DE102021201166A1 - Method and device for providing operating data from a large number of devices - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein computer-implementiertes Verfahren zum Reduzieren einer Datenmenge von Betriebsgrößenverläufen einer Vielzahl von Geräten (41), umfassend:
- Bereitstellen (S1) einer Menge von Datensätzen aus Betriebsgrößenverläufen;
- Zusammenfassen (S4, S5) von ähnlichen Datensätzen aus der Menge von Datensätzen zu einem resultierenden Datensatz und Zuordnung eines Häufigkeitswerts zu dem resultierenden Datensatz;
- Auswählen (S6) einer vorgegebenen Anzahl der entsprechend den Häufigkeitswerten häufigsten Datensätze, um eine reduzierte Menge an Datensätzen zu erhalten;
- Verwenden (S7) der reduzierten Menge an Datensätzen für eine Weiterverarbeitung.
The invention relates to a computer-implemented method for reducing a data volume of performance variable profiles of a multiplicity of devices (41), comprising:
- Providing (S1) a set of data sets from operating variable profiles;
- Merging (S4, S5) of similar data sets from the set of data sets to form a resulting data set and assigning a frequency value to the resulting data set;
- Selecting (S6) a predetermined number of the most frequent data records according to the frequency values in order to obtain a reduced set of data records;
- Using (S7) the reduced set of data records for further processing.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Reduzieren einer Datenmenge beim Bereitstellen von Betriebsdaten einer Vielzahl von Geräten für die Verwendung bei einer Modellerstellung, einer Zustandsbestimmung oder einer Zustandsprädiktion.The invention relates to methods for reducing an amount of data when providing operating data from a large number of devices for use in model creation, state determination or state prediction.
Technischer HintergrundTechnical background
Zur Unterstützung des Betriebs von technischen Geräten, wie z. B. Energiespeichersysteme für elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge, werden häufig Betriebsgrößendaten einer Vielzahl von Geräten an eine Zentraleinheit, eine sogenannte Cloud, übermittelt. Die in der Zentraleinheit gesammelten Daten ermöglichen eine genaue Modellerstellung über das Verhalten des betreffenden Geräts und eine Zustandsbestimmung und Zustandsprädiktion für die Geräte.To support the operation of technical devices such. B. energy storage systems for electrically powered vehicles, operating variable data from a variety of devices are often transmitted to a central unit, a so-called cloud. The data collected in the central unit enables an accurate modeling of the behavior of the device in question and a state determination and state prediction for the devices.
Im Falle von Fahrzeugbatterien als Geräte in Kraftfahrzeugen können derartige Modelle Batteriemanagementsysteme unterstützen, die Anforderungen an die funktionale Sicherheit zu realisieren und beispielsweise batteriespezifische Parameter, wie den Ladungszustand (SOC: State of Charge) oder den Alterungszustand (SoH: State of Health), anzugeben. Obwohl Batteriemanagementsysteme eine Vielzahl von Funktionen ausführen und den Ladungszustand und den Alterungszustand autark berechnen, ermöglichen es die in der Zentraleinheit gesammelten Betriebsgrößendaten, die verwendeten Modelle zu präzisieren und/oder den Rechenaufwand in dem jeweiligen Batteriemanagementsystem zu reduzieren.In the case of vehicle batteries as devices in motor vehicles, such models can support battery management systems in realizing the requirements for functional safety and, for example, in specifying battery-specific parameters such as the state of charge (SOC: State of Charge) or the aging state (SoH: State of Health). Although battery management systems perform a large number of functions and calculate the state of charge and state of health independently, the operating variable data collected in the central unit make it possible to specify the models used and/or to reduce the computing effort in the respective battery management system.
Das Sammeln der Betriebsgrößendaten von einer Vielzahl von Geräten, d. h. der Betriebsgrößenverläufe für die Fahrzeugbatterien einer Vielzahl von Fahrzeugen einer Fahrzeugflotte, ermöglichen eine ausführliche Analyse des Verhaltens der Fahrzeugbatterien und ermöglichen zusätzliche Aussagen zur Lebensdauer der Fahrzeugbatterie oder zu Möglichkeiten von batterieschonenden Ladephasen abhängig von der individuellen Nutzung der Fahrzeugbatterien in der betrachteten Fahrzeugflotte. Dadurch kann ein erheblicher Informationsgewinn genutzt werden, der beispielsweise eine generelle Verlängerung der Lebensdauern der Fahrzeugbatterien aller Fahrzeuge ermöglicht.Collecting the performance data from a variety of devices, i. H. of the operating variable curves for the vehicle batteries of a large number of vehicles in a vehicle fleet, enable a detailed analysis of the behavior of the vehicle batteries and enable additional statements to be made about the service life of the vehicle battery or about the possibilities of battery-saving charging phases depending on the individual use of the vehicle batteries in the vehicle fleet under consideration. As a result, a significant gain in information can be used, which, for example, enables a general extension of the service life of the vehicle batteries in all vehicles.
Die in der Zentraleinheit gesammelten Betriebsgrößendaten (Flottendaten) werden in der Regel in einem sehr kleinen Zeitraster von weniger als 1 Sekunde erfasst, sodass die anfallende Datenmenge im Laufe der Zeit sehr hoch werden. Mit zunehmender Datenmenge besteht zudem eine Herausforderung darin, die entsprechenden Algorithmen, insbesondere Algorithmen zur Zustandsbestimmung und -prädiktion und/oder zur Modellerstellung, in vertretbarer Zeit auszuführen, da sich der Rechen- und Speicheraufwand häufig exponentiell zur Datenmenge verhalten kann. Je nach Komplexität der Algorithmen kann bei starkem Wachstum der Datenmenge der Betriebsgrößendaten der Speicherplatz zur Speicherung und/oder die benötigte Rechenzeit zur Auswertung die verfügbaren Grenzen sprengen.The operating size data (fleet data) collected in the central unit is usually recorded in a very small time frame of less than 1 second, so that the amount of data generated becomes very high over time. As the amount of data increases, there is also a challenge in executing the corresponding algorithms, in particular algorithms for determining and predicting the state and/or for model creation, in a reasonable time, since the computing and memory requirements can often behave exponentially in relation to the amount of data. Depending on the complexity of the algorithms, the storage space for storage and/or the computing time required for evaluation can exceed the available limits in the event of strong growth in the data volume of the operating variable data.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Erfindungsgemäß sind ein Verfahren zum Reduzieren einer Datenmenge von Betriebsgrößendaten einer Vielzahl von Geräten gemäß Anspruch 1 sowie einer Zentraleinheit und ein Gesamtsystem mit einer Zentraleinheit und mit einer Vielzahl von mit dieser in Kommunikationsverbindung stehenden Geräten gemäß den nebengeordneten Ansprüchen vorgesehen.According to the invention, a method for reducing a data volume of operating variable data from a large number of devices according to
Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further developments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist ein Verfahren zum Reduzieren einer Datenmenge von Betriebsgrößenverläufen einer Vielzahl von Geräten vorgesehen, umfassend:
- - Bereitstellen einer Menge von Datensätzen aus Betriebsgrößenverläufen;
- - Zusammenfassen von ähnlichen bereitgestellten Datensätzen aus der Menge von Datensätzen zu einem resultierenden Datensatz und Zuordnung eines Häufigkeitswerts zu dem resultierenden Datensatz;
- - Auswählen einer vorgegebenen Anzahl der entsprechend den Häufigkeitswerten häufigsten Datensätze, um eine reduzierte Menge an Datensätzen zu erhalten; und
- - Verwenden der reduzierten Menge an Datensätzen für eine Weiterverarbeitung.
- - Provision of a set of data sets from company variable profiles;
- - Combining similar provided data sets from the set of data sets to form a resulting data set and assigning a frequency value to the resulting data set;
- - selecting a predetermined number of the most frequent data records according to the frequency values in order to obtain a reduced set of data records; and
- - Use of the reduced amount of data sets for further processing.
In einem Gesamtsystem, bei dem eine Vielzahl von Geräten mit einer Zentraleinheit in Kommunikationsverbindung steht, können in der Zentraleinheit Verläufe von einer oder mehreren Betriebsgrößen der Geräte erfasst werden. Die Betriebsgrößenverläufe können dann dazu dienen, das Verhalten der Geräte, wie beispielsweise von elektrischen Energiespeichern, insbesondere von Fahrzeugbatterien, zu charakterisieren, Beschreibungsmodelle zu modellieren und/oder Zustandsbestimmungen und/oder -prädiktionen vorzunehmen.In an overall system in which a large number of devices are in communication with a central unit, profiles of one or more operating variables of the devices can be recorded in the central unit. The performance variable profiles can then be used to characterize the behavior of the devices, such as electrical energy stores, in particular vehicle batteries, to model description models and/or to determine and/or predict states.
So können beispielsweise für Batterien von Fahrzeugen (als technische Geräte) die Verläufe des Ladezustands während Fahrzyklen analysiert werden, um beispielsweise die Alterung der Fahrzeugbatterien nachzuverfolgen. Dabei können die unterschiedlichen Alterungsverhalten der Fahrzeugbatterien abhängig von der Nutzung durch den jeweiligen Fahrer in geeigneter Weise erkannt und für eine Vorhersage einer Alterung oder für die Ausgabe von Fahrempfehlungen berücksichtigt werden.For example, for batteries in vehicles (as technical devices), the courses the state of charge can be analyzed during driving cycles, for example to track the aging of the vehicle batteries. The different aging behavior of the vehicle batteries depending on the use by the respective driver can be recognized in a suitable manner and taken into account for a prediction of aging or for the output of driving recommendations.
Bei einer Vielzahl von erfassten Datensätzen aus Verläufen von Betriebsgrößen umfasst die kumulierte Datenmenge häufig redundante Betriebsgrößenverläufe, die identisch oder sehr ähnlich zueinander sind, sodass viele Datensätze in der kumulierten Datenmenge vorhanden sind, die keinen weiteren Beitrag für die Modellerstellung, die Zustandsbestimmung oder die Zustandsprädiktion einzelner Geräte liefern können.With a large number of recorded data sets from the progression of operating variables, the cumulative data set often includes redundant operating variable progressions that are identical or very similar to one another, so that many data sets are present in the cumulative data set that make no further contribution to the model creation, the status determination or the status prediction of individual ones devices can deliver.
Um die Verarbeitung der Datensätze aus der Vielzahl von Geräten zu vereinfachen, wird vorgeschlagen, die Datenmenge so zu reduzieren, dass der Informationsverlust möglichst gering bleibt, wenn reduzierte Daten zur Modellbildung oder Zustandsbestimmung oder Zustandsprädiktion einzelner Geräte verwendet werden. Diesbezüglich ist erfindungsgemäß vorgesehen, Datensätze mit zueinander ähnlichen Betriebsgrößenverläufen zu resultierenden Datensätzen zusammenzufassen und nur eine Anzahl der resultierenden Datensätze mit den größten Häufigkeiten zur weiteren Auswertung zu verwenden. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduktion der Datenmenge der Betriebsgrößenverläufe aus der Vielzahl von Geräten und eine Minimierung des Informationsverlusts in der reduzierten Datenmenge. Dadurch können die Modellerstellung oder die Zustandsbestimmung, insbesondere hinsichtlich benötigter Rechenzeit und benötigtem Speicherplatz, ressourcenschonender durchgeführt werden.In order to simplify the processing of the data sets from the large number of devices, it is proposed to reduce the amount of data in such a way that the loss of information remains as small as possible when reduced data is used for modeling or for determining the state or predicting the state of individual devices. In this regard, it is provided according to the invention to combine data sets with performance variable profiles that are similar to one another to form the resulting data sets and to use only a number of the resulting data sets with the greatest frequencies for further evaluation. This enables a significant reduction in the amount of data on the course of operating variables from the large number of devices and a minimization of the loss of information in the reduced amount of data. As a result, the creation of the model or the determination of the state, in particular with regard to the required computing time and the required storage space, can be carried out in a more resource-saving manner.
Es kann vorgesehen sein, dass ähnliche Datensätze abhängig von einem vorgegebenen Toleranzbetrag bestimmt werden, wobei Datensätze zueinander ähnlich sind, wenn deren einander korrespondierenden Betriebsgrößen um nicht mehr als den vorgegebenen Toleranzbetrag voneinander abweichen.Provision can be made for similar data sets to be determined as a function of a specified tolerance amount, with data sets being similar to one another if their corresponding operating variables do not deviate from one another by more than the specified tolerance amount.
Weiterhin kann das Zusammenfassen der ähnlichen Datensätze durch Mittelwertbildung oder Medianbildung der jeweils einander korrespondierenden Werte der Betriebsgrößenverläufe der zusammenzufassenden Datensätze durchgeführt werden. Die einander korrespondierenden Werte entsprechen den Werten, die einander bezüglich des Verlaufsfortschritts entsprechen.Furthermore, the similar data sets can be combined by averaging or median formation of the corresponding values of the performance variable profiles of the data sets to be combined. The values that correspond to each other correspond to the values that correspond to each other in terms of progression of the course.
Gemäß einer Ausführungsform können die Datensätze von einer Vielzahl von Geräten in einer Zentraleinheit (Cloud) empfangen werden, wobei das Verwenden der reduzierten Menge an Datensätzen in der Zentraleinheit oder nach Rückübermitteln der reduzierten Menge an Datensätzen an eines oder mehrere der Vielzahl der Geräte in dem jeweiligen Gerät erfolgt.According to one embodiment, the data records can be received from a plurality of devices in a central unit (cloud), using the reduced set of data sets in the central unit or after retransmitting the reduced set of data sets to one or more of the plurality of devices in the respective device is done.
Das Maß der Datenreduktion kann durch den Toleranzbetrag und die Anzahl der ausgewählten Datensätze mit den größten Häufigkeitswerten flexibel angepasst werden, sodass die reduzierte Datenmenge an die zur Verfügung stehende Rechenkapazität für die Modellerstellung oder Zustandsbestimmung oder Zustandsprädiktion abgestimmt werden kann.The extent of the data reduction can be flexibly adjusted by the amount of tolerance and the number of selected data sets with the highest frequency values, so that the reduced amount of data can be matched to the computing capacity available for model creation or state determination or state prediction.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Zentraleinheit vorgesehen, die mit einer Vielzahl von Geräten in Kommunikationsverbindung steht, wobei die Zentraleinheit ausgebildet ist zum:
- - Bereitstellen einer Menge von Datensätzen aus Betriebsgrößenverläufen;
- - Zusammenfassen von ähnlichen Datensätzen aus der Menge von Datensätzen zu einem resultierenden Datensatz und Zuordnung eines Häufigkeitswerts zu dem resultierenden Datensatz;
- - Auswählen einer vorgegebenen Anzahl der entsprechend den Häufigkeitswerten häufigsten Datensätze, um eine reduzierte Menge an Datensätzen zu erhalten;
- - Übermitteln einer Information an eines oder mehrere der Geräte, die von der reduzierten Menge an Datensätzen abhängt.
- - Provision of a set of data sets from company variable profiles;
- - Combining similar data sets from the set of data sets to form a resulting data set and assigning a frequency value to the resulting data set;
- - selecting a predetermined number of the most frequent data records according to the frequency values in order to obtain a reduced set of data records;
- - Transmission of information to one or more of the devices that depends on the reduced amount of data sets.
Figurenlistecharacter list
Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Zentraleinheit und einer Vielzahl von Fahrzeugen einer Fahrzeugflotte; -
2 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Datenreduktion zur Reduzierung einer Datenmenge aus Datensätzen mit jeweils einem Betriebsgrößenverlauf für einen Fahrzyklus eines Fahrzeugs aus der Vielzahl von Fahrzeugen; und -
3a bis3e Tabellen mit mehreren Datensätzen, die jeweils einen realen oder gemittelten Betriebsgrößenverlauf darstellen, zur Veranschaulichung einer Datenmengenreduktion anhand eines Verlaufs eines fahrstreckenabhängigen Ladungszustands einer Fahrzeugbatterie.
-
1 a schematic representation of a system with a central unit and a plurality of vehicles of a vehicle fleet; -
2 a flowchart to illustrate a method for data reduction for reducing a data volume from data sets, each with an operating variable profile for a driving cycle of a vehicle from the plurality of vehicles; and -
3a until3e Tables with several data sets, each of which represents a real or averaged operating variable curve, to illustrate a reduction in the amount of data using a curve of a vehicle battery's state of charge as a function of the distance travelled.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Fahrzeugbatterien als Beispiel für technische Geräte beschrieben. Die Fahrzeugbatterien werden in Kraftfahrzeugen als Traktionsbatterien verwendet. Der Betrieb der Fahrzeugbatterien oder eines damit verbundenen Fahrzeugs soll durch ein Sammeln von Betriebsgrößen der Fahrzeugbatterien in einer Zentraleinheit und durch eine Auswertung basierend auf von einer Vielzahl von Fahrzeugen verbessert und/oder optimiert werden. Beispielsweise kann basierend auf den gesammelten Betriebsgrößen der Fahrzeugbatterien aus der Fahrzeugflotte ein Alterungszustandsmodell in der Zentraleinheit kontinuierlich aktualisiert bzw. nachtrainiert werden. Das Alterungszustandsmodell kann dann zur Ermittlung und Prädiktion von Alterungszuständen der einzelnen Fahrzeugbatterien verwendet werden.The method according to the invention is described below using vehicle batteries as an example of technical devices. The vehicle batteries are used in motor vehicles as traction batteries. The operation of the vehicle batteries or of a vehicle connected to it is to be improved and/or optimized by collecting operating variables of the vehicle batteries in a central unit and by evaluating them based on a large number of vehicles. For example, based on the collected operating variables of the vehicle batteries from the vehicle fleet, an aging state model can be continuously updated or retrained in the central unit. The aging state model can then be used to determine and predict aging states of the individual vehicle batteries.
Das obige Beispiel steht stellvertretend für eine Vielzahl von stationären oder mobilen insbesondere batteriebetriebenen Geräten mit netzunabhängiger Energieversorgung, wie beispielsweise Fahrzeuge (Elektrofahrzeuge, Pedelecs usw.), Anlagen, Werkzeugmaschinen, Haushaltsgeräte, IOT-Geräte, Gebäudeenergieversorgungen, Fluggeräte, insbesondere Drohnen, autonome Roboter und Geräte der Unterhaltungselektronik, insbesondere Mobiltelefone, und dergleichen, die über eine entsprechende Kommunikationsverbindung (z. B. LAN, Internet) mit einer Zentraleinheit (Cloud) in Verbindung stehen.The above example is representative of a large number of stationary or mobile, in particular battery-operated, devices with a mains-independent energy supply, such as vehicles (electric vehicles, pedelecs, etc.), systems, machine tools, household appliances, IOT devices, building energy supplies, aircraft, in particular drones, autonomous robots and Consumer electronics devices, in particular mobile phones and the like, which are connected to a central unit (cloud) via a corresponding communication connection (e.g. LAN, Internet).
Eines der Kraftfahrzeuge 4 ist in
In der Zentraleinheit 2 ist ein Datenspeicher 21 vorgesehen. Die in dem Datenspeicher 21 gespeicherten Datensätze werden in einer Prozessoreinheit 22 verarbeitet.A
Die Kraftfahrzeuge 4 senden an die Zentraleinheit 2 die Betriebsgrößen F, die zumindest Größen angeben, von denen der Alterungszustand der Fahrzeugbatterie 41 abhängt. Selbstverständlich kann auch jede andere Art von Verlaufsdaten für Betriebsgrößen übermittelt werden, abhängig davon, welche Funktion basierend auf den Betriebsgrößenverläufen in der Zentraleinheit 2 ausgeführt werden soll.The motor vehicles 4 send the operating variables F to the
Die Betriebsgrößen F können im Falle einer Fahrzeugbatterie einen momentanen Batteriestrom, eine momentane Batteriespannung, eine momentane Batterietemperatur und einen momentanen Ladezustand (SOC: State of Charge) angeben, sowohl auch Pack-, Modul- und / oder Zellebene. Die Betriebsgrößen F werden in einem schnellen Zeitraster von 0.1 Hz bis 100 Hz erfasst und können in unkomprimierter und/oder komprimierter Form regelmäßig an die Zentraleinheit 2 übertragen werden. Beispielsweise können die Zeitreihen der Betriebsgrößenverläufe im Abstand von 10 min bis mehreren Stunden blockweise an die Zentraleinheit 2 übertragen werden. Die Betriebsgrößenverläufe können Betriebszyklen der einzelnen Fahrzeuge als Datensätze zugeordnet werden.In the case of a vehicle battery, the operating variables F can indicate an instantaneous battery current, an instantaneous battery voltage, an instantaneous battery temperature and an instantaneous state of charge (SOC: State of Charge), both at pack, module and/or cell level. The operating variables F are recorded in a fast time frame from 0.1 Hz to 100 Hz and can be transmitted regularly to the
In der Zentraleinheit 2 kann eine Modellierungsfunktion implementiert sein, die aus den Datensätzen aus Betriebsgrößenverläufen ein Alterungszustandsmodell ermittelt bzw. bildet oder trainiert. Das Alterungszustandsmodell kann z. B. ausgebildet sein, einen Alterungszustand aus einer empirischen Auswertung der Betriebsgrößen F anzugeben. Dieses Alterungszustandsmodell kann einen Alterungszustandswert z. B. aus Ladungszustandsverläufen über eine gefahrene Wegstrecke eines aktuellen Fahrzyklus ableiten.A modeling function can be implemented in the
Durch die herkömmliche Funktionalität von Batteriemanagementsystemen können Betriebsgrößenverläufe von Fahrzeugbatterien in einfacher Weise in hoher zeitlicher Auflösung erfasst werden. Die Betriebsgrößenverläufe, insbesondere Batteriestrom, Batterietemperatur, Batteriespannung, Ladungszustand und dergleichen, können nun über die Kommunikationsverbindung oder beispielsweise über Ladesäulen oder in Werkstätten an eine Zentraleinheit weitergeleitet werden. Die Betriebsgrößendaten enthalten beispielsweise den Verlauf des Ladungszustands über eine zurückgelegte Fahrstrecke in Verbindung mit einer Angabe über einen Alterungszustand und/oder einem Fahrverhalten des Fahrers.Due to the conventional functionality of battery management systems, operating variable profiles of vehicle batteries can be recorded in a simple manner with a high temporal resolution. The performance variables, in particular battery current, battery temperature, battery voltage, state of charge and the like, can now be forwarded to a central unit via the communication link or, for example, via charging stations or in workshops. The operating variable data contain, for example, the course of the state of charge over a distance traveled in connection with information about an aging state and/or the driving behavior of the driver.
Aufgrund der hohen zeitlichen Auflösung steigt bei einer hohen Anzahl von Fahrzeugen der Fahrzeugflotte die Datenmenge über die Zeit (bei zunehmender Anzahl von Fahrzyklen) stark an, sodass sich der Aufwand für die Speicherung und die Auswertung der Datensätze entsprechend erhöht. Da sich der Aufwand für die Auswertung der Daten, beispielsweise für die Modellerstellung oder Zustandsbestimmung bzw. -prädiktion, häufig quadratisch, exponentiell oder in sonstiger Weise progressiv erhöht, werden die Grenzen der in überschaubarer Zeit verarbeitbarer Datenmenge schnell erreicht.Due to the high temporal resolution, the amount of data increases sharply over time (with an increasing number of driving cycles) when there are a large number of vehicles in the vehicle fleet, so that the effort for storing and evaluating the data sets increases accordingly. Since the effort for the evaluation of the Data, for example for model creation or state determination or prediction, is often quadratically, exponentially or progressively increased in some other way, the limits of the amount of data that can be processed in a reasonable amount of time are quickly reached.
Anhand des Flussdiagramms der
In Schritt S1 werden dazu Ladungszustandsverläufe als Betriebsgrößenverläufe in den Fahrzeugen erfasst und zu regelmäßigen oder vorbestimmten Zeitpunkten an die Zentraleinheit 2 übermittelt. Die Betriebsgrößenverläufe umfassen in diesem Beispiel Ladungszustände, denen jeweils eine Angabe über während des aktuellen Fahrzyklus zurückgelegte Fahrstrecke zugeordnet ist. Diese Verlaufsdaten für einen Fahrzyklus sind in einem Datensatz zusammengefasst. In der Zentraleinheit 2 werden die Datensätze mit den Betriebsgrößendaten bzw. die den Fahrstrecken zugeordneten Ladungszustandsverläufe gesammelt und zuvor übertragenen Datensätzen hinzugefügt.For this purpose, in step S1, charge state profiles are recorded as operating variable profiles in the vehicles and transmitted to the
In Schritt S2 werden die erfassten Datensätze normiert, d. h. jeder der Betriebsgrößenverläufe wird in eine Wertereihe gebracht, bei denen zeitlich nacheinander erreichte Werte bestimmte Ladungszustände in einem bestimmten Raster von gefahrenen Fahrstrecken angeben.In step S2, the recorded data sets are normalized, i. H. each of the performance variable curves is brought into a series of values in which values reached one after the other indicate specific charge states in a specific grid of routes driven.
Wie beispielsweise in
Der Ladungszustand wird in Prozent angegeben und gibt einen Anteil an der noch verfügbaren Batteriekapazität an, im Vergleich zu einer vollständig aufgeladenen Fahrzeugbatterie 41. Die Betriebsgrößenverläufe der
In einem nachfolgenden Schritt S3 werden die erfassten Betriebsgrößenverläufe nach Länge der Fahrstrecke des jeweiligen Fahrzyklus und nach Ladezustand zu Beginn der Fahrt des Fahrzyklus sortiert. Dies ist in
In Schritt S4 wird analysiert, welche Fahrzyklen gleicher Länge einen ähnlichen Verlauf zeigen. Die Ähnlichkeit von zwei Betriebsgrößenverläufen ist dann gegeben, wenn die Verläufe der Ladungszustände von mehreren der Datensätze an den einzelnen Stützstellen, d. h. zu jedem Fahrstreckenpunkt, betragsmäßig um weniger als einen vorbestimmten Toleranzabstand, wie z. B. zwischen 1 -5 %, vorzugsweise von 2%, voneinander abweichen. Solche Datensätze sind beispielsweise in
In Schritt S5 werden die ähnlichen Betriebsgrößenverläufe zu einem gemittelten Betriebsgrößenverlauf zusammengefasst und dem entsprechend resultierenden Datensatz ein Häufigkeitswert zugeordnet, der die Anzahl der in dem gemittelten Betriebsgrößenverlauf berücksichtigten Datensätze angibt.
In einem nächsten Schritt S6 wird eine Anzahl N von Datensätzen ausgewählt, die die höchsten Häufigkeitswerte aufweisen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der
Die Modellerstellung bzw. die Zustandsbestimmung oder -prädiktion kann nun in Schritt S7 basierend auf den reduzierten Datensätzen der ausgewählten Betriebsgrößenverläufe durchgeführt werden. Dazu kann die Modellerstellung oder die Zustandsbestimmung entweder in der Zentraleinheit 2 durchgeführt werden oder es können die resultierenden Datensätze an eines oder mehrere der Fahrzeuge 4 übermittelt werden, in denen die entsprechende Recheneinheit 43 die Verarbeitung der Datensätze übernehmen kann.The creation of the model or the determination or prediction of the state can now be carried out in step S7 based on the reduced data sets of the selected performance variable curves. For this purpose, the model creation or the status determination can either be carried out in the
Durch die Auswahl des Toleranzbetrags für die Bestimmung von ähnlichen Betriebsgrößenverläufen/Datensätze oder die auszuwählende Anzahl der häufigsten Datensätze kann das Maß der Datenreduktion bzw. die Menge an in Schritt S7 weiterzuverarbeitenden Datensätzen bestimmt werden.The degree of data reduction or the quantity of data sets to be further processed in step S7 can be determined by selecting the tolerance amount for the determination of similar performance variable profiles/data sets or the number of the most frequent data sets to be selected.
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2021
- 2021-02-09 DE DE102021201166.7A patent/DE102021201166A1/en active Pending
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