using a laboratory method. Laboratory methods are known for determining, for example, the capacity of a battery particularly precisely (eg Coulomb counting or based on the open-circuit voltage characteristic; impedance spectroscopy; incremental capacity analysis; differential voltage analysis). Alternative models could also be used, such as Kalman filters. Based on such reference measurements or reference models, a label could then be determined which indicates the target value prediction of the ML algorithm. Based on a difference of the actual prediction of the ML algorithm, which is based on the training time series and the label, and using a suitable loss function, the parameter values of the ML algorithm can then be adjusted in the training phase. For example, a gradient descent method (backward propagation) may be employed to adjust the machine-learned algorithm's parameter values, taking into account a difference between the machine-learned algorithm's prediction based on the training time series and the label. Different instances of the ML algorithm can be used for different battery types. The training can be done separately for each instance, based on training data and labels that are obtained specifically for a battery of the respective battery type.

Als allgemeine Regel können in den hierin offenbarten Beispielen unterschiedliche ML Algorithmen verwendet werden. Insbesondere können solche ML Algorithmen verwendet werden, welche auf Zeitreihen als Eingabe operieren. Beispiele wären zum Beispiel rekurrente neuronale Netzwerke. Beispiele umfassen zum Beispiel LSTM-Netzwerke oder GRU-Netzwerke. In einem Beispiel könnte der maschinengelernte Algorithmus zwei GRU-Schichten haben, die gefolgt sind von ein oder mehreren vollständig verbundenen Schichten (engl. „fully-connected layer“).As a general rule, different ML algorithms can be used in the examples disclosed herein. In particular, such ML algorithms can be used which operate on time series as input. Examples would be, for example, recurrent neural networks. Examples include, for example, LSTM networks or GRU networks. In one example, the machine-learned algorithm could have two GRU layers followed by one or more fully-connected layers.

Gemäß verschiedenen Beispielen ist es möglich, zwei Typen von Zeitreihen zu benutzen, um eine Datenstruktur, die als Eingabe in den ML Algorithmus dient, zu bilden. Diese beiden Typen sind nachfolgend in TAB. 1 beschrieben Kurze Beschreibung Beispielhafte Details I Zeitreihe mit Werten für Observablen der Batterie bei Zeitpunkten, die gemäß eines Abtastschemas in einer Zeitdomäne angeordnet sind Beispielsweise wäre es möglich, eine Zeitreihe für Stromwerte (Stromwerte-Zeitreihe) basierend auf gemessenen Stromwerten zu bilden, indem ein entsprechender Beobachtungszeitraum im Zeitraum gemäß eines entsprechenden Abtastschemas (d.h. ein Abtastschema, das den Abstand der Zeitpunkte in der Zeitdomäne berücksichtigt) abgetastet wird. Es kann insbesondere eine Interpolationsoperation verwendet werden. Das bedeutet, dass jeweils basierend auf Interpolation zweier gemessener Stromwerte, die benachbart zu einem Zeitpunkt der Zeitreihe angeordnet sind, ein entsprechender Stromwert für diesen Zeitpunkt bestimmt werden kann. Beispielweise könnte eine lineare Interpolation verwendet werden. Ergänzend oder alternativ zu solchen Stromwerten kann die Zeitreihe auch Spannungswerte oder Temperaturwerte bei den jeweiligen Zeitpunkten umfassen. II Zeitreihe mit Werten für Observablen der Batterie bei Zeitpunkten, die gemäß eines entsprechenden Abtastschemas in einer Belastungsdomäne angeordnet sind Das bedeutet, dass der Beobachtungszeitraum, für den gemessene Stromwerte und/oder Spannungswert usw. erhalten werden, im Zeitraum nicht äquidistant abgetastet wird. Vielmehr kann ein Betriebsbelastungsparameter - zum Beispiel die geflossene Ladung beim Laden oder Entladen der Batterie (Ladungsdurchsatz) oder auch eine Leistungsabgabe oder Leistungsaufnahme der Batterie (Leistungsdurchsatz) - bestimmt werden und dann jeweils Zeitpunkte bestimmt werden, die äquidistant zueinander in Bezug auf einen solchen Betriebsbelastungsparameter angeordnet sind. Das bedeutet, dass zum Beispiel ein bestimmter Wert für die geflossene Ladung ermittelt werden kann und dann jeweils ein Zeitpunkt für die Zeitreihen berücksichtigt wird, wenn dieser bestimmte Wert für die geflossene Ladung erreicht wurde, ausgehend vom vorangegangenen Zeitpunkt. Auch das entspricht einer Interpolationsoperation, in diesem Beispiel in einer Ladungs-Domäne. According to various examples, it is possible to use two types of time series to form a data structure serving as input to the ML algorithm. These two types are listed below in TAB. 1 described Short description Exemplary details I Time series of values for battery observables at instants arranged in a time domain according to a sampling scheme For example, it would be possible to form a time series for current values (current value time series) based on measured current values by sampling a corresponding observation period in the period according to a corresponding sampling scheme (i.e. a sampling scheme that takes into account the spacing of the points in time in the time domain). In particular, an interpolation operation can be used. This means that a corresponding current value for this point in time can be determined in each case based on the interpolation of two measured current values which are arranged adjacent to a point in time in the time series. For example, linear interpolation could be used. In addition or as an alternative to such current values, the time series can also include voltage values or temperature values at the respective points in time. II Time series of values for battery observables at points in time arranged in a stress domain according to a corresponding sampling scheme This means that the observation period for which measured current values and/or voltage values etc. are obtained is not sampled equidistantly in the period. Rather, an operating load parameter - for example the charge that has flowed when charging or discharging the battery (charge throughput) or a power output or power consumption of the battery (power throughput) - can be determined and then points in time can be determined that are equidistant to one another in relation to such an operating load parameter are. This means that, for example, a specific value for the charge that has flowed can be determined and then a point in time for the time series is taken into account when this specific value for the charge that has flowed has been reached, starting from the previous point in time. This also corresponds to an interpolation operation, in this example in a charge domain.

TAB. 1: Zwei Beispiele für Zeitreihen, basierend auf denen eine Eingabe in einen maschinengelernten Algorithmus bestimmt werden kann. Beispielsweise wäre es möglich, eine erste Zeitreihen eine zweite Zeitreihe gemäß den Beispielen I und II zu bestimmen und dann diese Zeitreihen zu konkatenieren, um derart die Eingabe für den maschinengelernten Algorithmus zu erhalten.TAB. 1: Two examples of time series based on which an input to a machine-learned algorithm can be determined. For example, it would be possible to determine a first time series and a second time series according to Examples I and II and then to concatenate these time series to thus obtain the input for the machine-learned algorithm.

Indem der Alterungswert mittels des ML Algorithmus unter Verwendung solcher Zeitreihen gemäß TAB. 1 bestimmt wird, kann eine besonders genaue Vorhersage erfolgen. Dies liegt daran, dass die beiden Zeitreihen gemäß der Beispiele I und II aus TAB. 1 sowohl eine kalendarische Alterung wie auch eine Belastungs-induzierte Alterung abbilden.By calculating the aging value using the ML algorithm using such time series according to TAB. 1 is determined, a particularly accurate prediction can be made. This is because the two time series according to Examples I and II from TAB. 1 depict both calendar aging and stress-induced aging.

Gleichzeitig kann aber durch das Bestimmen der beiden Zeitreihen eine signifikante Kompression der Größe der verwendeten Daten vor der Eingabe in den maschinengelernten Algorithmus erzielt werden. Beispielsweise kann eine Kompression um einen Faktor von nicht kleiner als 500 oder nicht kleiner als 5000 erzielt werden.. Das bedeutet, dass die Anzahl der Einträge der Zeitreihen gegenüber den gemessenen Werten der Betriebsobservablen um einen entsprechenden Faktor reduziert sind. Durch die Verwendung von in der Zeitdomäne bzw. der Belastungsdomäne äquidistant angeordneten Zeitpunkten kann aber gleichzeitig sichergestellt werden, dass aussagekräftige Signaturen zum Bestimmen des Alterungswerts erhalten bleiben.At the same time, however, by determining the two time series, a significant compression of the size of the data used can be achieved before it is entered into the machine-learned algorithm. For example, a compression by a factor of no less than 500 or no less than 5000 can be achieved. This means that the number of entries in the time series is reduced by a corresponding factor compared to the measured values of the operational observables. However, by using equidistant points in time in the time domain or the load domain, it can be ensured at the same time that meaningful signatures for determining the aging value are retained.

Solche Techniken weisen den weiteren Vorteil auf, dass keine besonders komplizierte Vorverarbeitung der gemessenen Werte für die Betriebsobservablen der Batterie notwendig sind. Beispielweise kann es entbehrlich sein, die gemessenen Stromwerte oder die gemessenen Spannungswerte zu filtern. Beispielsweise kann es entbehrlich sein, charakteristische Signaturen aus den gemessenen Stromwerten oder den gemessenen Spannungswerten zu extrahieren. Durch die Verwendung von geeigneten Abtastschemas in der Zeit- und Belastungsdomäne kann vielmehr inhärent sichergestellt sein, dass charakteristische Signaturen zur genauen Bestimmung des Alterungswerts erhalten bleiben. Dies ermöglicht eine besonders recheneffiziente Implementierung der Techniken.Such techniques have the further advantage that no particularly complicated pre-processing of the measured values for the operating observables of the battery is necessary. For example, it may not be necessary to filter the measured current values or the measured voltage values. For example, it may not be necessary to extract characteristic signatures from the measured current values or the measured voltage values. Rather, the use of suitable sampling schemes in the time and stress domain can inherently ensure that characteristic signatures for the precise determination of the aging value are retained. This enables a particularly computationally efficient implementation of the techniques.

1 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit einem System 80. Das System 80 umfasst einen Server 81, der mit einer Datenbank 82 verbunden ist. Außerdem umfasst das System 80 Kommunikationsverbindungen 49 zwischen dem Server 81 und jeder von mehreren Batterien 91-96. Die Kommunikationsverbindungen 49 könnten zum Beispiel über ein Mobilfunknetzwerk implementiert werden. 1 illustrates aspects related to a system 80. The system 80 includes a server 81 that is connected to a database 82. FIG. In addition, the system 80 includes communication links 49 between the server 81 and each of a plurality of batteries 91-96. The communication links 49 could be implemented over a cellular network, for example.

Im Allgemeinen können in den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen unterschiedliche Batterietypen verwendet werden. Dies bedeutet, dass die Batterien 91-96 mehrere Typen umfassen können. Batterien unterschiedlicher Batterietypen können sich zum Beispiel unterscheiden hinsichtlich ein oder mehrere der folgenden Eigenschaften: Form der Zelle (d. h. Rundzelle, prismatische Zelle, usw.), Kühlsystem (Luftkühlung mit aktivem oder passiven Konzept, Kühlmittel in Kühlmittelschlauch, passive Kühlelemente, usw.), der Zell-Chemie (beispielsweise verwendete Elektrodenmaterialien, Elektrolyte, usw.), etc. Auch zwischen Batterien 91-96 desselben Typs kann es eine gewisse Varianz im Zusammenhang mit solchen Eigenschaften geben. Beispielsweise kann es vorkommen, dass Batterien 91-96 ein und desselben Typs unterschiedlich montiert werden und damit unterschiedliche Kühlsysteme verwendet werden. Außerdem können manchmal dieselben Batteriezellen unterschiedlich angeordnet werden, sodass eine elektrische und thermische Systembetrachtung des Ensemble von Zellen variiert.In general, different battery types can be used in the various examples described herein. This means that the batteries 91-96 can include several types. Batteries of different battery types may differ, for example, with regard to one or more of the following characteristics: shape of the cell (ie round cell, prismatic cell, etc.), cooling system (air cooling with active or passive concept, coolant in coolant hose, passive cooling elements, etc.), cell chemistry (e.g. electrode materials used, electrolytes, etc.), etc. Even between batteries 91-96 of the same type, there may be some variance associated with such characteristics. For example, it can happen that batteries 91-96 of one and the same type are mounted differently and therefore different cooling systems are used. Also can sometimes the same battery cells are arranged differently, so that an electrical and thermal system view of the ensemble of cells varies.

In den verschiedenen hierin beschriebenen Beispielen können Batterietyp-spezifische Instanzen von ML Algorithmen zur Charakterisierung der Batterien verwendet werden.In the various examples described herein, battery type specific instances of ML algorithms can be used to characterize the batteries.

In 1 ist beispielhaft illustriert, dass die Batterien 91-96 über die Kommunikationsverbindungen 49 Zustandsdaten 41 an den Server 81 senden können. Beispielsweise wäre es möglich, dass die Zustandsdaten 41 indikativ für ein oder mehrere Betriebswerte der jeweiligen Batterie 91-96 sind, d.h. können Messdaten indizieren. Messdaten für unterschiedliche Betriebsobservablen können erhalten werden, z.B. gemessene Strom- oder Spannungswerte oder auch Temperaturwerte. Die Zustandsdaten 41 könnten Ereignis-getrieben gesendet werden oder gemäß einem vorgegebenen Zeitschema.In 1 is illustrated by way of example that the batteries 91-96 can send status data 41 to the server 81 via the communication links 49 . For example, it would be possible for status data 41 to be indicative of one or more operating values of the respective battery 91-96, ie can indicate measurement data. Measurement data for different operational observables can be obtained, for example measured current or voltage values or also temperature values. The status data 41 could be event-driven or sent according to a predetermined time scheme.

Es wäre auch möglich, dass solche gemessenen Werte von ein oder mehreren Betriebsobservablen lokal auf einer Datenverarbeitungsanlage, die der jeweiligen Batterie 91-96 zugeordnet ist, vorverarbeitet werden. Beispielsweise könnten Zeitreihen bestimmt werden, die bei bestimmten Zeitpunkten entsprechende Werte für die ein oder mehreren Betriebsobservablen beinhalten. Die Zeitreihen können gegenüber den Messdaten komprimiert sein, das heißt eine geringere Größe aufweisen. Zum Beispiel könnte lokal eine Interpolationsoperation ausgeführt werden.It would also be possible for such measured values of one or more operating observables to be pre-processed locally on a data processing system that is assigned to the respective battery 91-96. For example, time series could be determined that contain corresponding values for the one or more operational observables at specific points in time. The time series can be compressed compared to the measurement data, ie have a smaller size. For example, an interpolation operation could be performed locally.

Die Zustandsdaten 41 können im Zusammenhang mit der Charakterisierung der Batterien 91-96 verwendet werden. Dazu kann der Server 81 einen entsprechenden Alterungswert bestimmen, basierend auf einem ML Algorithmus. Für unterschiedliche Batterietypen können unterschiedliche Instanzen des ML Algorithmus verwendet werden, das heißt es könnte ein Batterietyp-spezifisches Training der verschiedenen Instanzen erfolgen.The status data 41 can be used in connection with the characterization of the batteries 91-96. For this purpose, the server 81 can determine a corresponding aging value based on an ML algorithm. Different instances of the ML algorithm can be used for different battery types, which means that the different instances could be trained for a specific battery type.

In 1 ist auch beispielhaft illustriert, dass der Server 81 über die Kommunikationsverbindungen 49 Steuerdaten 42 an die Batterien 91-96 senden kann. Insbesondere kann es möglich sein, in Abhängigkeit vom Ergebnis der Charakterisierung der Batterie - d.h. also z.B. abhängig vom Alterungswert - den betrieb der Batterie zu steuern. Beispielsweise wäre es möglich, dass die Steuerdaten 42 ein oder mehrere Betriebsgrenzen für den zukünftigen Betrieb der jeweiligen Batterie 91-96 indizieren. Zum Beispiel könnten die Steuerdaten ein oder mehrere Steuerparameter für ein Thermomanagement der jeweiligen Batterie 91-96 und/oder ein Lademanagement der jeweiligen Batterie 91-96 indizieren. Durch Verwendung der Steuerdaten 42 kann der Server 81 also den Betrieb der Batterien 91-96 beeinflussen bzw. steuern. Derart könnte zum Beispiel bei einer fortgeschrittenen Alterung der Batterie die weitere Alterung begrenzt werden. Es wäre auch denkbar, eine Zweitverwendung der Batterie in einem anderen Anwendungsszenarios zu bestimmen, etwa ein Wechsel von einer Traktionsbatterie zu einer Batterie für einen stationären Energiespeicher.In 1 is also illustrated by way of example that the server 81 can send control data 42 to the batteries 91-96 via the communication links 49. In particular, it can be possible to control the operation of the battery as a function of the result of the characterization of the battery—ie, for example, as a function of the aging value. For example, it would be possible for the control data 42 to indicate one or more operating limits for the future operation of the respective battery 91-96. For example, the control data could indicate one or more control parameters for thermal management of the respective battery 91-96 and/or charging management of the respective battery 91-96. By using the control data 42, the server 81 can thus influence or control the operation of the batteries 91-96. In this way, further aging could be limited, for example, in the case of advanced aging of the battery. It would also be conceivable to determine a secondary use of the battery in another application scenario, such as changing from a traction battery to a battery for a stationary energy storage device.

In 1 ist außerdem für jede der Batterien 91-96 schematisch der jeweilige SOH 99 illustriert. Als allgemeine Regel kann der SOH 99 einer Batterie 91-96 je nach Implementierung ein oder mehrere unterschiedliche Kenngrößen umfassen. Typische Kenngrößen des SOH 99 können beispielsweise sein: elektrische Kapazität, d. h. die maximal mögliche gespeicherte Ladung; und/oder elektrische Impedanz, d. h. der Frequenzgang des Widerstands bzw. Wechselstromwiderstand als Verhältnis zwischen elektrischer Spannung und elektrischer Stromstärke. Es sind auch andere Alterungswerte denkbar.In 1 the respective SOH 99 is also illustrated schematically for each of the batteries 91-96. As a general rule, the SOH 99 of a battery 91-96 may include one or more different characteristics depending on the implementation. Typical parameters of the SOH 99 can be, for example: electrical capacity, ie the maximum possible stored charge; and/or electrical impedance, ie the frequency response of the resistance or alternating current resistance as a ratio between electrical voltage and electrical current intensity. Other aging values are also conceivable.

Nachfolgend werden Techniken zur Charakterisierung der Batterien 91-96 beschrieben, die es ermöglichen, den SOH 99 als Alterungswert für jede der Batterien 91-96 während des Einsatzes der Batterien 91-96 zu bestimmen. Dies bedeutet, dass zum Beispiel die elektrische Impedanz und/oder die elektrische Kapazität bestimmt werden können. Dies kann mittels eines ML Algorithmus beim Server erfolgen. Der Server 81 könnte dann eine entsprechende Information über den SOH 99 wiederum an die Batterien 91-96 bereitstellen, beispielsweise über die Steuerdaten 42. Ein Managementsystem der Batterien 91-96 könnte dann ein Betriebsprofil für die Batterien anpassen, um beispielsweise eine weitere Degradation des SOH 99 zu vermeiden.Techniques for characterizing the batteries 91-96 that enable the SOH 99 to be determined as an aging value for each of the batteries 91-96 during the use of the batteries 91-96 are described below. This means that, for example, the electrical impedance and/or the electrical capacitance can be determined. This can be done using an ML algorithm on the server. The server 81 could then in turn provide corresponding information about the SOH 99 to the batteries 91-96, for example via the control data 42. A management system of the batteries 91-96 could then adapt an operating profile for the batteries, for example to prevent further degradation of the SOH 99 to avoid.

2 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit den Batterien 91-96. Die Batterien 91-96 sind mit einem jeweiligen Gerät 69 gekoppelt. Dieses Gerät wird durch elektrische Energie aus der jeweiligen Batterie 91-96 getrieben. 2 illustrates aspects related to batteries 91-96. Batteries 91-96 are coupled to a device 69, respectively. This device is powered by electrical energy from the respective battery 91-96.

Die Batterien 91-96 umfassen bzw. sind assoziiert mit ein oder mehreren Managementsystemen 61, z.B. ein BMS oder eine andere Steuerlogik wie eine on-board-unit im Falle eines Fahrzeugs. Das Managementsystem 61 ist lokal bei der jeweiligen Batterie 91-96 angeordnet und z.B. durch eine drahtgebundene Verbindung mit dieser Verbunden. Das Managementsystem 61 kann zum Beispiel durch Software auf einem CPU implementiert sein. Alternativ oder zusätzlich könnte zum Beispiel ein Applikations-spezifischer Schaltkreis (ASIC) oder ein Feldprogrammierbares gated array (FPGA) verwendet werden. Die Batterien 91-96 könnten z.B. über ein Bussystem mit dem Managementsystem 61 kommunizieren. Die Batterien 91-96 umfassen auch eine Kommunikationsschnittstelle 62. Das Managementsystem 61 kann über die Kommunikationsschnittstelle 62 eine Kommunikationsverbindung 49 mit dem Server 81 aufbauen.The batteries 91-96 comprise or are associated with one or more management systems 61, eg a BMS or other control logic such as an on-board unit in the case of a vehicle. The manage Management system 61 is arranged locally at the respective battery 91-96 and is connected to it, for example, by a wired connection. The management system 61 can be implemented by software on a CPU, for example. Alternatively or additionally, an application-specific integrated circuit (ASIC) or a field-programmable gated array (FPGA) could be used, for example. The batteries 91-96 could communicate with the management system 61 via a bus system, for example. The batteries 91-96 also include a communication interface 62. The management system 61 can establish a communication connection 49 with the server 81 via the communication interface 62.

Während in 2 das Managementsystem 61 separat von den Batterien 91-96 gezeichnet ist, wäre es in anderen Beispielen auch möglich, dass das Managementsystem 61 Teil der Batterien 91-96 ist.while in 2 management system 61 is drawn separately from batteries 91-96, in other examples it would also be possible for management system 61 to be part of batteries 91-96.

Außerdem umfassen die Batterien 91-96 ein oder mehrere Batterieblöcke 63. Jeder Batterieblock 63 umfasst typischerweise eine Anzahl von parallel geschalteten und/oder seriell geschalteten Batteriezellen. Dort kann elektrische Energie gespeichert werden.In addition, the batteries 91-96 include one or more battery packs 63. Each battery pack 63 typically includes a number of battery cells connected in parallel and/or in series. Electrical energy can be stored there.

Typischerweise kann das Managementsystem 61 auf ein oder mehrere Sensoren in den ein oder mehreren Batterieblöcken 63 zurückgreifen. Die Sensoren können zum Beispiel den Stromfluss und/oder die Spannung in zumindest einigen der Batteriezellen messen. Die Sensoren können alternativ oder zusätzlich auch andere Größen im Zusammenhang mit zumindest einigen der Batteriezellen messen, beispielsweise Temperatur, Volumen, Druck, etc. der Batterie zu bestimmen und in Form von Zustandsdaten 41 an den Server 81 senden. Das Managementsystem 61 kann auch eingerichtet sein, um ein Thermomanagement und/oder ein Lademanagement der jeweiligen Batterie 91-96 zu implementieren. Im Zusammenhang mit dem Thermomanagement könnte das Managementsystem 61 zum Beispiel eine Kühlung und/oder einer Heizung steuern. Im Zusammenhang mit dem Lademanagement könnte das Managementsystem 61 zum Beispiel eine Laderate oder eine Tiefe von Entladungen steuern. Das Managementsystem 61 kann also ein oder mehrere Betriebsrandbedingungen des Betriebs der jeweiligen Batterie 91-96 einstellen, beispielsweise basierend auf den Steuerdaten 42.Typically, the management system 61 can rely on one or more sensors in the one or more battery packs 63 . For example, the sensors may measure current flow and/or voltage in at least some of the battery cells. Alternatively or additionally, the sensors can also measure other variables in connection with at least some of the battery cells, for example to determine the temperature, volume, pressure, etc. of the battery and send them to the server 81 in the form of status data 41 . Management system 61 can also be set up to implement thermal management and/or charging management of the respective battery 91-96. In connection with thermal management, management system 61 could control cooling and/or heating, for example. For example, in the context of charge management, the management system 61 could control a charge rate or a depth of discharges. The management system 61 can therefore set one or more operating boundary conditions for the operation of the respective battery 91-96, for example based on the control data 42.

3 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit dem Server 81. Der Server 81 umfasst einen Prozessor 51 sowie einen Speicher 52. Der Speicher 52 kann ein flüchtiges Speicherelement und/oder ein nicht-flüchtiges Speicherelement umfassen. Außerdem umfasst der Server 81 auch eine Kommunikationsschnittstelle 53. Der Prozessor 51 kann über die Kommunikationsschnittstelle 53 eine Kommunikationsverbindung 49 mit jeder der Batterien 91-96 und der Datenbank 82 aufbauen. 3 12 illustrates aspects related to the server 81. The server 81 includes a processor 51 and a memory 52. The memory 52 may include a volatile memory element and/or a non-volatile memory element. In addition, the server 81 also includes a communication interface 53. The processor 51 can establish a communication link 49 with each of the batteries 91-96 and the database 82 via the communication interface 53. FIG.

Zum Beispiel kann Programmcode im Speicher 52 gespeichert sein und vom Prozessor 51 geladen werden. Der Prozessor 51 kann dann den Programmcode ausführen. Das Ausführen des Programmcodes bewirkt, dass der Prozessor 51 ein oder mehrere der folgenden Prozesse ausführt, wie sie im Zusammenhang mit den verschiedenen Beispielen hierin im Detail beschrieben sind: Charakterisierung von Batterien 91-96; Ausführen eines ML Algorithmus zum Bestimmen eines Alterungswerts für die Batterien 91-96; Steuern des Betriebs der Batterien 91-96 über Steuerdaten; Empfangen von gemessenen Betriebsobservablen von den Batterien 91-96; Hinterlegen von einem Ergebnis der Charakterisierung einer entsprechenden Batterie 91-96 in einer Datenbank 82; etc..For example, program code may be stored in memory 52 and loaded by processor 51 . The processor 51 can then execute the program code. Execution of the program code causes processor 51 to perform one or more of the following processes, as described in detail in connection with the various examples herein: characterization of batteries 91-96; running an ML algorithm to determine a aging value for the batteries 91-96; controlling the operation of the batteries 91-96 via control data; receiving measured operational observables from batteries 91-96; storing a result of the characterization of a corresponding battery 91-96 in a database 82; Etc..

4 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens. Das Verfahren dient der Charakterisierung einer Batterie. Das Verfahren charakterisiert die Alterung der Batterie und verwendet dazu einen ML Algorithmus. Zum Beispiel könnte das Verfahren auf einem zentralen Server (vgl. 1, Server 81) ausgeführt werden. Es wäre auch denkbar, dass nur Teile des Verfahrens auf einem zentralen Server ausgeführt werden und andere Teile des Verfahrens auf einem Managementsystem, das lokal bei einer Batterie angeordnet ist, ausgeführt werden. Es wäre ferner denkbar, dass das gesamte Verfahren auf einem lokalen Managementsystem einer Batterie ausgeführt wird. 4 Figure 12 is a flow diagram of an example method. The method is used to characterize a battery. The method characterizes the aging of the battery using an ML algorithm. For example, the procedure could be run on a central server (cf. 1 , Server 81) are running. It would also be conceivable that only parts of the method are executed on a central server and other parts of the method are executed on a management system that is arranged locally at a battery. It would also be conceivable for the entire method to be executed on a local battery management system.

In 4 sind optionale Blöcke mit gestrichelten Linien dargestellt.In 4 optional blocks are shown with dashed lines.

Zunächst werden in Block 5005 Messdaten erhalten. Das bedeutet, dass gemessene Werte für ein oder mehrere Betriebsobservablen einer Batterie erhalten werden. Diese sind während eines Beobachtungszeitraums erfasst. Zum Beispiel könnten gemessene Stromwerte und/oder gemessene Spannungswerte erhalten werden. Alternativ oder zusätzlich können gemessene Temperaturwerte der Batterie erhalten werden.First, in block 5005, measurement data is obtained. This means that measured values are obtained for one or more operational observables of a battery. These are recorded during an observation period. For example, measured current values and/or measured voltage values could be obtained. Alternatively or additionally, measured temperature values of the battery can be obtained.

Block 5005 könnte zum Beispiel das Auslesen entsprechender Sensoren der Batterie umfassen. Block 5005 könnte alternativ oder zusätzlich das Empfangen entsprechender Zustandsdaten (vergleiche 1: Zustandsdaten 41) über eine Kommunikationsschnittstelle umfassen. Die Messdaten könnten auch aus einem Speicher oder einer Datenbank gelesen werden.For example, block 5005 could include reading appropriate sensors of the battery. Alternatively or additionally, block 5005 could include receiving corresponding status data (cf 1 : include status data 41) via a communication interface. The measurement data could also be read from a memory or a database.

Es wäre dann optional möglich, dass die gemessenen Werte der ein oder mehreren Betriebsobservablen augmentiert werden, um derart eine Prädiktion einer Belastung der Batterie für die Zukunft über einen entsprechenden Beobachtungszeitraum hinaus zu erhalten. Eine solche Augmentierung könnte zum Beispiel eine statistische Belastung während des Beobachtungszeitraums auch für einen Vorhersagezeitraum fortführen.It would then be optionally possible for the measured values of the one or more operating observables to be augmented in order to obtain a prediction of a load on the battery for the future beyond a corresponding observation period. Such an augmentation could, for example, continue a statistical load during the observation period for a prediction period.

Basierend auf einer solchen Augmentierung können dann erweiterte gemessene Werte für die ein oder mehreren Betriebsobservablen erhalten werden. Eine solche Augmentierung dient dazu, einen Alterungswert für einen zukünftigen Zeitraum vorherzusagen zu können. Wird keine Vorhersage für einen zukünftigen Zeitraum gewünscht, so kann die Augmentierung in Block 5010 auch entfallen.Based on such an augmentation, augmented measured values for the one or more operational observables can then be obtained. Such an augmentation serves to be able to predict an aging value for a future period. If no forecast is desired for a future time period, the augmentation in block 5010 can also be omitted.

Anschließend wird in Block 5015 eine Eingabe-Datenstruktur für den ML Algorithmus bestimmt. Die Eingabe-Datenstruktur kann mehrere Zeitreihen umfassen. Diese Zeitreihen können jeweils Werte von ein oder mehreren Betriebsobservablen der Batterie zu entsprechenden Zeitpunkten, die charakteristisch für die jeweilige Zeitreihe sind, aufweisen. Solche Zeitpunkte können jeweils basierend auf einem jeweiligen Abtastschema (welches die Messdaten abtastet) bestimmt werden, wobei das Abtastschema in einer mit der entsprechenden Zeitreihe assoziierten Domäne bestimmt ist. Beispielsweise könnte eine erste Zeitreihe erste Stromwerte und erste Spannungswerte bei ersten Zeitpunkten im Beobachtungszeitraum umfassen (und gegebenenfalls auch im Vorhersagezeitraum), die auf einem in einer Zeitdomäne vorgegebenen ersten Abtastschema angeordnet sind. Eine zweite Zeitreihe könnte zweite Stromwerte und zweite Spannungswerte bei zweiten Zeitpunkten umfassen, wobei die zweiten Zeitpunkte gemäß einem in einer Belastungsdomäne vorgegebenen zweiten Abtastschema angeordnet sind.Then, in block 5015, an input data structure for the ML algorithm is determined. The input data structure can include multiple time series. These time series can each have values of one or more operating observables of the battery at corresponding points in time that are characteristic of the respective time series. Such points in time can each be determined based on a respective sampling scheme (which samples the measurement data), the sampling scheme being determined in a domain associated with the corresponding time series. For example, a first time series could include first current values and first voltage values at first points in time in the observation period (and possibly also in the prediction period), which are arranged on a first sampling scheme specified in a time domain. A second time series could include second current values and second voltage values at second points in time, the second points in time being arranged according to a second sampling scheme predetermined in a stress domain.

Dabei kann in Block 5015 je nach Abtastschema eine Interpolationsoperation verwendet werden, um die erste Zeitreihe und die zweite Zeitreihe zu bestimmen. Zum Beispiel könnte eine lineare Interpolation zwischen gemessenen Stromwerten erfolgen, um einen Stromwert für die erste Zeitreihe zu einem (Ziel-)Zeitpunkt zu erhalten, der zwischen den Zeitpunkten der beiden gemessenen Stromwerte liegt. Wenn die Abweichung zwischen diesem Ziel-Zeitpunkt und den Zeitpunkten der beiden gemessenen Stromwerte hinreichend klein ist, kann auch auf eine Interpolationsoperation verzichtet werden und direkt einer der gemessenen Stromwerte verwendet in der Zeitreihe werden (z.B. der nächstliegende).Depending on the sampling scheme, an interpolation operation can be used in block 5015 to determine the first time series and the second time series. For example, a linear interpolation between measured current values could be performed in order to obtain a current value for the first time series at a (target) point in time that lies between the points in time of the two measured current values. If the deviation between this target time and the times of the two measured current values is sufficiently small, an interpolation operation can be dispensed with and one of the measured current values can be used directly in the time series (e.g. the closest one).

Die Interpolationsoperation könnte eine Länge der Datenstruktur als Randbedingung berücksichtigen. Allgemein formuliert kann die Länge der Datenstruktur durch das Abtastschema vorgegeben sein. Durch die Interpolationsoperation kann eine Reduktion der ersten Stromwerte und der ersten Spannungswerte in Bezug auf die gemessenen Stromwerte und die gemessene Spannungswerte bewirkt werden. Ebenso kann eine Reduktion der zweiten Stromwerte und der zweiten Spannungswerte in Bezug auf die gemessenen Stromwerte die gemessene Spannungswerte bewirkt werden. Dies bedeutet, dass die Datenstruktur, die als Eingabe in den ML Algorithmus dient, kleiner sein kann, als die ursprünglichen Messdaten. Dadurch kann eine kürzere Laufzeit des ML Algorithmus ermöglicht werden.The interpolation operation could constrain a length of the data structure. Generally speaking, the length of the data structure can be predetermined by the scanning scheme. The first current values and the first voltage values can be reduced in relation to the measured current values and the measured voltage values by the interpolation operation. Likewise, the second current values and the second voltage values can be reduced in relation to the measured current values and the measured voltage values. This means that the data structure that serves as input to the ML algorithm can be smaller than the original measurement data. This allows for a shorter runtime of the ML algorithm.

In Block 5020 kann dann der Alterungswert bestimmt werden. Dies basiert auf der Datenstruktur, die als Ergebnis von Block 5015 erhalten wird. Die Datenstruktur dient als Eingabe in einen ML Algorithmus. Das bedeutet, dass keine weitere Verarbeitung zwischen Block 5015 und Block 5020 erfolgen muss.In block 5020, the aging value can then be determined. This is based on the data structure obtained as a result of block 5015. The data structure serves as input to an ML algorithm. This means that no further processing needs to occur between block 5015 and block 5020.

Die Datenstruktur beinhaltet eine Konkatenierung mehrerer Zeitreihen, die Werte für ein oder mehrere Betriebsobservablen an jeweiligen Zeitpunkten beinhalten, die gemäß eines entsprechenden Abtastschemas bestimmt sind. Die Datenstruktur kann weiterhin Zeitstempel für die entsprechenden Zeitpunkte beinhalten.The data structure includes a concatenation of multiple time series containing values for one or more operational observables at respective points in time determined according to a respective sampling scheme. The data structure can also contain time stamps for the corresponding points in time.

Optional wäre es in Block 5025 dann möglich, basierend auf dem Alterungswert den Betrieb der jeweiligen Batterie zu steuern. Beispielsweise könnten Betriebsrandbedingungen vorgegeben werden.It would then optionally be possible in block 5025 to control the operation of the respective battery based on the aging value. For example, operating boundary conditions could be specified.

5 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit der Verarbeitung von Messdaten 501, um einen Alterungswert 99 einer Batterie zu bestimmen. Die Datenverarbeitung aus 5 könnte zum Beispiel das Verfahren aus 4 implementieren. 5 illustrates aspects related to the processing of measurement data 501 to determine an aging value 99 of a battery. Data processing off 5 For example, the procedure might look like 4 to implement.

Zunächst werden Messdaten 501 erhalten, beispielsweise gemessene Stromwerte und gemessene Spannungswerte und gemessene Temperaturwerte. Diese werden in einem Vorverarbeitungsalgorithmus 505 verarbeitet, um anschließend eine Datenstruktur 510 zu erhalten, die als Eingabe in einen ML Algorithmus 515 dient. Basierend auf der Datenstruktur 510 bestimmt der ML Algorithmus 515 den SOH 99 als Alterungswert. Der SOH 99 könnte zum Beispiel die Kapazität in absolute Größe angeben (etwa: Amperestunden).First, measurement data 501 is obtained, for example measured current values and measured voltage values and measured temperature values. These are processed in a pre-processing algorithm 505 in order to subsequently obtain a data structure 510 which serves as input to an ML algorithm 515 . Based on the data structure 510, the ML algorithm 515 determines the SOH 99 as the aging value. For example, the SOH 99 could indicate the capacity in absolute terms (say: ampere-hours).

Die Datenstruktur 510 (vergleiche 4: Block 5015) ist eine Matrix, die für verschiedene Zeitpunkte („t“) jeweils Spannungswerte, Stromwerte und Temperaturwerte angibt. Die Zeitstempel in der vierten Spalte der Matrix sind hilfreich, wenn diese nicht äquidistant in der Zeitdomäne angeordnet sind - was typischerweise bei einem vom Vorverarbeitungsalgorithmus 505 verwendeten Abtastschema, das in einer Belastungsdomäne definiert ist, der Fall wäre.The data structure 510 (compare 4 : block 5015) is a matrix that indicates voltage values, current values and temperature values for different points in time (“t”). The timestamps in the fourth column of the matrix are useful when they are not equidistant in the time domain - which would typically be the case for a sampling scheme used by the preprocessing algorithm 505 that is defined in a load domain.

6 illustriert Aspekte im Zusammenhang mit den Messdaten 501 in einem Beobachtungszeitraum 585, sowie der Datenstruktur 510 und dem Vorverarbeitungsalgorithmus 505. 6 illustrates aspects related to the measurement data 501 in an observation period 585, as well as the data structure 510 and the pre-processing algorithm 505.

In 6, oben ist eine Zeitabhängigkeit des Betriebsstroms der Batterie, das heißt gemessene Stromwerte, mit der gestrichelten Linie dargestellt (tatsächlich sind die gemessenen Stromwerte diskret in der Zeitdomäne; aufgrund der hohen Abtastrate der Messung ist in 6, oben eine Linie zur Illustration dargestellt). Der Beobachtungszeitraum 585 ist dabei ca. 10 Stunden lang und umfasst mehrere Lade- und Entladevorgänge.In 6 , above is a time dependence of the operating current of the battery, i.e. measured current values, is shown with the dashed line (in fact, the measured current values are discrete in the time domain; due to the high sampling rate of the measurement, in 6 , shown above a line for illustration). The observation period 585 is about 10 hours long and includes several charging and discharging processes.

Basierend auf den gemessenen Stromwerten wird dann eine erste Zeitreihe 581 mit ersten Stromwerten (gefüllte Kreise in 6, oben) erhalten und eine zweite Zeitreihe 582 mit zweiten Stromwerten (Sterne in 6, oben) erhalten. Die erste Zeitreihe 581 und die zweite Zeitreihe 582 decken denselben Beobachtungszeitraum 585 ab; d.h. die Zeitpunkte der ersten und zweiten Stromwerte wechseln sich in der Zeitdomäne ab. Die ersten Stromwerte - das heißt die gefüllten Kreise - weisen alle einen äquidistanten Abstand zueinander in der Zeitdomäne (das heißt in der Skalierung der X-Achse aus 6, oben und unten) auf. Dies ist der Fall, weil die entsprechenden Zeitpunkte für die ersten Stromwerte basierend auf einem entsprechenden Abtastschema, dass es in der Zeitdomäne definiert ist, ermittelt werden. In der Darstellung der 6 nimmt die Zeit linear als Funktion der Position der X-Achse zu (das ist die gepunktet-gestrichelte Linie in 6, unten; die diese lineare Abhängigkeit zeigt).Based on the measured current values, a first time series 581 with first current values (filled circles in 6 , above) and a second time series 582 with second current values (stars in 6 , above). The first time series 581 and the second time series 582 cover the same observation period 585; ie the times of the first and second current values alternate in the time domain. The first current values - i.e. the filled circles - all show an equidistant distance from each other in the time domain (i.e. in the scaling of the X-axis 6 , top and bottom) on. This is because the corresponding points in time for the first current values are determined based on a corresponding sampling scheme defined in the time domain. In the representation of 6 time increases linearly as a function of the X-axis position (this is the dotted-dashed line in 6 , below; showing this linear dependency).

Die zweiten Stromwerte - das heißt die Sterne in 6, oben - der zweiten Zeitreihe weisen keinen äquidistanten Abstand zueinander in der Zeitdomäne (das heißt in der Skalierung der X-Achse in 6, oben) auf. Dies ist der Fall, weil die entsprechenden Zeitpunkte für die zweiten Stromwerte basierend auf einem entsprechenden Abtastschema, welches in der Ladungsdurchsatz-Domäne definiert ist, ermittelt werden. Zwischen zwei benachbarten Zeitpunkten der zweiten Zeitreihe 582 (das heißt zwischen zwei Sternen in 6, oben), fließt immer dieselbe Ladung, das heißt die Batterie wird um denselben Betrag geladen oder entladen. Dies ist in 6, unten durch die nichtlineare Korrelation des Ladungsdurchsatzes zum Fortschreiten der Zeit mittels der gestrichelten Linie dargestellt.The second current values - that is, the stars in 6 , above - the second time series do not have an equidistant distance to each other in the time domain (i.e. in the scaling of the X-axis in 6 , above) on. This is because the respective times for the second current values are determined based on a respective sampling scheme defined in the charge throughput domain. Between two adjacent points in time of the second time series 582 (i.e. between two stars in 6 , above), the same charge always flows, i.e. the battery is charged or discharged by the same amount. this is in 6 , shown below by the non-linear correlation of charge throughput with progression of time by the dashed line.

Selbstverständlich können die Merkmale der vorab beschriebenen Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale nicht nur in den beschriebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder für sich genommen verwendet werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.Of course, the features of the embodiments and aspects of the invention described above can be combined with one another. In particular, the features can be used not only in the combinations described, but also in other combinations or taken on their own, without departing from the field of the invention.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • CN 111832220 A [0005]CN 111832220A [0005]

Claims (18)

Computer-implementiertes Verfahren zum Bestimmen eines Alterungswerts (99) einer Batterie, wobei das Verfahren umfasst: - Erhalten von gemessenen Stromwerten eines Betriebsstroms der Batterie (91-96) während eines Beobachtungszeitraums (585) und von gemessenen Spannungswerten einer Betriebsspannung der Batterie (91) während des Beobachtungszeitraums (585), - basierend auf den gemessenen Stromwerten und den gemessenen Spannungswerten: Bestimmen einer ersten Zeitreihe (581) von ersten Stromwerten und ersten Spannungswerten, wobei die erste Zeitreihe (581) erste Zeitpunkte der ersten Stromwerte und der ersten Spannungswerte im Beobachtungszeitraum (585) umfasst, die gemäß einem in einer Zeitdomäne vorgegebenen ersten Abtastschema angeordnet sind, und - basierend auf den gemessenen Stromwerten und den gemessenen Spannungswerten: Bestimmen einer zweiten Zeitreihe (582) von zweiten Stromwerten und zweiten Spannungswerten, wobei die zweite Zeitreihe zweite Zeitpunkte der zweiten Stromwerte und der zweiten Spannungswerte im Beobachtungszeitraum (585) umfasst, die auf einem in einer mit einem Betriebsbelastungsparameter der Batterie assoziierten Domäne vorgegebenen zweiten Abtastschema angeordnet sind, und - basierend auf der ersten Zeitreihe (581) und der zweiten Zeitreihe (582) und unter Verwendung eines maschinengelernten Algorithmus (515), Bestimmen des Alterungswerts (99).A computer-implemented method for determining an aging value (99) of a battery, the method comprising: - obtaining measured current values of an operating current of the battery (91-96) during an observation period (585) and measured voltage values of an operating voltage of the battery (91) during the observation period (585), - based on the measured current values and the measured voltage values: determining a first time series (581) of first current values and first voltage values, the first time series (581) comprising first points in time of the first current values and the first voltage values in the observation period (585), which according to are arranged in a first sampling scheme predetermined in a time domain, and - based on the measured current values and the measured voltage values: determining a second time series (582) of second current values and second voltage values, the second time series comprising second points in time of the second current values and of the second voltage values in the observation period (585), which are based on one in a arranged with a domain associated with an operational load parameter of the battery predetermined predetermined second sampling scheme, and - based on the first time series (581) and the second time series (582) and using a machine-learned algorithm (515), determining the aging value (99). Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Alterungswert einen Absolutwert einer Kapazität oder Impedanz der Batterie (91-96) angibt.procedure after claim 1 , wherein the aging value indicates an absolute value of a capacity or impedance of the battery (91-96). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: - Konkatenieren der ersten Zeitreihe und der zweiten Zeitreihe zum Erhalten einer Datenstruktur (510), wobei die Datenstruktur (510) als Eingabe in den maschinengelernten Algorithmus (515) dient.procedure after claim 1 or 2 , the method further comprising: - concatenating the first time series and the second time series to obtain a data structure (510), the data structure (510) serving as input to the machine-learned algorithm (515). Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Datenstruktur weiterhin erste Zeitstempel für die ersten Zeitpunkte der ersten Zeitreihe sowie zweite Zeitstempel für die zweiten Zeitpunkte der zweiten Zeitreihe umfasst.procedure after claim 3 , wherein the data structure further includes first time stamps for the first points in time in the first time series and second time stamps for the second points in time in the second time series. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die erste Zeitreihe und die zweite Zeitreihe unter Verwendung einer Interpolationsoperation, die jeweils auf die gemessenen Stromwerte und Spannungswerte angewendet wird, bestimmt werden.A method according to any one of the preceding claims, wherein the first time series and the second time series are determined using an interpolation operation applied to the measured current values and voltage values, respectively. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, sowie nach Anspruch 5, wobei die Interpolationsoperation eine Länge der Datenstruktur als Randbedingung berücksichtigt.procedure after claim 3 or 4 , as well as after claim 5 , where the interpolation operation considers a length of the data structure as a constraint. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste Zeitreihe und die zweite Zeitreihe auf einer ersten Datenverarbeitungsanlage bestimmt werden, die lokal bei der Batterie angeordnet ist, wobei der Alterungswert auf einer zweiten Datenverarbeitungsanlage bestimmt wird, die nicht lokal bei der Batterie angeordnet ist.procedure after claim 5 or 6 , wherein the first time series and the second time series are determined on a first data processing system, which is arranged locally at the battery, wherein the aging value is determined on a second data processing system, which is not arranged locally at the battery. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Interpolationsoperation eine Reduktion der ersten Stromwerte und der ersten Spannungswerte in Bezug auf die gemessenen Stromwerte und die gemessenen Spannungswerte bewirkt, wobei die Interpolationsoperation eine Reduktion der zweiten Stromwerte und der zweiten Spannungswerte in Bezug auf die gemessenen Stromwerte und die gemessenen Spannungswerte bewirkt.Procedure according to one of Claims 5 until 7 , wherein the interpolation operation causes a reduction of the first current values and the first voltage values in relation to the measured current values and the measured voltage values, wherein the interpolation operation causes a reduction in the second current values and the second voltage values in relation to the measured current values and the measured voltage values. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Beobachtungszeitraum mehrere Ladezyklen und mehrere Entladezyklen und mehrere Ruhezyklen der Batterie umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein the observation period comprises a plurality of charging cycles and a plurality of discharging cycles and a plurality of rest cycles of the battery. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Beobachtungszeitraum kürzer als 5% eines Zeitraums seit Inbetriebnahme der Batterie ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the observation period is less than 5% of a period since the battery was put into service. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein Beginn und ein Ende des Beobachtungszeitraums unabhängig von einem Betrieb der Batterie bestimmt sind.Procedure according to one of Claims 1 until 10 , wherein a beginning and an end of the observation period are determined independently of an operation of the battery. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: - Überwachen eines Betriebs der Batterie, und - Bestimmen eines Beginns und eines Endes des Beobachtungszeitraums in Abhängigkeit von dem Überwachen des Betriebs der Batterie.Procedure according to one of Claims 1 until 10 , the method further comprising: - monitoring an operation of the battery, and - determining a beginning and an end of the observation period depending on the monitoring of the operation of the battery. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: - Erhalten von gemessenen Temperaturwerten einer Betriebstemperatur der Batterie während des Beobachtungszeitraums, wobei die erste Zeitreihe weiterhin erste Temperaturwerte umfasst und basierend auf den gemessenen Temperaturwerten bestimmt wird, wobei die zweite Zeitreihe weiterhin zweite Temperaturwerte umfasst und basierend auf den gemessenen Temperaturwerten bestimmt wird.A method according to any one of the preceding claims, wherein the method further comprises: - obtaining measured temperature values of an operating temperature of the battery during the observation period, wherein the first time series also includes first temperature values and is determined based on the measured temperature values, wherein the second time series also includes second temperature values and is determined based on the measured temperature values. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Betriebsbelastungsparameter einen Ladungsdurchsatz eines Betriebs der Batterie umfasst oder einen Leistungsdurchsatz des Betriebs der Batterie umfasst.A method as claimed in any preceding claim, wherein the operational load parameter comprises a charge throughput of operation of the battery or comprises a power throughput of operation of the battery. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: - Augmentieren der gemessenen Stromwerte und der gemessenen Spannungswerte, um erweitere gemessene Stromwerte und erweitere gemessene Spannungswerte zu erhalten, die eine Prädiktion einer Belastung der Batterie für die Zukunft über den Beobachtungszeitraum hinaus abbilden, wobei die erste Zeitreihe und die zweite Zeitreihe basierend auf den erweiterten gemessenen Stromwerten und den erweiterten gemessenen Spannungswerten basiert.A method according to any one of the preceding claims, wherein the method further comprises: - Augmenting the measured current values and the measured voltage values in order to obtain extended measured current values and extended measured voltage values, which depict a prediction of a load on the battery for the future beyond the observation period, the first time series and the second time series being based on the extended measured values current values and the extended measured voltage values. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das erste Abtastschema eine äquidistante Anordnung der ersten Zeitpunkte in der Zeitdomäne definiert, wobei das zweite Abtastschema eine äquidistante Anordnung der zweiten Zeitpunkte in der mit dem Betriebsbelastungsparameter der Batterie assoziierten Domäne definiert.Method according to one of the preceding claims, wherein the first sampling scheme defines an equidistant arrangement of the first points in time in the time domain, wherein the second sampling scheme defines an equidistant arrangement of the second points in time in the domain associated with the operating load parameter of the battery. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das erste Abtastschema eine Varianz für einen ersten Abstand zwischen den ersten Zeitpunkten definiert, wobei das zweite Abtastschema eine Varianz für einen zweiten Abstand zwischen den zweiten Zeitpunkten definiert.Method according to one of the preceding claims, wherein the first sampling scheme defines a variance for a first distance between the first points in time, wherein the second sampling scheme defines a variance for a second distance between the second points in time. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: - basierend auf dem Alterungswerts, Steuern eines Betriebs der Batterie.A method according to any one of the preceding claims, wherein the method further comprises: - based on the aging value, controlling an operation of the battery.
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