DE102023122110A1

DE102023122110A1 - Batteriemodellkalibrierung

Info

Publication number: DE102023122110A1
Application number: DE102023122110.8A
Authority: DE
Inventors: Yang Hu; Rutooj Deelip Deshpande; Cuong Cao Nguyen
Original assignee: Rivian IP Holdings LLC
Current assignee: Rivian IP Holdings LLC
Priority date: 2022-12-19
Filing date: 2023-08-17
Publication date: 2024-06-20
Also published as: US11897364B1; CN118259217A

Abstract

Die vorliegende Lösung stellt eine Kalibrierung für ein Batteriemodell einer Elektrofahrzeugbatterie bereit. Ein oder mehrere Prozessoren eines Elektrofahrzeugs, die mit einem Speicher gekoppelt sind, können für das Elektrofahrzeug ein Modell identifizieren, das konfiguriert ist, um die Leistung einer Batterie des Elektrofahrzeugs basierend auf einer Funktion zu bestimmen. Die Funktion kann Werte für einen Parameter des Modells über einen Bereich von Ladezuständen und einen Temperaturbereich erzeugen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können basierend auf der Eingabe von einem Sensor des Elektrofahrzeugs über das Modell einen Wert für die Leistung des Elektrofahrzeugs erzeugen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können eine Handlung für das Elektrofahrzeug basierend auf dem Wert der Leistung bereitstellen.

Description

EINFÜHRUNG
Elektrofahrzeuge (EVs) können mit Batterien betrieben werden, die Energie speichern. EV-Batterien können mit Systemen verwaltet werden, die den Betrieb der Batterie überwachen. Der Energiespeicher und -verbrauch kann basierend auf der Nutzung und den äußeren Bedingungen variieren.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Lösung bezieht sich auf das Bereitstellen einer Kalibrierung für ein Batteriemodell eines Elektrofahrzeugs. Modelle mit äquivalenter Schaltung (EQC) können zum Simulieren der Leistung von Batterien in Elektrofahrzeugen verwendet werden, einschließlich ihres Ladezustands (SOC), ihres Leistungszustands (SOP) und ihres Energiezustands (SOE). EQC-Modelle können eine begrenzte Anzahl von Parametern einschließen, die eine Reihe von Widerständen und Kapazitäten einschließen können, die Funktionen von SOC und Temperaturen sein können. Beim Kalibrieren eines Modells, das die Parameter bei diskreten SOC- oder Temperatursollwerten durch Arten der Kurvenanpassung oder Optimierungsansätze identifizieren kann, können drei mögliche Hauptnachteile einschließen: (1) nicht glatte Parameterverteilung, die zu Interpolationsfehlern führt, (2) keine Berücksichtigung des physikalischen Prinzips der Temperaturabhängigkeit und (3) zeitaufwändige Kalibrierung. Es kann eine Herausforderung sein, Batteriemodelle zu kalibrieren, ohne Diskontinuitäten über den SOC- und Temperaturbereich einzuführen, was zu ungenauen Leistungsschätzungen oder ineffizientem Batteriemanagement führen kann. Die vorliegende Lösung stellt einen globalen Kalibrierungsansatz bereit, mit dem die Parameter der EQC-Modelle von Lithium-Ionen-Batterien über verschiedene Ladezustände (SOCs) und Temperaturen gleichzeitig identifiziert werden können. Die vorliegende Lösung kann eine vordefinierte parameterabhängige Struktur verwenden, bei der die Parameterwerte als geglättete Funktionen von SOCs ausgedrückt werden können und die Temperatureffekte durch die Arrhenius-Gleichung bestimmt werden. Die Ergebnisse können geglättete Parameterzuordnungen einschließen, die effektiv in den EQC-Modellen mit verbesserter Modellzuverlässigkeit und Kontinuität über den SOC- und Temperaturbereich verwendet werden können.
Mindestens ein Gesichtspunkt ist auf ein System gerichtet. Das System kann einen oder mehrere Prozessoren eines Elektrofahrzeugs einschließen, die mit dem Speicher gekoppelt sind. Der eine oder die mehreren Prozessoren können für das Elektrofahrzeug ein Modell identifizieren. Das Modell kann konfiguriert sein, um die Leistung einer Batterie des Elektrofahrzeugs basierend auf einer Funktion zu bestimmen. Die Funktion kann Werte für einen Parameter des Modells über einen Bereich von Ladezuständen und einen Temperaturbereich erzeugen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können basierend auf der Eingabe von einem Sensor des Elektrofahrzeugs über das Modell einen Wert für die Leistung des Elektrofahrzeugs erzeugen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können eine Handlung für das Elektrofahrzeug basierend auf dem Wert der Leistung bereitstellen.
Mindestens ein Gesichtspunkt ist auf ein Verfahren gerichtet. Das Verfahren kann über ein Datenverarbeitungssystem, das einen oder mehrere Prozessoren umfasst, die mit einem Speicher gekoppelt sind, einen Parameter eines Modells identifizieren. Die Parameter des Modells können verwendet werden, um über das Modell die Leistung einer Batterie zu bestimmen. Das Verfahren kann das Kalibrieren des Modells durch das Datenverarbeitungssystem basierend auf einer Funktion einschließen. Die Funktion kann Werte für den Parameter des Modells über einen Bereich von Ladezuständen und einen Temperaturbereich erzeugen. Das Verfahren kann das Bereitstellen des für die Batterie kalibrierten Modells durch das Datenverarbeitungssystem einschließen, um das Modell zu veranlassen, die Leistung als Reaktion auf die Eingabe zu bestimmen.
Mindestens ein Gesichtspunkt ist auf ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium gerichtet, das Anweisungen umfasst. Die Anweisungen können, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, den einen oder die mehreren Prozessoren veranlassen, einen Parameter eines Modells zu identifizieren, der verwendet wird, um eine Leistung einer Batterie über das Modell zu bestimmen. Die Anweisungen können den einen oder die mehreren Prozessoren veranlassen, das Modell basierend auf einer Funktion zu kalibrieren. Die Funktion kann Werte für den Parameter des Modells über einen Bereich von Ladezuständen und einen Temperaturbereich erzeugen. Die Anweisungen können den einen oder die mehreren Prozessoren veranlassen, das für die Batterie kalibrierte Modell bereitzustellen, um das Modell zu veranlassen, die Leistung als Reaktion auf die Eingabe zu bestimmen.
Diese und andere Gesichtspunkte und Implementierungen werden nachstehend ausführlich erläutert. Die vorstehenden Informationen und die folgende ausführliche Beschreibung schließen veranschaulichende Beispiele für verschiedene Gesichtspunkte und Implementierungen ein und stellen einen Überblick oder Rahmen für das Verständnis der Art und des Charakters der beanspruchten Gesichtspunkte und Implementierungen bereit. Die Zeichnungen stellen eine Darstellung und ein weiteres Verständnis der verschiedenen Gesichtspunkte und Implementierungen bereit und sind in diese Spezifikation aufgenommen und bilden einen Teil davon. Die vorstehenden Informationen und die folgende ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen schließen veranschaulichende Beispiele ein und sollten nicht als einschränkend angesehen werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen sind nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Gleiche Bezugszeichen und Bezeichnungen in den verschiedenen Zeichnungen geben gleiche Elemente an. Aus Gründen der Übersichtlichkeit muss nicht jede Komponente in jeder Zeichnung beschriftet sein. In den Zeichnungen gilt:

1 stellt ein Beispielelektrofahrzeug dar.
2A stellt ein Beispiel von einem oder mehreren Batteriepacks dar.
2B stellt ein Beispiel von einem oder mehreren Batteriemodulen dar.
2C stellt eine Querschnittsansicht einer Beispielbatteriezelle dar.
2D stellt eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels einer Batteriezelle dar.
2E stellt eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels einer Batteriezelle dar.
3 ist ein Blockdiagramm, das eine Architektur für ein Computersystem veranschaulicht, das eingesetzt werden kann, um Elemente der hierin beschriebenen und veranschaulichten Systeme und Verfahren zu implementieren.
4 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Systems zum Implementieren einer globalen Kalibrierung eines Modells für eine Batterie eines Elektrofahrzeugs veranschaulicht.
5 stellt ein beispielhaftes Diagramm eines Batteriemodells dar, das als Modell einer äquivalenten Schaltung (EQC) für eine Batterie eines Elektrofahrzeugs implementiert ist.
6 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Implementieren einer globalen Kalibrierung eines Batteriemodells, wie eines EQC-Batteriemodells, für eine Batterie eines Elektrofahrzeugs.
7 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen des Werts eines R0-Widerstandsparameters des Modells, wie eines EQC-Batteriemodells, für eine Batterie eines Elektrofahrzeugs.
8 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen des Werts eines kapazitiven und ohmschen Parameters eines RC-Paars des Modells, wie eines EQC-Modells, für eine Batterie eines Elektrofahrzeugs.
9A, 9B und 9C (hierin auch als „9“ bezeichnet) stellen Diagramme zur Veranschaulichung der Überspannungsanalyse und des prozentualen Spannungsabfalls verschiedener Parameter im Zeitverlauf eines beispielhaften Modells für ein Elektrofahrzeug dar.
10 stellt Diagramme von Parameterempfindlichkeitsanalysen im Zeitverlauf für ein beispielhaftes Modell eines Elektrofahrzeugs dar.
11 stellt Diagramme einer kalibrierten Zuordnung eines R0-Parameters eines beispielhaften Modells für ein Elektrofahrzeug dar.
12A, 12B und 12C (hierin auch als „12“ bezeichnet) stellen Diagramme von kalibrierten Rx-Parametern und RC-Paar-Parametern eines beispielhaften Modells für ein Elektrofahrzeug dar.
13 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Implementieren eines global kalibrierten Kalibriermodells in einem Elektrofahrzeug, das zum Beispiel das in 4 dargestellte System verwendet.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Nachfolgend finden sich detailliertere Beschreibungen vielfältiger Konzepte bezüglich und Implementierungen von Verfahren, Einrichtungen und Systeme zum Implementieren einer globalen Kalibrierung an einem Batteriemodell, wie einer Batterie eines Elektrofahrzeugs. Die verschiedenen Konzepte, die vorstehend vorgestellt und nachstehend ausführlicher erläutert werden, lassen sich auf zahlreiche Arten implementieren.
Die vorliegende Lösung richtet sich im Allgemeinen auf eine Lösung zum Bereitstellen einer globalen Kalibrierung für ein Batteriemodell eines Elektrofahrzeugs. Ein Beispiel eines Batteriemodells kann ein äquivalentes Schaltungsmodell (EQC) einschließen, das zum Simulieren der Leistung von Batterien in Elektrofahrzeugen verwendet werden kann, einschließlich ihres Ladezustands (SOC), ihres Leistungszustands (SOP) und ihres Energiezustands (SOE). EQC-Modelle können eine begrenzte Anzahl von Parametern einschließen, die eine Reihe von Widerständen und Kapazitäten einschließen können, die Funktionen von SOC und Temperaturen sein können. Beim Kalibrieren solcher Modelle können gängige Kalibrierverfahren die Parameter bei diskreten SOC- oder Temperatursollwerten durch Arten der Kurvenanpassung oder Optimierungsansätze identifizieren, was drei Hauptnachteile aufweist: (1) nicht glatte Parameterverteilung, die zu Interpolationsfehlern führt, (2) keine Berücksichtigung des physikalischen Prinzips der Temperaturabhängigkeit und (3) zeitaufwändige Kalibrierung. Infolgedessen liefern die mit solchen Verfahren kalibrierten Modelle häufig Ergebnisse, die über den SOC- und Temperaturbereich diskontinuierlich sind, während die Temperatur- und SOC-Änderungen in den realen Batterien kontinuierlich sind, was angibt, dass diese Kalibrierungsverfahren ungenau sind.
Die vorliegende Lösung stellt einen globalen Kalibrierungsansatz dar, der eine schnelle und robuste Lösung zur gleichzeitigen Identifizierung der Parameter der EQC-Modelle von Lithium-Ionen-Batterien für verschiedene Ladezustände (SOCs) und Temperaturen bereitstellt. Die vorliegende Lösung kann eine vordefinierte parameterabhängige Struktur verwenden, bei der die Parameterwerte als geglättete Funktionen von SOCs ausgedrückt werden können und die Temperatureffekte durch die Arrhenius-Gleichung bestimmt werden können. Die Ergebnisse können geglättete Parameterzuordnungen einschließen, die effektiv in den EQC-Modellen mit verbesserter Modellzuverlässigkeit verwendet werden können.
1 stellt eine beispielhafte Querschnittsansicht 100 eines Elektrofahrzeugs 105 dar, in dem mindestens ein Batteriepack 110 installiert ist. Elektrofahrzeuge 105, auch bezeichnet als EV 105, können unter anderem Elektro-Trucks, Elektro-SUVs (Sport Utility Vehicles), Elektro-Lieferwagen, Elektro-Automobile, Elektroautos, Elektromotorräder, Elektroroller, Elektro-Pkw, Elektro-Pkw oder -Nutzfahrzeuge, Hybridfahrzeuge oder andere Fahrzeuge wie See- oder Lufttransportfahrzeuge, Flugzeuge, Hubschrauber, U-Boote, Boote oder Drohnen einschließen. Der Batteriepack 110 kann auch als Energiespeicherungssystem zum Versorgen eines Gebäudes verwendet werden, wie eines Wohnhauses oder Geschäftsgebäudes. Elektrofahrzeuge 105 können vollelektrisch oder teilweise elektrisch sein (z. B. Plug-in-Hybrid), und ferner können Elektrofahrzeuge 105 vollständig autonom, teilweise autonom oder unbemannt sein. Elektrofahrzeuge 105 können auch von Menschen bedient werden oder nicht autonom sein. Elektrofahrzeuge 105, wie Elektro-LKWs oder -Autos, können bordeigene Batteriepacks 110, Batterien 115 oder Batteriemodule 115 oder Batteriezellen 120 zum Versorgen der Elektrofahrzeuge einschließen. EVs 105 können Benzin- oder Dieselmotorfahrzeuge einschließen. Das Elektrofahrzeug 105 kann ein Chassis 125 (z. B. einen Rahmen, einen inneren Rahmen oder eine Stützstruktur) einschließen. Das Chassis 125 kann verschiedene Komponenten des Elektrofahrzeugs 105 stützen. Das Chassis 125 kann sich über einen vorderen Abschnitt 130 (z. B. einen Motor- oder Kühlerhaubenabschnitt), einen Karosserieabschnitt 135 und einen hinteren Abschnitt 140 (z. B. einen Kofferraum-, Nutzlast- oder Gepäckraumabschnitt) des Elektrofahrzeugs 105 ziehen. Der Batteriepack 110 kann innerhalb des Elektrofahrzeugs 105 installiert oder platziert sein. Zum Beispiel kann der Batteriepack 110 auf dem Chassis 125 des Elektrofahrzeugs 105 innerhalb eines oder mehrerer des vorderen Abschnitts 130, des Karosserieabschnitts 135 oder des hinteren Abschnitts 140 installiert sein. Der Batteriepack 110 kann mindestens eine Sammelschiene, z. B. ein Stromkollektorelement, einschließen oder mit diesem verbunden sein. Zum Beispiel können die erste Sammelschiene 145 und die zweite Sammelschiene 150 elektrisch leitfähiges Material einschließen, um die Batterie 115, die Batteriemodule 115 oder die Batteriezellen 120 mit anderen elektrischen Komponenten des Elektrofahrzeugs 105 zu verbinden oder anderweitig elektrisch zu koppeln, um verschiedene Systeme oder Komponenten des Elektrofahrzeugs 105 mit elektrischer Leistung zu versorgen.
2A stellt ein beispielhaftes Batteriepack 110 dar. Bezug nehmend auf 2A kann der Batteriepack 110 unter anderem dem Elektrofahrzeug 105 Leistung bereitstellen. Batteriepacks 110 können jede Anordnung oder jedes Netzwerk elektrischer, elektronischer, mechanischer oder elektromechanischer Vorrichtungen einschließen, um ein Fahrzeug jeglicher Art, wie das Elektrofahrzeug 105, mit Strom zu versorgen. Der Batteriepack 110 kann mindestens ein Gehäuse 205 einschließen. Das Gehäuse 205 kann mindestens ein Batteriemodul 115 oder mindestens eine Batteriezelle 120 sowie weitere Komponenten des Batteriepacks einschließen. Das Batteriemodul 115 kann eine oder mehrere Gruppen von prismatischen Zellen, zylindrischen Zellen, Pouch-Zellen oder anderen Formfaktoren der Batteriezellen 120 sein oder einschließen. Das Gehäuse 205 kann eine Abschirmung an der Unterseite des Batteriemoduls 115 einschließen, um das Batteriemodul 115 und/oder die Zellen 120 vor äußeren Einflüssen zu schützen, zum Beispiel wenn das Elektrofahrzeug 105 über unwegsames Gelände (z. B. im Gelände, Gräben, Felsen usw.) gesteuert wird. Der Batteriepack 110 kann mindestens eine Kühlleitung 210 einschließen, die Flüssigkeit durch den Batteriepack 110 als Teil eines Wärme-/Temperatursteuerungs- oder Wärmeaustauschsystems verteilen kann, das auch mindestens eine thermische Komponente (z.B. Kühlplatte) 215 einschließen kann. Die thermische Komponente 215 kann in Bezug auf ein oberes Submodul und ein unteres Submodul positioniert werden, sodass sie sich unter anderem zwischen dem oberen und dem unteren Submodul befindet. Das Batteriepack 110 kann eine beliebige Anzahl von thermischen Komponenten 215 einschließen. Zum Beispiel können pro Batteriepack 110 oder pro Batteriemodul 115 eine oder mehrere thermische Komponenten 215 vorhanden sein. Mindestens eine Kühlleitung 210 kann mit der thermischen Komponente 215 gekoppelt, Teil davon oder unabhängig davon sein.
2B stellt Beispielbatteriemodule 115 dar, und die 2C, 2D und 2E stellen eine Beispielquerschnittsansicht einer Batteriezelle 120 dar. Das Batteriemodul 115 kann mindestens ein Submodul einschließen. Zum Beispiel können die Batteriemodule 115 mindestens ein erstes (z. B. oberes) Submodul 220 oder mindestens ein zweites (z. B. unteres) Submodul 225 einschließen. Mindestens eine thermische Komponente 215 kann zwischen dem oberen Submodul 220 und dem unteren Submodul 225 angeordnet sein. Zum Beispiel kann eine thermische Komponente 215 für den Wärmeaustausch mit einem Batteriemodul 115 konfiguriert sein. Die thermische Komponente 215 kann zwischen dem oberen Submodul 220 und dem unteren Submodul 225 angeordnet oder thermisch gekoppelt sein. Eine thermische Komponente 215 kann auch mit mehr als einem Batteriemodul 115 (oder mehr als zwei Submodulen 220, 225) thermisch gekoppelt sein. Die Batterie-Submodule 220, 225 können zusammen ein Batteriemodul 115 bilden. In manchen Beispielen kann jedes Submodul 220, 225 als ein komplettes Batteriemodul 115 und nicht als ein Submodul betrachtet werden.
Die Batteriemodule 115 können jeweils eine Vielzahl von Batteriezellen 120 einschließen. Die Batteriemodule 115 können innerhalb des Gehäuses 205 des Batteriepacks 110 angeordnet sein. Die Batteriemodule 115 können Batteriezellen 120 einschließen, bei denen es sich zum Beispiel um zylindrische Zellen oder prismatische Zellen handelt. Das Batteriemodul 115 kann als eine modulare Einheit von Batteriezellen 120 betrieben werden. Zum Beispiel kann ein Batteriemodul 115 Strom oder elektrische Leistung von den Batteriezellen 120, die in dem Batteriemodul 115 enthalten sind, sammeln und den Strom oder die elektrische Leistung als Ausgabe des Batteriepacks 110 bereitstellen. Der Batteriepack 110 kann eine beliebige Anzahl von Batteriemodulen 115 einschließen. Zum Beispiel kann der Batteriepack ein, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn, elf, zwölf oder eine andere Anzahl von Batteriemodulen 115 aufweisen, die in dem Gehäuse 205 angeordnet sind. Es ist auch zu beachten, dass jedes Batteriemodul 115 ein oberes Submodul 220 und ein unteres Submodul 225 einschließen kann, möglicherweise mit einer thermischen Komponente 215 zwischen dem oberen Submodul 220 und dem unteren Submodul 225. Der Batteriepack 110 kann eine Vielzahl von Bereichen einschließen oder definieren, in denen das Batteriemodul 115 und/oder die Zellen 120 positioniert werden kann. Die Batteriemodule 115 können quadratisch, rechteckig, rund, dreieckig, symmetrisch oder asymmetrisch sein. In manchen Beispielen können die Batteriemodule 115 unterschiedliche Formen aufweisen, sodass manche Batteriemodule 115 rechteckig und andere Batteriemodule 115 quadratisch sind, neben anderen Möglichkeiten. Das Batteriemodul 115 kann eine Vielzahl von Steckplätzen, Haltern oder Behältern für eine Vielzahl von Batteriezellen 120 einschließen oder definieren.
Batteriezellen 120 weisen eine Vielzahl von Formfaktoren, Formen oder Größen auf. Zum Beispiel können die Batteriezellen 120 einen zylindrischen, rechteckigen, quadratischen, würfelförmigen, flachen, Pouch-, länglichen oder prismatischen Formfaktor aufweisen. Wie in 2C dargestellt, kann die Batteriezelle 120 zum Beispiel zylindrisch sein. Wie in 2D dargestellt, kann die Batteriezelle 120 zum Beispiel prismatisch sein. Wie in 2E dargestellt, kann die Batteriezelle 120 zum Beispiel einen Pouch-Formfaktor einschließen. Die Batteriezellen 120 können zusammengebaut werden, indem zum Beispiel eine gewickelte oder gestapelte Elektrodenrolle (z. B. einer Jelly Roll) einschließlich eines Elektrolytmaterials in mindestens ein Batteriezellengehäuse 230 eingesetzt wird. Das Elektrolytmaterial, z. B. ein elektrisch leitfähiges Fluid oder ein anderes Material, kann elektrochemische Reaktionen an den Elektroden unterstützen, um elektrische Leistung für die Batteriezelle zu erzeugen, zu speichern oder bereitzustellen, indem es die Leitung von Ionen zwischen einer positiven und einer negativen Elektrode ermöglicht. Die Batteriezelle 120 kann eine Elektrolytschicht einschließen, wobei die Elektrolytschicht ein Festelektrolytmaterial sein kann oder einschließen kann, das Ionen leiten kann. Zum Beispiel kann die feste Elektrolytschicht Ionen leiten, ohne ein separates flüssiges Elektrolytmaterial zu empfangen. Das Elektrolytmaterial, z. B. ein elektrisch leitfähiges Fluid oder ein anderes Material, kann die Ionenleitung zwischen den Elektroden unterstützen, um elektrische Leistung für die Batteriezelle 120 zu erzeugen oder bereitzustellen. Das Gehäuse 230 kann verschiedene Formen aufweisen, einschließlich zum Beispiel zylindrisch oder rechteckig. Elektrische Verbindungen können zwischen dem Elektrolytmaterial und den Komponenten der Batteriezelle 120 hergestellt werden. Zum Beispiel können elektrische Verbindungen zu den Elektroden mit zumindest einem Teil des Elektrolytmaterials an zwei Punkten oder Bereichen der Batteriezelle 120 gebildet werden, zum Beispiel um einen ersten Polaritätsanschluss 235 (z. B. einen positiven oder Anodenanschluss) und einen zweiten Polaritätsanschluss 240 (z. B. einen negativen oder Kathodenanschluss) zu bilden. Die Polaritätsanschlüsse können aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt sein, um elektrischen Strom von der Batteriezelle 120 zu einem elektrischen Verbraucher, wie einer Komponente oder einem System des Elektrofahrzeugs 105, zu leiten.
Zum Beispiel kann die Batteriezelle 120 eine Lithium-Ionen-Batteriezelle einschließen. In Lithium-Ionen-Batteriezellen können Lithiumionen beim Laden und Entladen der Batteriezelle zwischen einer positiven und einer negativen Elektrode übertragen werden. Zum Beispiel kann die Batteriezellenanode Lithium oder Graphit einschließen, und die Batteriezellenkathode kann ein lithiumbasiertes Oxidmaterial einschließen. Das Elektrolytmaterial kann in der Batteriezelle 120 angeordnet sein, um die Anode und Kathode voneinander zu trennen und die Übertragung von Lithiumionen zwischen der Anode und Kathode zu erleichtern. Es ist zu beachten, dass die Batteriezelle 120 auch in Form einer Festkörperbatteriezelle ausgebildet sein kann, die feste Elektroden und feste Elektrolyte verwendet. Feste Elektroden oder Elektrolyte können organische polymerbasierte Elektrolyte oder anorganische Elektrolyte, zum Beispiel phosphidbasierte oder sulfidbasierte Festkörperelektrolyte (z. B. Li₃PS₄, Li₇P₃S₁₁, Li₂S-P₂S₅, Li₆PS₅Cl) sein oder einschließen. Weiterhin können manche Batteriezellen 120 Festkörperbatteriezellen sein und andere Batteriezellen 120 können flüssige Elektrolyte für Lithium-Ionen-Batteriezellen einschließen.
Die Batteriezelle 120 kann in den Batteriemodulen 115 oder Batteriepacks 110 eingeschlossen sein, um Komponenten des Elektrofahrzeugs 105 zu versorgen. Das Batteriezellengehäuse 230 kann in dem Batteriemodul 115, dem Batteriepack 110 oder einem Batteriearray angeordnet sein, das in dem Elektrofahrzeug 105 installiert ist. Das Gehäuse 230 kann eine beliebige Form aufweisen, wie zylindrisch mit einer kreisförmigen (z. B. wie unter anderem in 2C dargestellt), elliptischen oder ovulären Basis, um nur einige zu nennen. Die Form des Gehäuses 230 kann unter anderem auch prismatisch mit einer polygonalen Grundfläche sein, wie in 2D gezeigt. Wie in 2E gezeigt, kann das Gehäuse 230 unter anderem einen Pouch-Formfaktor einschließen. Das Gehäuse 230 kann andere Formfaktoren einschließen, wie unter anderem ein Dreieck, ein Quadrat, ein Rechteck, ein Fünfeck und ein Sechseck. In einigen Ausführungsformen kann der Batteriepack keine Module einschließen. Zum Beispiel kann der Batteriepack eine Zelle-zu-Pack-Konfiguration aufweisen, wobei die Batteriezellen direkt in einem Batteriepack ohne Anordnung in einem Modul angeordnet sind.
Das Gehäuse 230 der Batteriezelle 120 kann ein oder mehrere Materialien mit verschiedener elektrischer Leitfähigkeit oder Wärmeleitfähigkeit oder eine Kombination davon einschließen. Das elektrisch leitfähige und wärmeleitfähige Material für das Gehäuse 230 der Batteriezelle 120 kann unter anderem ein metallisches Material wie Aluminium, eine Aluminiumlegierung mit Kupfer, Silicium, Zinn, Magnesium, Mangan oder Zink (z. B. Aluminium 1000, 4000 oder 5000 Serie), Eisen, eine Eisen-KohlenstoffLegierung (z. B. Stahl), Silber, Nickel, Kupfer und eine Kupferlegierung einschließen. Das elektrisch isolierende und thermisch leitfähige Material für das Gehäuse 230 der Batteriezelle 120 kann unter anderem ein keramisches Material (z. B. Siliciumnitrid, Siliciumkarbid, Titankarbid, Zirkoniumdioxid, Berylliumoxid usw.) und ein thermoplastisches Material (z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid oder Nylon) einschließen. In Beispielen, in denen das Gehäuse 230 der Batteriezelle 120 prismatisch (z. B. wie unter anderem in 2D dargestellt) oder zylindrisch (z. B. wie unter anderem in 2C dargestellt) ist, kann das Gehäuse 230 ein starres oder halbstarres Material einschließen, sodass das Gehäuse 230 starr oder halbstarr ist (z. B. nicht leicht verformt oder in eine andere Form oder einen anderen Formfaktor manipuliert werden kann). In Beispielen, in denen das Gehäuse 230 einen Pouch-Formfaktor (z. B. wie unter anderem in 2E dargestellt) einschließt, kann das Gehäuse 230 ein flexibles, verformbares oder nicht starres Material einschließen, sodass das Gehäuse 230 gebogen, verformt oder in einen anderen Formfaktor oder eine andere Form manipuliert werden kann.
Die Batteriezelle 120 kann mindestens eine Anodenschicht 245 einschließen, die innerhalb des Hohlraums 250 angeordnet sein kann, der durch das Gehäuse 230 definiert ist. Die Anodenschicht 245 kann ein erstes Redoxpotential einschließen. Die Anodenschicht 245 kann elektrischen Strom in die Batteriezelle 120 aufnehmen und während des Betriebs der Batteriezelle 120 (z. B. Laden oder Entladen der Batteriezelle 120) Elektroden abgeben. Die Anodenschicht 245 kann eine aktive Substanz einschließen. Die aktive Substanz kann zum Beispiel eine Aktivkohle oder ein mit leitfähigen Materialien durchsetztes Material (z. B. künstliches oder natürliches Graphit oder eine Mischung davon), Lithiumtitanat (Li₄Ti₅O₁₂ ) oder ein auf Silicium basierendes Material (z. B. Siliciummetall, -oxid, -carbid, vorlithiiert) oder andere Lithiumlegierungsanoden (Li-Mg-, Li-Al-, Li-Ag-Legierung usw.) oder Kompositanoden bestehend aus Lithium und Kohlenstoff, Silicium und Kohlenstoff oder anderen Verbindungen einschließen. Die aktive Substanz kann graphitischen Kohlenstoff (z. B. geordneten oder ungeordneten Kohlenstoff mit sp2-Hybridisierung), eine Li-Metall-Anode oder eine Kohlenstoff-Kompositanode auf Siliciumbasis einschließen. In einigen Beispielen kann ein Anodenmaterial innerhalb eines Stromkollektormaterials gebildet werden. Zum Beispiel kann eine Elektrode einen Stromkollektor (z. B. Kupferfolie) mit einer in situ gebildeten Anode (z. B. Li-Metall) auf einer Oberfläche des Stromkollektors umfassen, die dem Separator oder dem Festkörperelektrolyten zugewandt ist. In derartigen Beispielen umfasst die zusammengesetzte Zelle kein Anodenaktivmaterial in einem ungeladenen Zustand.
Die Batteriezelle 120 kann mindestens eine Kathodenschicht 255 (z. B. eine Kompositkathodenschicht, Verbindungskathodenschicht, eine Verbindungskathode, eine Kompositkathode oder eine Kathode) einschließen. Die Kathodenschicht 255 kann ein zweites Redoxpotential einschließen, das sich von dem ersten Redoxpotential der Anodenschicht 245 unterscheiden kann. Die Kathodenschicht 255 kann innerhalb des Hohlraums 250 angeordnet sein. Die Kathodenschicht 255 kann elektrischen Strom aus der Batteriezelle 120 ausgeben und kann während des Entladens der Batteriezelle 120 Elektronen aufnehmen. Die Kathodenschicht 255 kann während des Entladens der Batteriezelle 120 auch Lithiumionen freisetzen. Umgekehrt kann die Kathodenschicht 255 elektrischen Strom in die Batteriezelle 120 aufnehmen und kann während des Ladens der Batteriezelle 120 Elektroden ausgeben. Die Kathodenschicht 255 kann während des Ladens der Batteriezelle 120 Lithiumionen aufnehmen.
Die Batteriezelle 120 kann eine Elektrolytschicht 260 einschließen, die innerhalb des Hohlraums 250 angeordnet ist. Die Elektrolytschicht 260 kann zwischen der Anodenschicht 245 und der Kathodenschicht 255 angeordnet sein, um die Anodenschicht 245 und die Kathodenschicht 255 zu trennen. Die Elektrolytschicht 260 kann helfen, Ionen zwischen der Anodenschicht 245 und der Kathodenschicht 255 zu übertragen. Die Elektrolytschicht 260 kann während des Endladevorgangs der Batteriezelle 120 Li⁺-Kationen von der Anodenschicht 245 zu der Kathodenschicht 255 übertragen. Die Elektrolytschicht 260 kann während des Ladevorgangs der Batteriezelle 120 Lithiumionen von der Kathodenschicht 255 zu der Anodenschicht 245 übertragen.
Das Redoxpotential von Schichten (z. B. das erste Redoxpotential der Anodenschicht 245 oder das zweite Redoxpotential der Kathodenschicht 255) kann basierend auf einer Chemie der jeweiligen Schicht oder einer Chemie der Batteriezelle 120 variieren. Zum Beispiel können Lithium-Ionen-Batterien eine LFP-Chemie (Lithium-Eisen-Phosphat-Chemie), eine NMC-Chemie (Nickel-Mangan-Kobalt-Chemie), eine NCA-Chemie (Nickel-Kobalt-Aluminium-Chemie) oder eine LCO-Chemie (Lithium-Kobalt-Oxid-Chemie) für eine Kathodenschicht (z. B. die Kathodenschicht 255) einschließen. Lithium-Ionen-Batterien können eine Graphit-Chemie, eine Silicium-Graphit-Chemie oder eine Lithium-Metall-Chemie für die Anodenschicht (z. B. die Anodenschicht 245) einschließen. Zum Beispiel kann eine Kathodenschicht mit einer LFP-Chemie ein Redoxpotential von 3,4 V gegenüber Li/Li⁺ aufweisen, während eine Anodenschicht mit einer Graphit-Chemie ein Redoxpotential von 0,2 V gegenüber Li/Li⁺ aufweisen kann.
Elektrodenschichten können Anodenaktivmaterial oder Kathodenaktivmaterial, üblicherweise zusätzlich zu einem leitfähigen Kohlenstoffmaterial, einem Bindemittel, anderen Additiven als eine Beschichtung auf einem Stromkollektor (Metallfolie) einschließen. Die chemische Zusammensetzung der Elektrodenschichten kann das Redoxpotential der Elektrodenschichten beeinflussen. Zum Beispiel können Kathodenschichten (z. B. die Kathodenschicht 255) Lithium-Übergangsmetall-Oxid mit einem hohen Nickelgehalt (z. B > 80 % Ni), wie ein teilchenförmiges Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid („LiNMC“), ein Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium-Oxid („LiNCA“), ein Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Aluminium-Oxid („LiNMCA“) oder Lithium-Metallphosphate wie Lithium-Eisen-Phosphat („LFP“) und Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat („LMFP“) einschließen. Anodenschichten (z. B. die Anodenschicht 245) können leitfähige Kohlenstoffmaterialien wie Graphit, Ruß, Kohlenstoffnanoröhren und dergleichen einschließen. Anodenschichten können zum Beispiel Super P-Ruß, Ketjen-Schwarz, Acetylen-Schwarz, SWCNT, MWCNT, Graphit, Kohlenanofaser oder Graphen einschließen.
Elektrodenschichten können auch chemische Bindungsmaterialien (z. B. Bindemittel) einschließen. Bindemittel können Polymermaterialien wie Polyvinylidenfluorid („PVDF“), Polyvinylpyrrolidon („PVP“), Styrol-Butadien oder Styrol-Butadien-Kautschuk („SBR“), Polytetrafluorethylen („PTFE“) oder Carboxymethylcellulose („CMC“) einschließen. Bindemittelmaterialien können einschließen: Agar-Agar, Alginat, Amylose, Gummiarabicum, Carrageenan, Casein, Chitosan, Cyclodextrine (Carbonylbeta), Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM)-Gummi, Gelatine, Gellan-Gummi, Guar-Gummi, Karaya-Gummi, Cellulose (natürlich), Pektin, Poly(3,4-ethylendioxythiophen)polystyrolsulfonat (PEDOT-PSS), Polyacrylsäure (PAA), Poly(methylacrylat) (PMA), Poly(vinylalkohol) (PVA), Poly(vinylacetat) (PVAc), Polyacrylnitril (PAN), Polyisopren (PIpr), Polyanilin (PANi), Polyethylen (PE), Polyimid (PI), Polystyrol (PS), Polyurethan (PU), Polyvinylbutyral (PVB), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Stärke, Styrol-Butadien-Gummi (SBR), Tara-Gummi, Traganth-Gummi, Fluoracrylat (TRD202A), Xanthan-Gummi oder Mischungen von beliebigen zwei oder mehreren davon.
Stromkollektormaterialien (z. B. eine Stromkollektorfolie, an die ein elektrodenaktives Material laminiert wird, um eine Kathodenschicht oder eine Anodenschicht zu bilden), können ein Metallmaterial einschließen. Zum Beispiel können Stromkollektormaterialien Aluminium, Kupfer, Nickel, Titan, rostfreien Stahl oder kohlenstoffhaltige Materialien einschließen. Das Stromkollektormaterial kann als eine Metallfolie ausgebildet sein. Zum Beispiel kann das Stromkollektormaterial eine Folie aus Aluminium (Al) oder Kupfer (Cu) sein. Das Stromkollektormaterial kann eine Metalllegierung sein, die aus Al, Cu, Ni, Fe, Ti oder einer Kombination davon hergestellt ist. Das Stromkollektormaterial kann eine Metallfolie sein, die mit einem Kohlenstoffmaterial beschichtet ist, wie kohlenstoffbeschichtete Aluminiumfolie, kohlenstoffbeschichtete Kupferfolie oder ein anderes kohlenstoffbeschichtetes Folienmaterial.
Die Elektrolytschicht 260 kann ein flüssiges Elektrolytmaterial einschließen oder daraus hergestellt sein. Zum Beispiel kann die Elektrolytschicht 260 mindestens eine Schicht aus Polymermaterial (z. B. Polypropylen, Polyethylen oder anderes Material) sein oder einschließen, das mit einer flüssigen Elektrolytsubstanz benetzt ist (z. B. gesättigt, getränkt, aufnimmt). Das flüssige Elektrolytmaterial kann ein Lithiumsalz einschließen, das in einem Lösungsmittel gelöst ist. Das Lithiumsalz für das flüssige Elektrolytmaterial für die Elektrolytschicht 260 kann unter anderem zum Beispiel Lithiumtetrafluoroborat (LiBF₄), Lithiumhexafluorophosphat (LiPF₆) und Lithiumperchlorat (LiClO₄) einschließen. Das Lösungsmittel kann unter anderem zum Beispiel Dimethylcarbonat (DMC), Ethylencarbonat (EC) und Diethylcarbonat (DEC) einschließen. Die Elektrolytschicht 260 kann ein festes Elektrolytmaterial einschließen oder daraus hergestellt sein, wie ein keramisches Elektrolytmaterial, Polymerelektrolytmaterial oder ein glasartiges Eektrolytmaterial oder unter anderem oder eine beliebige Kombination davon. Das keramische Elektrolytmaterial für die Elektrolytschicht 260 kann unter anderem zum Beispiel Lithium-Phosphoroxy-Nitrid (Li_xPO_yN_z), Lithium-Germanium Phosphat-Schwefel (Li₁₀GeP₂S₁₂), Yttriumoxid-stabilisiertes Zirconiumdioxid (YSZ), NASICON (Na₃Zr₂Si₂PO₁₂), Beta-Aluminiumoxid-Festelektrolyt (BASE), Perovskit-Keramik (z. B. Strontiumtitanat (SrTiO₃)) einschließen. Das Polymerelektrolytmaterial (z. B. ein hybrid- oder Pseudofestzustand-Elektrolyt) für die Elektrolytschicht 260 kann unter anderem zum Beispiel Polyacrylnitril (PAN), Polyethylenoxid (PEO), Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polyvinylidenfluorid (PVDF) einschließen.
Unabhängig davon, ob die Elektrolytschicht 260 eine Separatorschicht ist, die einen flüssigen Elektrolyten aufnehmen kann (z. B. Lithium-Ionen-Batterien) oder eine Elektrolytschicht, die Ionen leiten kann, ohne einen flüssigen Elektrolyten aufzunehmen (z. B. Festkörperbatterien), kann das glasartige Elektrolytmaterial für die Elektrolytschicht 260 unter anderem Lithiumsulfid-Phosphorpentasulfid (Li₂S-P₂S₅), Lithiumsulfid-Bor-Sulfid (Li₂S-B₂S₃) und Zinnsulfid-Phosphorpentasulfid (SnS-P₂S₅) einschließen.
In Beispielen, in denen die Elektrolytschicht 260 ein flüssiges Elektrolytmaterial einschließt, kann die Elektrolytschicht 260 ein nicht-wässriges polares Lösungsmittel einschließen. Das nicht-wässrige polare Lösungsmittel kann ein Carbonat wie Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Diethylcarbonat, Ethylmethylcarbonat, Dimethylcarbonat oder eine Mischung aus beliebigen zwei oder mehr davon einschließen. Die Elektrolytschicht 260 kann mindestens ein Additiv einschließen. Die Additive können Vinylidencarbonat, Fluorethylencarbonat, Ethylpropionat, Methylpropionat, Methylacetat, Ethylacetat oder eine Mischung aus zwei oder mehreren davon sein oder einschließen. Die Elektrolytschicht 260 kann ein Lithiumsalz-Material einschließen. Das Lithiumsalz kann Lithiumperchlorat, Lithiumhexafluorphosphat, Lithiumbis(fluorsulfonyl)imid, Lithiumbis(trifluorsulfonyl)imid oder eine Mischung aus beliebigen zwei oder mehr davon sein. Das Lithiumsalz kann in der Elektrolytschicht 260 zu von mehr als 0 M bis etwa 1,5 M vorhanden sein.
3 stellt ein beispielhaftes Blockdiagramm eines beispielhaften Computersystems 300 dar. Das Computersystem oder die Rechenvorrichtung 300 kann ein Datenverarbeitungssystem oder dessen Komponenten einschließen oder zum Implementieren eines solchen verwendet werden. Das Rechensystem 300 schließt mindestens einen Bus 305 oder eine andere Kommunikationskomponente zum Kommunizieren von Informationen und mindestens einen Prozessor 310 oder eine Verarbeitungsschaltung, der/die mit dem Bus 305 gekoppelt ist, zum Verarbeiten von Informationen ein. Das Rechensystem 300 kann auch einen oder mehrere mit dem Bus gekoppelte Prozessoren 310 oder Verarbeitungsschaltungen zum Verarbeiten von Informationen einschließen. Das Rechensystem 300 schließt auch mindestens einen Hauptspeicher 315, wie Direktzugriffsspeicher (RAM) oder eine andere dynamische Speichervorrichtung, die mit dem Bus 305 gekoppelt ist, zum Speichern von Informationen, und durch den Prozessor 310 auszuführende Anweisungen ein. Der Hauptspeicher 315 kann zum Speichern von Informationen während der Ausführung von Anweisungen durch den Prozessor 310 verwendet werden. Das Rechensystem 300 kann ferner mindestens einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 320 oder sonstige mit dem Bus 305 gekoppelte statische Speichervorrichtung zum Speichern von statischen Informationen und Anweisungen für den Prozessor 310 einschließen. Eine Speicherungsvorrichtung 325, wie eine Festkörpervorrichtung, Magnetplatte oder optische Platte, kann mit dem Bus 305 gekoppelt sein, um Informationen und Anweisungen persistent zu speichern.
Das Rechensystem 300 kann über den Bus 305 mit einer Anzeige 335, wie einer Flüssigkristallanzeige oder einer Aktivmatrixanzeige, gekoppelt sein, um einem Benutzer wie einem Fahrer des Elektrofahrzeugs 105 oder anderen Endbenutzer Informationen anzuzeigen. Eine Eingabevorrichtung 330, wie eine Tastatur oder Sprachschnittstelle, kann mit dem Bus 305 gekoppelt sein, um Informationen und Befehle an den Prozessor 310 zu kommunizieren. Die Eingabevorrichtung 330 kann eine Touchscreen-Anzeige 335 einschließen. Die Eingabevorrichtung 330 kann auch eine Cursorsteuerung, wie eine Maus, einen Trackball oder Cursorrichtungstasten, zum Kommunizieren von Richtungsinformationen und ausgewählten Befehlen an den Prozessor 310 und zum Steuern der Cursorbewegung auf der Anzeige 335 einschließen.
Die hierin beschriebenen Prozesse, Systeme und Verfahren können durch das Rechensystem 300 als Reaktion darauf, dass der Prozessor 310 eine Anordnung von im Hauptspeicher 315 enthaltenen Anweisungen ausführt, implementiert werden. Die Anweisungen können von einem anderen computerlesbaren Medium, wie der Speicherungsvorrichtung 325, in den Hauptspeicher 315 eingelesen werden. Die Ausführung der Anordnung von im Hauptspeicher 315 enthaltenen Anweisungen veranlasst das Rechensystem 300, die hierin beschriebenen veranschaulichenden Prozesse auszuführen. Ein oder mehrere Prozessoren in einer Multi-Processing-Anordnung können auch verwendet werden, um die im Hauptspeicher 315 enthaltenen Anweisungen auszuführen. Festverdrahtete Schaltlogik kann anstelle von oder in Kombination mit Softwareanweisungen zusammen mit den hierin beschriebenen Systemen und Verfahren verwendet werden. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren sind nicht auf eine bestimmte Kombination aus Hardwareschaltlogik und Software beschränkt.
Obgleich in 3 ein beispielhaftes Rechensystem beschrieben wurde, kann der Gegenstand einschließlich der in dieser Patentschrift beschriebenen Vorgänge in anderen Arten von digitaler elektronischer Schaltlogik oder in Computersoftware, -firmware oder -hardware, einschließlich der in dieser Patentschrift offenbarten Strukturen und deren struktureller Äquivalente, oder in Kombinationen aus einer oder mehreren davon, implementiert werden.
4 stellt ein Blockdiagramm eines Systems 400 zum Implementieren einer globalen Kalibrierung von Batteriemodellen dar, die den Betrieb von Batterien in Elektrofahrzeugen 105 simulieren. Das System 400 kann ein Datenverarbeitungssystem (DPS) 405 einschließen, das über ein Netzwerk 101 mit einem oder mehreren Elektrofahrzeugen (EVs) 105 kommunizieren kann. Das Datenverarbeitungssystem 405 kann ein oder mehrere Computersysteme 300, einen oder mehrere Batteriemodellkalibratoren 410, einen oder mehrere Batteriemodellauswerter 440, eine oder mehrere Datenbanken 445 und eine oder mehrere Netzwerkschnittstellen 480 einschließen. Der Batteriemodellkalibrator 410 kann ein oder mehrere Batteriemodelle 415, eine oder mehrere Parameterfunktionen 430 und ein oder mehrere Parametermodelle der künstlichen Intelligenz (AI) 435 einschließen. Das Batteriemodell 415 kann eine oder mehrere Parameter 420 und einen oder mehrere Parameterwerte 425 einschließen. Das EV 105 kann ein oder mehrere Computersysteme 300 und ein oder mehrere Batteriemodelle 415 mit deren Parametern 420 und Parameterwerten 425 einschließen. EV 105 kann eine oder mehrere Datenbanken 445, eine oder mehrere Batterieleistungen 465, einen oder mehrere Handlungsgeneratoren 470 oder einen oder mehrere Sensoren 475 des Elektrofahrzeugs 105 einschließen. Die Datenstruktur 445 kann eine oder mehrere Batteriedaten 450, eine oder mehrere Temperaturdaten 455 und oder mehrere Sensordaten 460 einschließen.
Das System 400 kann das Datenverarbeitungssystem 405, das auf einem Computersystem 300 implementiert ist, nutzen, um das Batteriemodell 415 unter Verwendung des Batteriemodellkalibrators 410 durch Verarbeiten von Parameterfunktionen 430 zu kalibrieren, die auf einem KI-Modell 435 basieren können, um Parameterwerte 425 für Parameter 420 des Batteriemodells 415 zu erzeugen. Die erzeugten Parameterwerte 425 können einen oder mehrere Werte oder kontinuierliche, glatte und differenzielle Funktionen einschließen, die den Tests der Batterie als Funktion des Ladezustands (SOC) und der Temperatur der Batterie entsprechen oder auf diese ausgerichtet sein können. Der Batteriemodellauswerter 440 kann das kalibrierte Batteriemodell 415 im Hinblick auf Qualität und Genauigkeit der Kalibrierung anhand der in der Datenbank 445 gespeicherten Daten auswerten. Nach dem Kalibrieren kann das Batteriemodell 415 auf einem Computersystem 300 eines EV 105 betrieben werden, um eine modellierte Leistung 465 bereitzustellen, wobei Messungen des EV 105 von den Sensoren 475 und basierend auf Parametern 420 und Parameterwerten 425 verwendet werden, die vom Batteriemodellkalibrator 410 des DPS 405 kalibriert werden. Unter Verwendung der durch das Modell 415 bestimmten modellierten Leistung 465 kann das EV 105 über den Handlungsgenerator 470 Handlungen erzeugen, die das EV 105 durchführen kann.
Das DPS 405 kann eine beliebige Kombination von Hardware und Software zum Implementieren der globalen Kalibrierung des Batteriemodells 415 einschließen. Das DPS 405 kann einen Prozessor, eine Steuerung, einen Mikrocontroller oder eine Steuerschaltung einschließen und kann durch ein Computersystem 300 betrieben, gesteuert oder implementiert werden. Das DPS 405 kann Funktionen, Computercodes, Skripte oder Anweisungen einschließen, die in einem Speicher, wie dem Speicher 315 oder dem Speicher 325, gespeichert sind und auf einem oder mehreren Prozessoren, wie dem Prozessor 310, ausgeführt werden können. Das DPS 405 kann jede Funktionalität zum Implementieren einer Kalibrierung eines Batteriemodells 415 einschließen. Das DPS 405 kann Daten über die Batterie, die Umgebung der Batterie oder den Betrieb bzw. Zustand der Batterie (z. B. 110, 115 oder 120) verwenden, um das Batteriemodell 415 oder eine ihrer Komponenten zu kalibrieren. DPS 405 kann unter Verwendung von Daten wie Ladezustand (SOC), Temperaturbereiche, Leistungszustand (SOP) oder Energiezustand (SOE) Parameter 420 oder Parameterwerte 425 für das Batteriemodell 415 erzeugen oder bestimmen. Das DPS 405 kann auf einem zentralen Server ausgeführt werden und mit dem EV 105 über ein Netzwerk 101 oder über ein EV 105 kommunizieren. Das DPS 405 kann die Leistung eines Batteriemodells 415 auswerten oder bestimmen und kann alle Daten, die in einer Datenbank 445 gespeichert werden können, einschließen und nutzen, um das Batteriemodell 415 zu kalibrieren.
Das Batteriemodell 415 kann eine beliebige Kombination aus Hardware und Software einschließen, um die Leistung oder den Zustand einer Batterie eines Elektrofahrzeugs 105 darzustellen oder zu bestimmen, einschließlich eines oder mehrerer Batteriepacks 110, eines oder mehrerer Batteriemodule 115 oder eines oder mehrerer Batteriezellen 120. Das Batteriemodell 415 kann ein Modell für eine äquivalente Schaltung (EQC) 415 einschließen. Das EQC-Batteriemodell 415 kann Parameter 420 einschließen, die in Form von Komponenten der elektrischen Schaltung dargestellt werden können, wie Kondensatoren, Widerstände, Induktoren, Dioden und andere. Das Batteriemodell 415 kann Funktionen, Computercodes, Skripte oder Anweisungen einschließen, die in einem Speicher, wie dem Speicher 315 oder dem Speicher 325, gespeichert sind und auf einem oder mehreren Prozessoren, wie dem Prozessor 310, ausgeführt werden, um eine Leistung oder einen Zustand einer Batterie darzustellen oder zu bestimmen. Das Batteriemodell 415 kann die Leistung, den Zustand, den gegenwärtigen oder zukünftigen Zustand oder die Funktionsweise der Batterie bestimmen, einrichten, darstellen oder vorhersagen. Das Batteriemodell 415 kann eine von der Batterie gelieferte Leistungs- oder Energiemenge, eine der Batterie zur Verfügung stehende Leistungs- oder Energiemenge, einen Batterie-SOC, SOP oder SOE, eine erwartete verbleibende Kilometerreichweite für die Batterie, eine erwartete verbleibende Batterielebensdauer, eine Batterieeffizienz oder jede andere Bestimmung, die durch ein Batteriemodell modelliert werden kann, bestimmen, einrichten, darstellen oder vorhersagen. Das Batteriemodell 415 kann Parameter 420 und Parameterwerte 425 einschließen und verwenden, um Berechnungen und Bestimmungen durchzuführen.
Die Parameter 420 können beliebige Komponenten oder eine Variable eines Batteriemodells 415 einschließen. Ein Parameter 420 kann eine oder mehrere Eingaben in das Batteriemodell 415 einschließen. Ein Parameter 420 kann eine Funktion eines Batteriemodells 415 einschließen. Ein Parameter 420 kann eine Funktion eines Batteriemodells 415 einschließen. Zum Beispiel kann der Parameter 420 einen Widerstand, einen Kondensator, einen Induktor oder eine Diode in einem EQC-Modell 415 einschließen oder durch diese dargestellt werden. Der Parameter 420 kann eine Komponente, einen Abschnitt oder Teilsatz einer Batterie (z. B. Batteriepack 110, Batteriemodul 115 oder Batteriezelle 120) darstellen, die einen bestimmten elektrischen Widerstand, eine bestimmte Kapazität, eine bestimmte Induktivität oder eine andere elektrische Eigenschaft aufweist. Der Parameter 420 kann einen Widerstandswert (z. B. für einen Widerstand eines Modells 415) oder einen Kapazitätswert (z. B. für einen Kondensator eines Modells 415) einschließen, der einen Abschnitt einer Batterie darstellt (z. B. einen oder mehrere Batteriepacks 110, Batteriemodule 115 oder Batteriezellen 120). Zum Beispiel kann der Parameter 420 einem Widerstand (z. B. Widerstand) oder einer Kapazität (z. B. Kondensator) entsprechen, der/die einem konstanten Wert entspricht (z. B. unveränderliche Kapazität oder Widerstand). Zum Beispiel kann der Parameter 420 einen Kapazitätswert einschließen, der sich auf einen variablen Widerstand oder eine Kapazität in Abhängigkeit von Zeit, Temperatur, Zustand oder Ladung oder einer anderen Eingabe bezieht. Parameter 420 kann eine Kombination aus einem oder mehreren Widerständen und einem oder mehreren Kondensatoren einschließen oder diesen entsprechen, die parallel, in Reihe oder in einer Kombination aus Parallel- und Reihenschaltung angeordnet sein können.
Die Parameterwerte 425 können einen oder mehrere Werte für einen Parameter 420 einschließen. Die Parameterwerte 425 können einen oder mehrere Werte zum Definieren eines Parameters 420 einschließen. Die Parameterwerte 425 können einen Sollwert einschließen, wie eine Konstante. Die Parameterwerte 425 können einen Satz von Werten einschließen, wie zwei, drei, vier, fünf, 10,20 oder mehr Werte. Die Parameterwerte 425 können eine kontinuierliche Funktion oder eine kontinuierliche Linie oder Kurve von Werten einschließen, um den Parameter 420 in Abhängigkeit einer Eingabevariablen zu definieren. Zum Beispiel können die Parameterwerte 425 eine kontinuierliche Funktion einschließen, um den Parameter 420 als eine Funktion von einem oder mehreren zu definieren von: SOC, SOP, SOE, Temperatur, Zeit oder in Abhängigkeit von einem anderen Parameter 420.
Die Parameterfunktionen 430 können jede Funktion zum Bestimmen der Parameter 420 einschließen. Die Parameterfunktionen 430 können beliebige Funktionen zum Einrichten, Berechnen oder Bestimmen von Parameterwerten 425 einschließen. Die Parameterfunktionen 430 können eine oder mehrere Funktionen, Computercodes, Skripte oder Anweisungen einschließen, die in einem Speicher, wie dem Speicher 315 oder dem Speicher 325, gespeichert sind und auf einem oder mehreren Prozessoren, wie dem Prozessor 310, ausgeführt werden können. Die Parameterfunktionen 430 können Berechnungen basierend auf den in der Datenbank 445 gespeicherten Daten oder Werten einschließen, verwenden oder durchführen. Zum Beispiel können die Parameterfunktionen 430 eine oder mehrere lineare Funktionen, quadratische Funktionen oder beliebige Polynomfunktionen einschließen, wie eine Polynomfunktion, deren höchster Exponent 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder mehr ist. Die Parameterfunktionen 430 können eine Polynomfunktion einschließen, um den Parameterwert 425 für einen Parameter 420 zu bestimmen. Die Parameterfunktion 430 kann eine Funktion zum Bestimmen von Werten, Graphen oder Kurven einschließen, die einem Widerstand oder einem Kondensator eines Batteriemodells 415, wie einem EQC-Batteriemodell, entsprechen. Die Parameterfunktion 430 kann eine Funktion zum Bestimmen eines Werts, von Werten, einer Grafik oder einer Kurve bestimmen, die einem RC-Paar eines EQC-Batteriemodells entspricht, das einen Widerstand und einen Kondensator einschließen kann, die in einer Reihen- oder Parallelschaltung verbunden sind. Die Parameterfunktion 430 kann eine Funktion einschließen, die einen Parameter 420 mit einem einzelnen Wert definiert oder bestimmt. Die Parameterfunktion 430 kann eine Funktion einschließen, die eine kontinuierliche Funktion definiert oder bestimmt, wie eine Funktion, die eine kontinuierliche Linie oder eine Kurve in einer Grafik aufweist. Die Parameterfunktion 430 kann ein kontinuierliches Diagramm, eine Grafik oder eine Kurve erzeugen, die an die gemessenen Prüfwerte einer Batterie angepasst ist. Die Parameterfunktion 430 kann eine differenzierbare Kurve, eine Grafik oder ein Diagramm erzeugen, das an die gemessenen Prüfwerte einer Batterie angepasst ist. Die Parameterfunktion 430 kann eine glatte Funktion einschließen, die eine kontinuierliche Ableitung über den Bereich von Ladungszuständen oder den Bereich von Temperaturen erzeugen kann. Die Parameterfunktion 430 kann ein Parameter-KI-Modell 435 einschließen oder nutzen, um die Ausgabe der Parameterfunktion 430 (z. B. den Parameterwert 425) zu bestimmen.
Das Parameter-KI-Modell 435 kann eine beliebige Kombination aus Hardware und Software zum Implementieren eines Modells der künstlichen Intelligenz oder des maschinellen Lernens für eine Batterie einschließen (z. B. einen oder mehrere Batteriepacks 110, Batteriemodule 115 oder Batteriezellen 120). Der Parameter AI-Modell 435 kann in einer Parameterfunktion 430 eingeschlossen sein. Das Parameter-AI-Modell 435 kann verwendet werden, um die Ausgabe einer Funktion 430 zu bestimmen. Das Parameter-AI-Modell 435 kann eine oder mehrere Funktionen des maschinellen Lernens (ML) oder der künstlichen Intelligenz (AI) einschließen und nutzen. Das Parameter-AI-Modell 435 kann einen ML-Funktionalitätsmodelltrainer einschließen, der eine beliebige Kombination aus Hardware und Software einschließlich Skripten, Funktionen und Computercode aufweist, die im Speicher gespeichert sind oder auf einem Prozessor betrieben werden, um Parameterwerte 425 zu bestimmen. Das Parameter-KI-Modell 435 kann ein ML-Modell einschließen, das jeden Gesichtspunkt der globalen Kalibrierung trainiert, einschließlich des Bestimmens von Parameterwerten 425 oder des Bestimmens der Ausgabe von Parameterfunktionen 430.
Das Parameter-KI-Modell 435 kann eine Funktion oder ein Modell eines künstlichen neuronalen Netzwerks (ANN) sein oder einschließen. Das ANN des Parameter-KI-Modells 435 kann ein mathematisches Modell einschließen, das aus mehreren miteinander verbundenen Verarbeitungsneuronen als Einheiten besteht. Die Neuronen und ihre Verbindungen können mit einem Datensatz aus einer Datenbank 445 trainiert werden, um die Beziehungen zwischen Eingaben und Ausgaben darzustellen, ohne dass die genauen Informationen des Systemmodells bekannt sind. Zum Beispiel kann ein ANN eines Parameter-KI-Modells 435 eine schematische Architektur einschließen, die eine 3×2-Mehrschicht-Perzeptron (MLP)-Struktur einer vorwärtsgerichteten ANN-Funktion einschließt. Das Parameter-KI-Modell 435 kann Eingabevektoren für die ANN-Funktion einschließen, die den SOC, T (z. B. die Temperatur) und I (z. B. den Strom) einschließen können. Die Ausgabevektoren der ANN-Funktion können Widerstandswerte für Widerstandskomponenten des Batteriemodells 415 einschließen (z. B. Wert, Werte oder Funktionen eines R0 510-Widerstands eines EQC-Modells). Die Neuronen sowohl in der verborgenen Schicht als auch in der Ausgabeschicht können eine sigmoidale Aktivierungsfunktion einschließen. Die Trainingsdaten für das ANN können aus dem gemessenen Widerstandswert (z. B. dem gemessenen R0 510) eines Parameters 420 stammen. Der gemessene Widerstandswert (z. B. der Parameterwert 425) kann alle Simulationsbedingungen für das Modell abdecken. Das Trainingsverfahren des ANN des Parameter-KI-Modells 435 kann unter Verwendung eines Neuron-für-Neuron-Algorithmus (NBN) durchgeführt werden. Die ANN-Funktion des Parameter-KI-Modells 435 kann eine kontinuierliche Kurve erzeugen und die kontinuierliche Kurve so umgestalten, dass sie zu den Daten aus der Datenbank 445 passt. Zum Beispiel kann die ANN-Funktion des Parameter-KI-Modells 435 die gemessenen Werte eines Parameters 420 (z. B. eine Reihe von Parameterwerten 425) so anpassen, dass die kontinuierliche Kurve zu den gemessenen Werten des Parameters 420 passt.
Der Batteriemodellauswerter 440 kann Funktionen, Computercodes, Skripte oder Anweisungen einschließen, die in einem Speicher, wie dem Speicher 315 oder dem Speicher 325, gespeichert sind und auf einem oder mehreren Prozessoren, wie dem Prozessor 310, ausgeführt werden, um die Leistung eines Batteriemodells 415 zu bewerten. Der Batteriemodellauswerter 440 kann die Funktion einschließen, die Parameter 420 oder Parameterwerte 425 mit den entsprechenden Messungen der zu prüfenden Batterie zu vergleichen. Zum Beispiel kann der Batteriemodellauswerter 440 die Parameter 420 oder Parameterwerte 425 mit den Ausgaben des Batteriemodells 415 vergleichen. Die Ausgaben können einem oder mehreren von SOC, SOE, SOP oder Temperatur entsprechen oder diese einschließen, die als Einzelwerte, eine Reihe von Werten, über einen Zeitraum bestimmte Werte oder als kontinuierliche Kurve oder Kurven in Abhängigkeit von SOC, Temperatur oder Zeit dargestellt werden können. Der Batteriemodellauswerter 440 kann einen Schwellenwert zum Bewerten der Kalibrierung des Batteriemodells 415 einschließen. Der Batteriemodellauswerter 440 kann die Kalibrierung eines Batteriemodells 415 als akzeptabel oder gültig identifizieren, wenn die Parameter 420 oder Parameterwerte 425 innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts mit den Testwerten (z. B. den gemessenen Werten) einer Batterie übereinstimmen. Der Schwellenwert kann ein beliebiger Schwellenfehler oder eine Variation von einem Messwert sein, mit dem der Wert des Batteriemodells 415 verglichen wird. Zum Beispiel kann ein Schwellenwert, der von einem Batteriemodellauswerter 440 verwendet wird, einen Prozentsatz des Parameterwerts 425 einschließen, der von dem Batteriemodell 415 in Bezug auf den jeweiligen Messwert bestimmt wird. Zum Beispiel kann ein Schwellenwert auf 5 % des Parameterwerts 425 eingestellt werden, sodass der Batteriemodellauswerter 440 bestimmen kann, dass das Batteriemodell 415 erfolgreich kalibriert ist, wenn die Parameterwerte 425 eines Batteriemodells 415 innerhalb von 5 % der gemessenen entsprechenden Parameterwerte 425 liegen. Der Schwellenwert kann auf einen beliebigen Wert eingestellt werden, wie weniger als 1 %, bis zu 2 %, bis zu 3 %, bis zu 5 %, bis zu 7 %, bis zu 10 % oder bis zu mehr als 10 % des Parameterwerts 425. Das Batteriemodell 415 kann den Schwellenwert in Bezug auf eine Ausgabe des Batteriemodells 415 einschließen. Zum Beispiel kann der Batteriemodellauswerter 440 das Batteriemodell 415 mit den in das Batteriemodell 415 eingegebenen Parametern 420 und Parameterwerten 425 testen und die Ausgabe des Batteriemodells 415 mit einem gemessenen Ausgabewert vergleichen. Der Batteriemodellauswerter 440 kann bestimmen, dass das Modell 415 erfolgreich kalibriert ist, wenn die Ausgabe innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts der gemessenen Ausgabe liegt.
Die Datenbank 445 kann jede organisierte Sammlung von strukturierten Informationen oder Daten einschließen, die in einem Speicher, wie dem Speicher 315 oder 325, gespeichert sind. Die Datenbank 345 kann ein Dateisystem und/oder Tabellen mit Informationen einschließen, die in Bezug auf die Batterien des Fahrzeugs 105 gespeichert werden, wie alle Daten, die einen oder mehrere Batteriepacks 110, Batteriemodule 115 oder Batteriezellen 120 betreffen. Die Datenbank 445 kann Informationen, Metadaten, Testergebnisse, durch das Batteriemodell 415 bestimmte Werte, gemessene Werte der Leistung einer Batterie eines EV 105 oder andere Daten in Bezug auf das EV 105 speichern. Die Datenbank 445 kann Batteriedaten 450, Temperaturdaten 455 und Sensordaten 460 einschließen. Die Datenbank 445 kann alle Informationen speichern, einschließlich aller Testdaten einer zu modellierenden Batterie, einschließlich aller Informationen, die eine oder mehrere Temperaturmessungen, SOC-Messungen, SOP-Messungen, SOE-Messungen oder andere Messungen einer Batterie (z. B. 110, 115 oder 120) einschließen oder diesen entsprechen. Die Datenbank 445 kann Informationen am Fahrzeug 105 einschließen, einschließlich Fahrzeugsensordaten 460, die alle am oder um das Fahrzeug herum vorgenommenen Messungen einschließen können.
Die Batteriedaten 450 können alle Informationen oder Daten einschließen, die sich auf eine Batterie beziehen, wie einen oder mehrere Batteriepacks 110, Batteriemodule 115 oder Batteriezellen 120. Die Batteriedaten 450 können den Ladezustand (SOC) einer Batterie, den Leistungszustand (SOP) einer Batterie oder den Energiezustand einer Batterie (SOE) einschließen. Die Batteriedaten 450 können eine Temperatur einer Batterie einschließen. Die Batteriedaten 450 können die Effizienz einer Batterie oder die verbleibende Lebensdauer einer Batterie einschließen. Die Batteriedaten 450 können Testdaten einschließen, wie Daten aus Messungen, die bei Batterieprüfungen durchgeführt wurden. Die Batteriedaten 450 können Testdaten einschließen, die im Rahmen von HPPC-Tests (Hybrid Pulse Power Characterization) erhoben wurden. Die Batteriedaten 450 können Testdaten einschließen, die bei konstantem Stromausgang der Batterie gemessen wurden. Die Batteriedaten 450 können Informationen einschließen, die dem Batteriemodell 415 entsprechen. Die Batteriedaten 450 können Daten über Parameter 420 oder Parameterwerte 420 einschließen.
Die Temperaturdaten 455 können alle Informationen oder Daten zur Temperatur einschließen. Die Temperaturdaten 455 können Daten oder Informationen zur Temperatur einer Batterie einschließen, wie die Temperatur von einem oder mehreren Batteriepacks 110, Batteriemodulen 115 oder Batteriezellen 120. Die Temperaturdaten 455 können alle Informationen oder Daten zur Temperatur der Umgebungsluft oder der Luft, die die Batterie umgibt, einschließen. Die Temperaturdaten 455 können Temperaturmessungen einschließen, die während der Tests vorgenommen wurden. Die Temperaturmessungen können sich auf die Batterie oder die die Batterie umgebende Luft beziehen.
Die Sensordaten 460 können beliebige Daten von einem Sensor 475 einschließen. Die Sensordaten 460 können Messungen eines beliebigen Abschnitts des EV 105 einschließen. Die Sensordaten 460 können Messungen von Geschwindigkeit, Beschleunigung, Temperatur, Vibration, Stress oder Druck einschließen, die dem EV 105 oder der Batterie des EV 105 entsprechen. Die Sensordaten 460 können Messungen von Leistung, Spannung, Strom oder Energie einschließen, die der Batterie entsprechen. Die Sensordaten 460 können Messungen einschließen, die den Bestimmungen von SOC, SOP oder SOE der Batterie entsprechen.
Die modellierte Leistung 465 kann alle Informationen über die Leistung einer Batterie eines EV 105 oder des EV 105 einschließen. Die modellierte Leistung 465 kann jede Bestimmung oder Ausgabe des Batteriemodells 415 einschließen. Die Batterieleistung kann eine oder mehrere von SOC, SOP oder SOE einer Batterie einschließen. Die Batterieleistung kann Informationen oder Daten zur Batterieleistung, zur Batterielebensdauer oder zur verbleibenden Batterielebensdauer einschließen. Die modellierte Leistung 465 kann eine Leistung des EV 105 einschließen. Die modellierte Leistung 465 kann eine geschätzte Reststrecke einschließen, die beim gegenwärtigen Ladezustand vorhanden ist. Die modellierte Leistung 465 kann eine geschätzte Temperatur der Batterie zu einem Zeitpunkt in der Zukunft einschließen, wie während einer geplanten Fahrt.
Der Handlungsgenerator 470 kann eine beliebige Kombination aus Hardware und Software zum Erzeugen von Handlungen einschließen, die auf dem EV 105 ausgeführt werden sollen. Der Handlungsgenerator 470 kann ein Modul einschließen, das Benachrichtigungen, Warnungen, Befehle oder Anweisungen zum Ausführen von Maßnahmen in Bezug auf das EV 105 oder die Batterie des EV 105 ausgibt. Der Handlungsgenerator 470 kann Handlungen erzeugen, wie eine Warnung, dass eine Batterie des EV 105 geladen werden sollte. Der Handlungsgenerator 470 kann eine Handlung erzeugen, um die von der Batterie des EV 105 gelieferte Leistung zu steuern. Zum Beispiel kann der Handlungsgenerator 470 einen Befehl erzeugen, um die Ausgangsleistung der Batterie auf ein bestimmtes Niveau einzuschränken. Zum Beispiel kann der Handlungsgenerator 470 eine Anweisung erzeugen, um einen Wert anzuzeigen, der der Leistung einer Batterie des EV 105 entspricht.
Der Sensor 475 kann eine beliebige Kombination von Hardware und Software zum Durchführen von Messungen an einem EV 105 einschließen. Der Sensor 475 kann jeden Sensor oder jede Vorrichtung einschließen, die ein Ausgangssignal erzeugt, um ein physikalisches Phänomen zu erfassen oder zu erkennen. Der Sensor 475 kann jede Art und Form eines Sensors, Detektors oder einer Schaltung zum Erkennen eines Signals oder einer Ausgabe einschließen. Der Sensor 475 kann einen Drucksensor, einen Temperatursensor, einen Leistungssensor, einen Spannungssensor, einen Stromsensor, einen Magnetsensor, einen Kraftsensor, einen Positionssensor, einen Lichtsensor oder einen Schwingungssensor einschließen. Der Sensor 475 kann einen Batteriesensor einschließen, der eine beliebige Kombination von Strom, Spannung und Temperatur einer Batterie misst.
Die Netzwerkschnittstelle 480 kann eine beliebige Kombination aus Hardware und Software zum Kommunizieren über ein Netzwerk 101 einschließen. Die Netzwerkschnittstelle 480 kann Skripte, Funktionen und Computercodes einschließen, die in einem Speicher gespeichert sind und auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt oder betrieben werden, um eine beliebige Netzwerkschnittstelle zu implementieren, wie die Netzwerkkommunikation über ein Netzwerk 101. Das Netzwerk 101 kann jedes drahtgebundene oder drahtlose Netzwerk, ein Kommunikationskabel oder ein Kabel zum Übertragen von Informationen oder Daten, ein World Wide Web, ein lokales Netzwerk, ein Weitverkehrsnetzwerk, ein Wi-Fi-Netzwerk, ein Bluetooth-Netzwerk oder ein beliebiges anderes Kommunikationsnetzwerk oder eine Plattform einschließen. die Netzwerkschnittstelle 480 kann Funktionalität zum Kommunizieren über das Netzwerk 101 unter Verwendung eines beliebigen Netzwerkkommunikationsprotokolls wie Transmission Control Protocol (TCP) / Internet Protocol (IP), User Datagram Protocol (UDP) oder eines anderen
Kommunikationsprotokolls, das für das Kommunizieren über ein Netzwerk 101 verwendet wird, einschließen. Die Netzwerkschnittstelle 480 kann Kommunikationsanschlüsse und Hardware zum Empfangen und Senden von Daten und Nachrichten über das Netzwerk 101 oder über ein Stromkabel einschließen. Die Netzwerkschnittstelle 480 kann die Funktion einschließen, Informationen, Befehle, Anweisungen, Datenstrukturen, Werte, das Batteriemodell 415, Parameter 420, Parameterwerte 425 oder andere Informationen zwischen dem EV 105 und dem DPS 405 zu codieren und zu decodieren, zu senden und zu empfangen.
Die Netzwerkschnittstelle 480 des DPS 405 kann mit der Netzwerkschnittstelle 480 des EV 105 kommunizieren, um ein nicht kalibriertes Batteriemodell 415 vom EV 105 zu empfangen. Anschließend, nach der Kalibrierung des Batteriemodells 415, kann die Netzwerkschnittstelle 480 des DPS 405 das kalibrierte Batteriemodell 415 an die Netzwerkschnittstelle 480 des EV 105 übertragen oder senden, um es im EV 105 zu verwenden, um die Batterie (z. B. 110, 115 oder 120) unter Verwendung des kalibrierten Batteriemodells 415 zu modellieren.
Zum Beispiel kann ein System 400 einen oder mehrere Prozessoren eines EV 105 einschließen, wie einen Prozessor 310. Der eine oder die mehreren Prozessoren können mit einem Speicher gekoppelt sein, wie dem Speicher 315 oder 325. Der eine oder die mehreren Prozessoren können Anweisungen einschließen, die im Speicher gespeichert und auf dem einen oder den mehreren Prozessoren verarbeitet werden können, um die Funktionen des Systems 400 zu implementieren. Zum Beispiel kann der eine oder die mehreren Prozessoren für das Elektrofahrzeug 105 ein Batteriemodell 415 identifizieren. Das Batteriemodell 415 kann programmiert oder konfiguriert sein, um die Leistung einer Batterie (z. B. des Batteriepacks 110, Batteriemoduls 115 oder der Batteriezelle 120) des Elektrofahrzeugs 105 basierend auf einer Parameterfunktion 430 zu bestimmen. Die Parameterfunktion 430 kann Parameterwerte 425 für einen Parameter 420 des Batteriemodells 415 über einen Bereich von Ladezuständen (SOCs) und einen Bereich von Temperaturen erzeugen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können basierend auf Eingaben von dem Sensor 475 des Elektrofahrzeugs 105 einen Leistungswert (z. B. modellierte Leistung 465) des Elektrofahrzeugs 105 über das Batteriemodell 415 erzeugen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können durch einen Handlungsgenerator 470 eine Handlung für das Elektrofahrzeug 105 basierend auf dem Wert der modellierten Leistung 465 bereitstellen.
Der eine oder die mehreren Prozessoren können den Leistungswert (z. B. die modellierte Leistung 465) erzeugen, der mindestens einen von einem Ladezustand der Batterie (z. B. 110, 115 oder 120) des Elektrofahrzeugs 105, einem Leistungszustand der Batterie (z. B. 110, 115 oder 120) oder einem Energiezustand umfasst. Der eine oder die mehreren Prozessoren können die Handlung durch den Handlungsgenerator 470 bereitstellen, der ein grafisches Benutzerelement umfasst, das den Wert der Leistung (z. B. die modellierte Leistung 465) über eine Anzeigevorrichtung des Elektrofahrzeugs 105 anzeigt. Das grafische Benutzerelement kann eines oder mehrere einschließen von: einer Grafik, einer Nachricht, einem Bild, einer Karte, einer Angabe von Ladestationen in der Nähe des Fahrzeugs oder einer Warnung oder Angabe eines bestimmten Batteriezustands (z. B. Erreichen eines bestimmten SOC, SOP oder SOE). Der eine oder die mehreren Prozessoren können die Handlung durch den Handlungsgenerator 470 erzeugen, der eine Anweisung zum Laden des Elektrofahrzeugs 105 umfasst. Der eine oder die mehreren Prozessoren können die Handlung zum Steuern der von der Batterie (z. B. 110, 115 oder 120) des Elektrofahrzeugs 105 gelieferten Leistung erzeugen.
Der eine oder die mehreren Prozessoren können das Batteriemodell 415 von einem von dem Elektrofahrzeug 105 entfernten Datenverarbeitungssystem 405 empfangen. Das Datenverarbeitungssystem 405 kann das Batteriemodell 415 basierend auf der Parameterfunktion 430 kalibrieren, die die Parameterwerte 425 für den Parameter 420 des Batteriemodells 415 über den Bereich der Ladezustände und den Bereich der Temperaturen erzeugt. Das Batteriemodell 415 kann ein äquivalentes Schaltungsmodell (EQC) einschließen. Der Parameter 420 kann einen Widerstand oder eine Reihe von Widerstand und Kapazität einschließen.
In einigen Gesichtspunkten bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein nicht-transitorisches, computerlesbares Medium, das Anweisungen einschließen kann. Bei Ausführung durch einen oder mehrere Prozessoren, wie dem Prozessor 310, können die Anweisungen den einen oder die mehreren Prozessoren veranlassen, einen Parameter 420 eines Batteriemodells 415 zu identifizieren, der verwendet wird, um eine Leistung (modellierte Leistung 465) einer Batterie (z. B. 110, 115 oder 120) über das Batteriemodell 415 zu bestimmen. Die Anweisungen können den einen oder die mehreren Prozessoren, wie den Prozessor 310, veranlassen, das Batteriemodell 415 basierend auf einer Parameterfunktion 430 zu kalibrieren, die Parameterwerte 425 für den Parameter 420 des Batteriemodells 415 über einen Bereich von Ladezuständen und einen Bereich von Temperaturen erzeugt. Die Anweisungen können den Prozessor, wie den Prozessor 310, veranlassen, Werte der Parameter des Modells 415 über einen Bereich von Ladezuständen und einen Bereich von Temperaturen zu identifizieren. Die Anweisungen können den einen oder die mehreren Prozessoren, wie den Prozessor 310, veranlassen, das durch den Batteriemodellkalibrator 410 für das Batteriemodell 415 kalibrierte Batteriemodell 415 bereitzustellen, um das Batteriemodell 415 zu veranlassen, die modellierte Leistung 465 als Reaktion auf eine Eingabe zu bestimmen. Die Parameterfunktion 430 kann eine glatte Funktion einschließen, die eine kontinuierliche Ableitung über den Bereich der Zustände der Ladungen und den Bereich der Temperaturen oder entsprechend einschließen kann.
5 stellt ein Diagramm 500 eines beispielhaften Batteriemodells 415 dar, das als ein äquivalentes Schaltungsbatteriemodell (EQC-Batteriemodell) 415 implementiert ist. Das EQC-Batteriemodell 415 kann eine von mehreren Möglichkeiten sein, das Batteriemodell 415 zu implantieren. Das EQC-Batteriemodell 415 kann zum Simulieren der modellierten Leistung 465 eines Batteriepacks 110 verwendet werden. Zum Beispiel kann ein EQC-Modell 415 verwendet werden, um die Leistung eines Ladezustands (SOC), eines Leistungszustands (SOP) oder eines Energiezustands (SOE) einer Batterie (z. B. Batteriepack 110, Batteriemodul 115 oder Batteriezelle 120) eines EV 105 zu simulieren.
Das EQC-Batteriemodell 415 kann eine Struktur einschließen, die eine elektrische Schaltung darstellt, die einer Batterie entsprechen kann (z. B. 110, 115 oder 120). Das EQC-Batteriemodell 415 kann eine Reihe von Parametern 420 einschließen, die den Komponenten des EQC-Batteriemodells 415 in Bezug auf ihren Beitrag zum Widerstand oder zur Kapazität der zu simulierenden Batterie entsprechen können. Der Parameter 420 kann Komponenten einschließen, die einen Widerstand bereitstellen, wie die elektrischen Widerstände R0 510, R1 515, R2 525 oder R3 535. Die Parameter 420 können Komponenten einschließen, die eine Kapazität bereitstellen, wie die elektrischen Kondensatoren C1 520, C2 530 oder C3 540. Die Parameter 420 können sich auch auf RC-Paar-Komponenten beziehen, die aus einem Paar von Widerständen und einem Kondensator bestehen, die in einer Parallelschaltung miteinander verbunden sind, wie zum Beispiel die RC-Paare 522, 532 und 542. RC 522 kann aus dem Widerstand R1 515 und dem Kondensator C1 520, RC 532 kann aus dem Widerstand R2 525 und dem Kondensator C2 530 und RC 542 kann aus dem Widerstand R3 535 und dem Kondensator C3 540 bestehen. Die Reihen von Widerstand und Kapazität können Funktionen der Batteriedaten 450 sein, die den Testmessungen oder den Daten über den SOC und die Temperatur der zu simulierenden Batterie entsprechen.
Das EQC-Batteriemodell 415 kann eine Leerlaufspannung (OCV) 505 einschließen, die der Spannung zwischen dem Pluspol und dem Minuspol einer Batterie entspricht, wenn kein Strom zur oder von der Batterie fließt und sich die Elektrodenpotentiale im Gleichgewichtszustand befinden. Der Pluspol des OCV 505 kann in elektrischem Kontakt mit R0 510 stehen, was dem ohmschen Widerstand und dem Ladungsübergangswiderstand der Batterie entsprechen kann. In Reihe mit dem R0 510 geschaltet, können ein oder mehrere Paare von parallelen Widerständen und Kondensatoren (RC-Paare 522, 532 und 542) sein. Das EQC-Batteriemodell 415 kann eine Vt 545, die der Klemmenspannung der Batterie entspricht, an dem Knoten aufweisen, der sich hinter dem letzten der RC-Paare und dem Minuspol des OCV 505 befindet. Bei dem EQC-Batteriemodell 415 kann Vt 545 wie folgt ausgedrückt werden:

$V_{t (545)} = O C V (505) - I R_{0} (510) - I \sum_{i = 1}^{3} R_{i} (1 - e^{\frac{- t}{R_{i} C_{i}}}),$
wobei die Variable „I“ den Strom darstellt und Ri und Ci die Widerstände (z. B. 515, 525 und 535) und
Kondensatoren (z. B. 520, 530 und 540) in der Reihenschaltung von RC-Paaren nach R0 510 darstellen.

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Lösung bereit, mit der die Parameter 420 (und ihre Parameterwerte 425) des EQC-Batteriemodells 415 in einem Bereich unterschiedlicher Ladezustände (SOCs) und Temperaturen einer zu simulierenden Batterie gleichzeitig identifiziert werden können. Die vorliegende Lösung kann einen vordefinierten Raum/eine vordefinierte Struktur der Parameterabhängigkeit verwenden, in dem/der die Werte der Parameter 420 (z. B. die Parameterwerte 425) als geglättete, kontinuierlich differenzierbare Funktionen (von SOCs und Temperaturen) ausgedrückt werden können. Die identifizierten Parameter 420 können als geglättete, differenzierbare Zuordnungen, Funktionen, Kurven oder Grafiken ausgedrückt werden, die über den gesamten Bereich der Anwendungsbedingungen (z. B. als Funktion) dargestellt werden können, und können in den EQC-Batteriemodellen 415 für Simulationen oder Bestimmungen der modellierten Batterieleistung 465 effektiv verwendet werden.
Das EQC-Batteriemodell 415 kann jedem beliebigen Batteriemodell 415 entsprechen, und die Schritte oder Handlungen, die auf das Beispiel des EQC-Batteriemodells 415 angewendet werden, können auf jede Art von Batteriemodell 415 angewendet werden. Das EQC-Batteriemodell 415 kann basierend auf einem Widerstands- und Kapazitäts-Ersatzschaltungsmodell (RC-Ersatzschaltungsmodell), das verschiedenen Merkmalen der Batterie eines EV 105 entspricht, eingeschlossen sein oder modelliert werden.
Das EQC-Batteriemodell 415 kann sich auf eine Zersetzung der Klemmenspannung Vt 545 beziehen, die bei einem konstanten Entladestrom I simuliert werden kann. Das EQC-Batteriemodell 415 kann sich auch auf eine Überspannung der Batterie beziehen, ihr entsprechen oder sie angeben. Die Überspannung einer Batterie kann die Potentialdifferenz (z. B. Spannungsmessung) zwischen einer theoretischen (z. B. thermodynamisch bestimmten) Spannung der Batterie und der tatsächlichen Spannung der Batterie unter Betriebsbedingungen sein. Die gesamte Überspannung der Batterie kann die Differenz zwischen der Klemmenspannung Vt 545 und der OCV 505 sein. Die gesamte Überspannung der Batterie kann in einzelne Überspannungen zerlegt werden, die von R0 510 und den RC-Paaren (z. B. R1 515 und C1 520, R2 525 und C2 530 und R3 535 und C2 540) verursacht werden.
Die durch R0 510 verursachte Überspannung kann ein fester Wert sein, der proportional zum angelegten Strom ist. Die Überspannung aufgrund verschiedener RC-Paare (z. B. R1 515 und C1 520 oder R2 525 und C2 530 oder R3 535 und C3 540) kann in unterschiedlichen Zeitintervallen variieren, da sie von den Werten der einzelnen Parameter 540 und ihren unterschiedlichen Zeitkonstanten abhängt. Zum Beispiel können die Überspannungen von R0 und verschiedenen RC-Paaren in Abhängigkeit von der Zeit zu- und abnehmen. Zum Beispiel kann in den ersten 2 Sekunden nach der Entladung der durch R0 und RC 1 verursachte Spannungsabfall die Gesamtüberspannung dominieren. Nach etwa 7 Sekunden kann jedoch der Spannungsabfall durch RC2 zu einem bedeutenden Faktor werden, der etwa den gleichen oder einen größeren Beitrag leistet wie Ro oder RC 1. Der von RC3 verursachte Spannungsabfall kann im Laufe der Entladungszeit allmählich zunehmen und nach etwa 30 Minuten dominant werden (z. B. größer als alle einzelnen Überspannungsbeiträge von R0- und RC-Paaren). In einigen Implementierungen können zum genauen Erfassen der Eigenschaften der einzelnen Parameter 420 im EQC-Batteriemodell 415 experimentelle Daten auf verschiedenen Zeitskalen verwendet werden, um alle Überspannungsbeiträge in verschiedenen Zeitintervallen zu berücksichtigen.
Um die Empfindlichkeit der Parameter 420 auf die Klemmenspannung Vt 545 zu ermitteln (z. B. den Einfluss, den ein Parameter auf die Klemmenspannung aufweist), können die Empfindlichkeitsgrößen (Si) berechnet werden. Empfindlichkeitsvariablen können unter Verwendung der normalisierten partiellen Ableitung der Funktion Vt 545 ausgedrückt werden, wobei die Parameter 420 verwendet werden. Die Empfindlichkeitsvariablen jedes Parameters auf verschiedenen Zeitskalen können verwendet werden, um die Empfindlichkeit jedes Parameters 420 zu zeigen, der in verschiedenen Schritten variiert. In einem Beispiel kann R0 510 der empfindlichste Parameter im ersten kurzen Intervall nach der Entladung sein, wie in den ersten 17 Sekunden nach der Entladung. Die Empfindlichkeit von R1 515 kann in der ersten Sekunde zunehmen und dann konstant bei einem Wert von 0,05 liegen, während die Empfindlichkeit von C1 520 bei etwa 0,5 Sekunden einen Spitzenwert erreichen kann und dann abnimmt, um im Allgemeinen vernachlässigbar zu werden. Die Empfindlichkeit von R2 525 kann bei der Entladung zunehmen und wird nach einem längeren Zeitintervall (z. B. etwa 350 Sekunden) zum empfindlichsten Parameter, während die Empfindlichkeit von C2 zu Beginn der Entladung zunehmen kann, dann bei etwa 10 Sekunden einen Spitzenwert erreicht und dann abnimmt. Die Empfindlichkeit von R3 535 und C3 540 kann in den ersten 30 s der Entladung vernachlässigbar sein, aber dann kann sie zunehmen, wenn die Zelle auf 0,5 s entladen wird. C3 540 kann nach etwa 900 Sekunden der zweite wichtige Parameter werden.
Die Ergebnisse der Parameterempfindlichkeitsanalyse können zeigen, dass jeder Parameter 540 im EQC-Batteriemodell 415 unterschiedliche Auswirkungen auf die Klemmenspannung Vt 545 aufweisen kann und somit auf einer anderen Zeitskala in Bezug auf die Gesamtüberspannung identifizierbar oder stärker ausgeprägt ist. Daher können die experimentellen Daten auf verschiedenen Zeitskalen zum Kalibrieren der Parameter 540 verwendet werden. Zum Beispiel können experimentelle Daten mit unterschiedlicher Zeitdauer der Stromanregung verwendet werden, um die globale Kalibrierung durchzuführen. Zum Beispiel können Profile der hybriden Impulsleistungscharakterisierung (HPPC) hauptsächlich für die Kalibrierung der signifikanten/sensitiven Parameter 420 bei kurzer Zeitdauer verwendet werden, während die Profile des konstanten Stroms (CC) für solche mit großen Zeitskalen verwendet werden können.
Die globale Kalibrierung kann sich auf die Art und Weise beziehen, wie die Parameter formuliert und identifiziert werden. Basierend auf den physikalischen Prinzipien und Beobachtungen der experimentellen Analyse können die Parameter innerhalb des EQC-Batteriemodells 415 unter verschiedenen Bedingungen variieren. Zum Beispiel kann der Term R0 bei verschiedenen Variablen von SOC, Temperatur und Strom variieren, während die RC-Paare Funktionen von SOC und Temperatur sein können. Diese Funktionen können durch geglättete Zuordnungen über die zugänglichen Bereiche der einzelnen Variablen dargestellt werden. Um diese Parameter zu identifizieren, kann eine Reihe von Experimenten unter diskreten Testbedingungen durchgeführt werden. Für die Kalibrierung von R0 können die Werte unter allen Testbedingungen zunächst durch den Gleichstrominnenwiderstand (DCIR) bestimmt werden, und dann kann die globale Kalibrierung verwendet werden, um eine geglättete Funktion zu erzeugen. Für die Kalibrierung von RC-Paaren kann die globale Kalibrierung zunächst einen Rahmen schaffen - eine Reihe semi-empirischer Gleichungen, die die Abhängigkeit von SOC und Temperatur beschreiben. Bei den semi-empirischen Gleichungen können die Parameter der Gleichungen als Matrix ausgedrückt werden. Durch Einspeisen der Testdaten kann ein Algorithmus zur Optimierungsverarbeitung die optimale Parametermatrix finden, die die Simulationsergebnisse am besten an die gemessenen Ergebnisse anpasst. Die globale Kalibrierungsmethodik ermöglicht die gleichzeitige Identifizierung der EQC-Modellparameter mit den gesamten Betriebsbedingungen und führt zu geglätteten Parameterzuordnungen.
Die globale Kalibrierung kann mehrere Vorteile einschließen. Zum Beispiel kann sie die gleichzeitige Kalibrierung unter verschiedenen Bedingungen ermöglichen, was eine praktische und zeitsparende Lösung bereitstellen kann. Die semi-empirischen Gleichungen können einen geglätteten Parametersatz sicherstellen, der den Fehler minimiert und die Genauigkeit und Robustheit des Modells erhöht. Die zugewiesene Struktur/der zugewiesene Raum der Parameter kann die Temperatureffekte einschließen, wodurch die Temperaturtoleranz der Testdaten erweitert werden kann. Die vorliegende Lösung kann unter Verwendung eines begrenzten experimentellen Datensatzes betrieben werden, wodurch Versuchszeit und Ressourcen eingespart werden können.
6 veranschaulicht ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens 600 zum Implementieren einer globalen Kalibrierung. Das Verfahren 600 kann beispielsweise durch eine oder mehrere Komponenten des in 4 dargestellten Systems 400 durchgeführt werden, einschließlich, zum Beispiel, des Datenverarbeitungssystems. Das Verfahren 600 kann die HANDLUNGEN 605 bis 645 einschließen. Bei HANDLUNG 605 kann das Verfahren 600 das Datenverarbeitungssystem einschließen, das die Datenerfassung für die Kalibrierung durchführt. Bei HANDLUNG 610 kann das Verfahren 600 einschließen, dass das Datenverarbeitungssystem eine Datenqualitätsprüfung durchführt, um Qualitätsdaten für die Kalibrierung zu identifizieren. Bei HANDLUNG 615 kann das Verfahren 600 das Datenverarbeitungssystem einschließen, das eine OCV-Bestimmung durchführt. Bei HANDLUNG 620 kann das Verfahren 600 das Datenverarbeitungssystem einschließen, das das Ergebnis der OCV-Bestimmung in die OCV-Nachschlagetabelle (LUT) eines EQC-Modellparametersatzes ausgibt. Bei HANDLUNG 625 kann das Verfahren 600 das Datenverarbeitungssystem einschließen, das eine R0-Bestimmung unter Verwendung des Verfahrens 700 durchführt. Bei HANDLUNG 630 kann das Verfahren 600 das Datenverarbeitungssystem einschließen, das die resultierende Ro-Bestimmung in eine R0-LUT des EQC-Modellparametersatzes ausgibt. Bei HANDLUNG 635 kann das Verfahren 600 das Datenverarbeitungssystem einschließen, das die RC-Paar-Bestimmung unter Verwendung des Verfahrens 800 durchführt. Bei HANDLUNG 640 kann das Verfahren 600 das Datenverarbeitungssystem einschließen, das die RC-Paar-Bestimmung in die RC-Paar-LUT ausgibt. Bei HANDLUNG 645 kann das Verfahren 600 das Datenverarbeitungssystem einschließen, das die Genauigkeit des Modells bestimmt oder auswertet.
Bei HANDLUNG 605 führt das Verfahren die Datenerfassung für die Kalibrierung durch. Die Datenerhebung kann das Sammeln von experimentell gemessenen Daten einschließen. Die Daten können Zeitmessungen einschließen, wie Zeitstempel, die dem Strom „I“, der Klemmenspannung Vt 545 und der Temperatur „T“ der Batterie zugeordnet werden können. Die Datenmessungen können unter vorgegebenen Bedingungen in Übereinstimmung mit den Prüfprotokollen durchgeführt werden, wie bei einer bestimmten Umgebungstemperatur oder einem bestimmten SOC-Niveau.
Bei HANDLUNG 610 führt das Verfahren eine Datenqualitätsprüfung durch. Das Verfahren kann überprüfen, ob die Daten die Anforderungen für den Kalibrierungsprozess erfüllen. Zum Beispiel kann das Verfahren überprüfen, ob die Daten ein Zielstromprofil erfüllen. Das Verfahren kann überprüfen, ob die Daten Strom- und Temperaturtoleranzen erfüllen Das Verfahren kann überprüfen, ob die Daten den korrekten Abtastzeitpunkt erfüllen oder mit diesem übereinstimmen. Das Verfahren kann überprüfen, ob doppelte und fehlerhafte Daten vorhanden sind, und kann diese erfassen und aus dem Datensatz entfernen.
Um den Datensatz, wie den Datensatz einer Batterie in einer Datenbank 445 auf dem DPS 405 oder EV 105, zu organisieren und die Recheneffizienz zu erhöhen, kann eine Datenklasse (EQCDataClass) erstellt werden, um die gemessenen Daten zu speichern und den Platz für die identifizierten Parameter vorzugeben. Die Struktur der EQCDataClass kann grundlegende Informationen einschließen, die Modellinformationen (z. B. Modelltyp), Testinformationen (z. B. Testtyp) und etwaige Dateinamen der verwendeten Dateien einschließen können. Die Struktur kann einen oder mehrere Datensätze einschließen, wie Rohdaten, Zeitdaten, Spannungsdaten, Stromdaten, Kapazitätsdaten und Temperaturdaten. Die Struktur kann Berechnungen und deren Ergebnisse einschließen, wie die des SOC, des OCV 505, der Entropiekoeffizienten und der Parameter 420, die sich auf verschiedene Widerstände und Kapazitäten beziehen. Die Datenstruktur kann Informationen über Simulationen einschließen, wie Simulationsdaten in Bezug auf Zeit und Spannung und Simulationsdatenfehler.
Bei HANDLUNG 615 wird die Berechnung von OCV 505 durchgeführt. Da OCV 505 die Spannung zwischen dem Plus- und Minuspol der Batterie darstellen kann, wenn keine Last anliegt, kann sie als Funktion des SOC, der Temperatur und der Lade-/Entladerichtung ausgedrückt werden. Um die OCV-Tabelle (z. B. die LUT von OCV 505) einer Batterie (z. B. eines Batteriepacks 110, eines Moduls 115 oder einer Zelle 120) zu erhalten, kann sie zunächst experimentell bei Raumtemperatur (T0) gemessen und über verschiedene Temperaturen hinweg durch den Entropiekoeffizienten berechnet werden. Der Entropiekoeffizient kann der Änderung des OCV über die Zeit entsprechen, z. B. (d(OCV)/d(T)).
Zum Beispiel kann OCV 505 ausgedrückt werden als: $O C V (T) = O C V (T_{0}) + \frac{d O C V}{d T} \times (T - T_{0})$
Bei Raumtemperatur kann OCV 505 direkt mit der galvanostatischen intermittierenden Titrationstechnik (GITT) oder dem Niederstromlade-/Entladeverfahren gemessen werden. Der Entropiekoeffizient kann mittels eines potentiometrischen Verfahrens oder eines kalorimetrischen Verfahrens gemessen werden.
Bei HANDLUNG 620 können die Ergebnisse der bei HANDLUNG 615 abgeschlossenen Berechnungen des OCV 505 in eine Nachschlagetabelle (LUT) für den OCV 505 eingegeben werden. Die OCV LUT kann ein Teil des Parametersatzes 420 des EQC-Batteriemodells 415 sein.
Bei HANDLUNG 625 kann die Berechnung von R0 durchgeführt werden. Da R0 510 einem ohmschen Widerstand und einem Ladungsübergangswiderstand entsprechen kann, lässt er sich als unmittelbarer Spannungsabfall bei der Anregung des Stromimpulses darstellen. R0 510 kann mit dem Verfahren 700 bestimmt werden, das in 7 nachstehend ausführlich beschrieben ist.
Bei HANDLUNG 630 können die Ergebnisse der in HANDLUNG 620 abgeschlossenen Berechnungen des R0 510 in eine Nachschlagetabelle (LUT) für R0 510 eingegeben werden. Die R0 LUT kann Teil des Parametersatzes des EQC-Batteriemodells 415 sein.
Bei HANDLUNG 635 können RC-Paar-Berechnungen durchgeführt werden. Da RC-Paare parallel verbundene Widerstände und Kondensatoren aufweisen können, können sie die transiente Dynamik mit unterschiedlichen Zeitkonstanten darstellen. Sie können durch einen Kurvenanpassungsprozess (Optimierung) bestimmt werden, um die simulierte Kurve der Klemmenspannung Vt 545 bestmöglich an die experimentell gemessene Kurve Vt 545 anzupassen. Die Werte der Widerstände und Kondensatoren in den RC-Paaren können in Abhängigkeit vom SOC und der Temperatur (T) variieren. RC-Paar-Berechnungen können mit dem Verfahren 800 durchgeführt werden, das in Verbindung mit 8 nachstehend ausführlich beschrieben wird.
Bei HANDLUNG 640 können die Ergebnisse der bei HANDLUNG 630 durchgeführten Berechnungen des RC-Paars in eine LUT für R- und C-Werte des entsprechenden RC-Paars eingegeben werden. Zum Beispiel können für das erste RC-Paar die Ergebnisse für R1 515 und C1 520 in die LUT eingegeben werden, während für das zweite RC-Paar das Ergebnis in die LUT für R2 525 und C2 530 eingegeben werden kann.
Bei HANDLUNG 645 kann eine Bewertung der Modellgenauigkeit durchgeführt werden, um zu bestimmen, ob die aktuelle Version des EQC-Batteriemodells 415 den Schwellenwert für die Genauigkeit erfüllt. Zum Beispiel kann der gesamte Parametersatz 420 des EQC-Modells 415 (z. B. OCV LUT, R0 LUT und RC-Paar LUT) in die aktuelle Version des Batteriemodellauswerters 440 eingespeist werden, um zu bestätigen, dass das Batteriemodell 415 innerhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts die Genauigkeit erfüllt und mit den Testdaten übereinstimmt. In einigen Fällen kann die Optimierungsfunktion für die RC-Paare in HANDLUNG 820 des Verfahrens 800 mehrere lokale Minima einschließen, abhängig von den Eigenschaften der Batterie (z. B. 120, 115 oder 110), dem Datensatzvolumen und der gewählten Optimierungsfunktion. Nachdem die RC-Paare (z. B. Rx und Cx) in ACT 635 bestimmt wurden, kann der Parametersatz 420 in das Modell eingegeben und die Genauigkeit des Modells bewertet werden.
Anschließend, wenn das Modell mit den kalibrierten Rx- und Cx-Werten die Genauigkeitsanforderungen erfüllt, ist das Verfahren 600 abgeschlossen und die aktuelle Version des Batteriemodells 415 ist das Modell, das an das EV 105 gesendet wird, um vom EV 105 für die Modellierung der Batterie 110, 115 oder 120 im EV 105 verwendet zu werden. Erfüllt das Genauigkeitsmodell jedoch nicht die Genauigkeitskriterien, kehrt das Verfahren 600 zu HANDLUNG 635 zurück, um den Prozess zu wiederholen und entweder die Berechnungen der RC-Paare zu modifizieren oder zusätzliche RC-Paare (z. B. R- und C-Parallelschaltungen zum EQC-Batteriemodell 415) hinzuzufügen, um die Ausgabe zu modifizieren und die Anpassungen fortzusetzen, bis die Genauigkeit erfüllt ist.
7 veranschaulicht ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens 700 zum Bestimmen einer R0-Kalibrierung. Das Verfahren 700 kann die HANDLUNGEN 705 bis 730 einschließen. Das Verfahren 700 kann beispielsweise durch eine oder mehrere Komponenten des in 4 dargestellten Systems 400 durchgeführt werden, einschließlich, zum Beispiel, des Datenverarbeitungssystems. Bei HANDLUNG 705 werden Daten zur Charakterisierung der hybriden Impulsleistung (HPPC) durch einen HPPC-Test erhalten. Bei HANDLUNG 710 werden Daten verarbeitet. Bei HANDLUNG 715 wird die Pulsspitzendetektion durchgeführt. Bei HANDLUNG 720 kann R0 bestimmt werden. Bei HANDLUNG 725 wird die R0-Anpassung durchgeführt (z. B. unter Verwendung eines KI-Modells). Bei HANDLUNG 730 wird R0 LUT erzeugt.
Bei HANDLUNG 705 können HPPC-Daten erhalten werden. Die für die R0-Kalibrierung verwendeten Daten können entweder erworben oder durch einen HPPC-Test erhalten werden. Der HPPC-Test kann eine Reihe von Entladeimpulsen einschließen, die bei verschiedenen Ladezuständen (SOC) und unter verschiedenen Temperatur- und Stromlasten stattfinden. Die gesammelten HPPC-Daten können eine beliebige Kombination von Zeitdaten (z. B. Zeitstempel) oder Daten zu Strom, Spannung und Temperatur einschließen.
Bei HANDLUNG 710 werden Daten verarbeitet. Zum Beispiel können Daten neu angeordnet, gefiltert und vorverarbeitet werden. Die Daten können ähnlich wie bei HANDLUNG 610 in Verfahren 600 qualitätsgeprüft werden.
Bei HANDLUNG 715 kann das Erfassen von Impulsspitzen durchgeführt werden. Die in den Daten eingeschlossenen Impulse können erfasst und aufgezeichnet werden. Die Impulse können basierend auf einer beliebigen Kombination von Zeit-, Spannungs- oder Strommessungen bestimmt werden.
Bei HANDLUNG 720 kann der Wert von R0 bei jedem Impulssignal bestimmt oder berechnet werden. R0 kann basierend auf dem Gleichstrominnenwiderstand (DCIR) bei t = t0+Δt berechnet oder bestimmt werden. Beispielsweise können die R0-Daten durch Auslesen der Datenwerte bei t = t0+Δt bestimmt werden. Zum Beispiel kann R0 basierend auf einem Spannungsabfall und dem entsprechenden Stromimpuls bestimmt werden, der unmittelbar am Stromimpuls oder unmittelbar nach dem Stromimpuls auftritt. Der R0 kann basierend auf der Formel berechnet werden: $R_{0} = \frac{V_{t} (t_{0} + Δ t) - V_{t} (t_{0})}{I (t_{0} + Δ t) - I (t_{0})}$
Bei HANDLUNG 725 kann der berechnete R0 eine Reihe von diskreten Datenpunkten einschließen, die in eine geglättete Funktion umgewandelt werden können, die im EQC-Batteriemodell 415 unter verschiedenen Bedingungen verwendet werden kann. Um den R0-Ausdruck global anzupassen, kann eine Funktion mit drei Eingaben und einer Ausgabe implementiert werden, wie ausgedrückt in: R₀ = f(SOC, T, I), wobei R0 eine Funktion von SOC, T, das die Temperatur bezeichnet, und I, das den Strom bezeichnet, ist. R0 kann eine nichtlineare Funktion sein. Um die Funktion zu lösen und einen anwendbaren analytischen Ausdruck zu finden, der diese Faktoren kombiniert, kann ein datengesteuerter Ansatz verwendet werden, wie ein künstliches neuronales Netzwerk (ANN), das als Teil des Parameter-KI-Modells 435 implementiert werden kann.
Bei HANDLUNG 730 kann die R0-Ausgabe erzeugt und der R0-LUT bei HANDLUNG 630 des Verfahrens 600 bereitgestellt werden.
8 veranschaulicht ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens 800 zum Bestimmen eines RC-Paars. Das Verfahren 800 kann die HANDLUNGEN 805 bis 830 einschließen. Das Verfahren 800 kann beispielsweise durch eine oder mehrere Komponenten des in 4 dargestellten Systems 400 durchgeführt werden, einschließlich, zum Beispiel, des Datenverarbeitungssystems 405. Bei HANDLUNG 805 werden hybride Impulsleistungscharakterisierung (HPPC) und Konstantstromdaten erfasst. Bei HANDLUNG 810 werden Daten verarbeitet. Bei HANDLUNG 815 sind RC-Gleichung und Temperaturfaktor voreingestellt. Bei HANDLUNG 820 ist die Optimierungsfunktion eingerichtet. Bei HANDLUNG 825 wird der optimale Wert bestimmt. Bei HANDLUNG 830 wird die RC-Plu-Nachschlagetabelle erzeugt.
Bei HANDLUNG 805 werden hybride Impulsleistungscharakterisierung (HPPC) und Konstantstromdaten erfasst. Parallel geschaltete RC-Paare stellen die transiente Dynamik mit unterschiedlichen Zeitkonstanten dar, die durch einen Prozess der Kurvenanpassung (Optimierung) erhalten wird, um die simulierte Klemmenspannungskurve bestmöglich an die experimentell gemessene anzupassen.
Bei HANDLUNG 810 werden Daten verarbeitet. Die Daten, die für die Kalibrierung von Widerständen (Rx) und Kondensatoren (Cx) der RC-Paare im EQC-Batteriemodell 415 verwendet werden, können durch HPPC-Tests und CC-Tests erhalten werden, um die dynamische Reaktion von Batteriezellen 120, Batteriemodulen 115 oder Batteriepacks 110 mit verschiedenen Zeitkonstanten abzudecken. Die Daten können Zeit-, Strom-, Spannungs- und Temperaturinformationen einschließen. Die Daten können innerhalb des gesamten SOC-, Temperatur- und Strombereichs erfasst und als Eingabe für die globale Kalibrierungsfunktion kombiniert werden.
Bei HANDLUNG 815 sind RC-Gleichung und Temperaturfaktor voreingestellt. Im Rahmen der globalen Kalibrierungsmethodik können die Rx- und Cx-Parameter der RC-Paare bei Referenztemperatur (T0) als quartische Gleichungen der SOCs ausgedrückt werden, um eine geglättete Funktion der SOC bereitzustellen. Die Rx- und Cx-Parameter können als Funktionen ausgedrückt werden, die eine lineare SOC-Komponente sowie eine quadratische SOC-Komponente aufweisen. Die Rx- und Cx-Parameter-Funktionen können auch eine SOC-Komponente hoch vier und/oder die SOC-Komponente hoch sechs einschließen. Die Rx- und Cx-SOC-Funktionen können kombiniert und in einer Matrix (Matrix A) ausgedrückt werden. Die Temperaturauswirkungen auf die Rx- und Cx-Parameter können durch die Arrhenius-Gleichung bestimmt werden. In der Arrhenius-Gleichung können die Eingaben für Rx-Widerstand (z. B. R1, R2, R3) und Cx-Kapazität (z. B. C1, C2, C3) als R und C bei T0 ausgedrückt werden, was eine Referenztemperatur multipliziert mit einer exponentiellen Komponente, die vom SOC abhängig ist, bezeichnen kann. Die Temperatureffektfunktionen Rx und Cx können als Matrix (Matrix B) ausgedrückt werden.
Bei HANDLUNG 820 ist die Optimierungsfunktion eingerichtet. In dieser Phase kann die Kalibrierung von RC-Paaren zu einem Optimierungsproblem werden, um die optimale Matrix A und B zu finden, die den Klemmenspannungsfehler zwischen Simulation und Messung minimiert. Der Aufbau der Optimierungsfunktion kann eine Kostenfunktion einschließen, die als mittlerer quadratischer Fehler zwischen der Simulation und der experimentellen Messung der Klemmenspannung Vt 545 formuliert werden kann. Für die Eingabe der Matrix A kann ein anfänglicher Zufallswert eingegeben werden, für die Eingabe der Matrix B kann ein anfänglicher Zufallswert eingegeben werden. Für die Widerstände und Kapazitäten können Ober- und Untergrenzen eingestellt werden, wie zwischen 0,0001 Ohm und 0,1 Ohm für den Widerstand oder 0,0001 F und 0,1 F für die Kapazität
Bei HANDLUNG 825 wird der optimale Wert bestimmt. Unter Verwendung einer nacheinander ablaufenden quadratischen Programmierung können die Eingabevariablen für die Matrix A und B modifiziert werden, um die Ausgaben für Funktionen mit unterschiedlichen Eingaben zu bestimmen. Der Prozess kann eine maximale Iterationsgrenze und eine Schritttoleranz einschließen, um sicherzustellen, dass die Schleife nicht unendlich lang läuft. Anschließend kann der Prozess aus allen Ergebnissen das Ergebnis identifizieren, das dem minimalen Vt-Fehler zwischen der Funktion und der experimentellen Messung der Vt 545 entspricht.
Bei HANDLUNG 830 wird die RC-Paar-Nachschlagetabelle erzeugt. Die Ausgabeergebnisse oder Ergebnisse können in einer Nachschlagetabelle für RC-Paare zusammengestellt werden, die in Schritt 640 des Verfahrens 600 in einen Parametersatz des EQC-Batteriemodells 415 eingegeben wird. Anschließend kann der Prozess mit der Bewertung der Modellgenauigkeit bei ACT 645 der Methode 600 fortgesetzt werden.
9 stellt die Grafiken 905, 910 und 915 dar, die die Überspannungsanalyse und die prozentualen Spannungsabfälle verschiedener Parameter 420 im Zeitverlauf eines EQC-Modells 415 eines Elektrofahrzeugs 105 zeigen. Die Grafik 905 zeigt die Zerlegung der Klemmenspannung (V5 545), die bei einem konstanten Entladestrom simuliert wird. Die Simulation kann unter Verwendung eines kalibrierten EQC-Modells bei 50 % SOC bei Raumtemperatur durchgeführt werden. Der OCV 505 kann die Spannung zwischen dem Plus- und Minuspol der Batterie in einem Gleichgewichtszustand sein. Die Gesamtüberspannung kann die Differenz zwischen der Klemmenspannung Vt 545 und OCV 505 sein und lässt sich in diejenigen für R0 510 und die RC-Paare (RC 522, RC 532 und RC 542) zerlegen.
Die durch R0 510 verursachte Überspannung kann ein fester Wert sein und kann proportional zum angelegten Strom sein. Die Überspannung durch verschiedene RC-Paare (z. B. 522, 532 und 542) kann bei verschiedenen Schritten variieren und von den Werten der einzelnen Parameter und den Zeitkonstanten bestimmt werden.
Die Grafiken 910 und 915 zeigen den prozentualen Anteil der Spannungsabfälle von R0 510 und RC-Koppeln (z. B. 522, 532 und 542) an der gesamten Überspannung bei verschiedenen Zeitskalen. Wie in der Grafik 910 gezeigt, dominiert während der ersten ~2 s nach der Entladung der durch R0 510 und RC 522 (z. B. RC1) verursachte Spannungsabfall die Gesamtüberspannung. Dann, nach etwa 7 Sekunden, wird der Spannungsabfall durch RC 532 (z. B. RC2) zu einem bedeutenden Faktor. Wie in Grafik 915 noch deutlicher zu sehen ist, nimmt der durch RC 542 (z. B. RC3) verursachte Spannungsabfall mit fortschreitender Entladung allmählich zu und wird schließlich nach etwa einer halben Stunde dominant. Die Ergebnisse der Überspannungsanalyse können widerspiegeln, dass jede Komponente (z. B. der Parameter 420) des EQC-Batteriemodells 415 auf unterschiedlichen Zeitskalen zur Gesamtüberspannung beitragen kann. Somit können zur vollständigen Erfassung der Merkmale jedes Parameters 420 in dem Modell experimentelle Daten auf verschiedenen Zeitskalen verwendet werden, um die Änderungen im Laufe der Zeit zu berücksichtigen. Folglich können kontinuierliche und differenzierbare (z. B. glatte) Funktionen als Parameterwerte 425 verwendet werden.
10 stellt Grafiken 1005 und 1010 dar, die eine veranschaulichende Empfindlichkeitsanalyse von Parametern 420 im Zeitverlauf eines EQC-Batteriemodells 415 eines Elektrofahrzeugs 105 darstellen. Die Empfindlichkeitsvariablen der einzelnen Parameter 420 bei unterschiedlichen Zeitskalen werden in den Grafiken 1005 und 1010 gezeigt. Die Ergebnisse zeigen, wie sensibel die einzelnen Parameter 420 sind, da sie in verschiedenen Zeitintervallen variieren können. Zum Beispiel kann R0 510 der sensibelste Parameter in den ersten 17 Sekunden nach der Entladung der Batterie sein (z. B. 110, 115 oder 120). Die Empfindlichkeit von R1 515 kann während der ersten Sekunde ansteigen und dann konstant bei einem Wert von 0,05 bleiben. Gleichzeitig kann die Empfindlichkeit von C1 520 bei ~0,5 Sekunden einen Spitzenwert erreichen und dann auf einen vernachlässigbaren Wert abfallen. Die Empfindlichkeit von R2 525 kann beim Entladen zunehmen und nach 350 Sekunden zum sensibelsten Parameter werden. Die Empfindlichkeit von C2 530 kann zu Beginn der Entladung zunehmen, nach 10 Sekunden einen Spitzenwert erreichen und dann abnehmen. Die Empfindlichkeit von R3 525 und C3 540 kann in den ersten 30 Sekunden der Entladung vernachlässigbar sein, sie nimmt jedoch mit zunehmender Entladung der Zelle zu. C3 540 kann nach etwa 900 Sekunden der zweite wichtige Parameter werden.
Die in den Grafiken 1005 und 1010 veranschaulichten Ergebnisse der Parameterempfindlichkeitsanalyse zeigen, dass jeder Parameter 420 des EQC-Batteriemodells 415 eine andere Auswirkung auf die Klemmenspannung Vt 545 aufweisen kann und daher auf einer anderen Zeitskala identifizierbar wird. Somit können die experimentellen Daten auf verschiedenen Zeitskalen verwendet werden, um die Parameter 420 unter Verwendung von Funktionen über einen breiten Eingabebereich zu kalibrieren.
11 stellt Grafiken 1100 von kalibrierten Zuordnungen eines R0 510-Parameters 420 eines EQC-Batteriemodells 415 für ein Elektrofahrzeug 105 dar. Die Grafiken zeigen eine Darstellung von R0 510 in Abhängigkeit von Temperatur und SOC.
12 stellt Grafiken 1200 von kalibrierten Rx-Parametern 420 und RC-Paar-Parametern 420 eines beispielhaften EQC-Modells 415 für ein Elektrofahrzeug dar. Rx-Werte können R-Werten entsprechen, wie R1 515, R 525 und R 535. RC-Paare können RC 522, RC 532 und RC 542 entsprechen. Die oberste Reihe der drei Figuren zeigt, von links nach rechts, die Widerstände von R1 515, R2 525 und R3 535 in Abhängigkeit vom SOC für jeden dieser Widerstände. Jede der Darstellungen kann mehrere Kurven einschließen, die mehreren unterschiedlichen Temperaturen des jeweiligen Widerstands entsprechen.
Die zweite Reihe kann den Taux-Werten entsprechen, wobei Taux eine Zeitkonstante für jedes RC-Paar darstellen kann. Somit kann die unterste Reihe der drei Figuren von links nach rechts die Taux der einzelnen RC-Paare zeigen, beginnend mit RC 522, dann RC 532 und am Ende RC 542. Wie bei den Darstellungen in der obersten Reihe kann jede der Darstellungen mehrere Kurven einschließen, die verschiedenen Temperaturen des jeweiligen RC-Paars entsprechen können.
13 ist ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Betreiben eines globalen, kalibrierten Kalibriermodells in einem Elektrofahrzeug unter Verwendung der in 1 bis 12 beschriebenen Systemmerkmale. Das Verfahren 1300 kann die HANDLUNGEN 1305 bis 1315 einschließen. Bei HANDLUNG 1305 identifiziert das Verfahren Parameter für ein Modell. Bei HANDLUNG 1310 kalibriert das Verfahren ein Modell. Bei HANDLUNG 1315 stellt das Verfahren ein kalibriertes Modell bereit.
Bei HANDLUNG 1305 identifiziert das Verfahren Parameter für ein Modell. Ein Datenverarbeitungssystem kann durch eine oder mehrere Prozessoren, die mit einem Speicher gekoppelt sind, einen Parameter eines Modells identifizieren. Die Parameter des Modells können verwendet werden, um über das Modell die Leistung einer Batterie zu bestimmen. Das Datenverarbeitungssystem kann basierend auf einem Datensatz eine Vielzahl von Parametern des Modells identifizieren. Das Modell kann ein äquivalentes Schaltungsmodell einschließen. Der Parameter kann einen Widerstand einschließen. Der Parameter kann eine Kapazität einschließen. Der Parameter kann eine Reihe von Widerstands- und Kapazitätswerten einschließen, wie Widerstands- und Kapazitätskombinationen. Zum Beispiel kann der Parameter einen oder mehrere Widerstände einschließen, die mit einer oder mehreren Kapazitäten oder Kondensatoren in Parallelschaltung verbunden sind. Zum Beispiel kann der Parameter einen oder mehrere Widerstände einschließen, die mit einer oder mehreren Kapazitäten oder Kondensatoren in Reihenschaltung verbunden sind.
Das Datenverarbeitungssystem kann, basierend auf dem Datensatz, die Vielzahl von Parametern des Modells basierend auf einer Auswirkung der Vielzahl von Parametern auf eine Ausgabe des Modells einstufen. Die Rangfolge kann basierend auf der Empfindlichkeit der Parameter erstellt werden. Die Rangfolge kann basierend auf der Überspannung von Parametern erstellt werden. Die Überspannung kann für verschiedene Zeitintervalle unterschiedlich sein. Das Datenverarbeitungssystem kann basierend auf der Rangfolge der Vielzahl von Parametern den Parameter auswählen. Der Parameter kann einen Widerstand einschließen. Die Funktion kann basierend auf einem Ladezustand, einer Temperatur und einem angelegten Strom einen Wert des Widerstands ausgeben. Die Funktion kann eine Funktion zum Bestimmen von Parameterwerten sein, z. B. eine Parameterfunktion.
Bei HANDLUNG 1310 kalibriert das Verfahren ein Modell. Das Datenverarbeitungssystem kann das Modell basierend auf einer Funktion (z. B. einer Parameterfunktion) kalibrieren, die Werte für den Parameter des Modells in einem Bereich von Ladezuständen und einem Bereich von Temperaturen erzeugt. Die Funktion kann eine glatte Funktion oder eine Differentialfunktion mit einer kontinuierlichen Ableitung über den Bereich von Ladezuständen und den Bereich von Temperaturen einschließen. Das Datenverarbeitungssystem kann die Funktion basierend auf einem neuronalen Netzwerkmodell einrichten. Die eingerichtete Funktion kann einen Wert für den Parameter basierend auf einem Ladezustand, einer Temperatur und einem angelegten Strom ausgeben. Das Datenverarbeitungssystem kann das Modell basierend auf der Funktion kalibrieren. Eine zweite Funktion kann Werte für einen zweiten Parameter des Modells über den Bereich der Ladezustände und den Bereich der Temperaturen erzeugen. Der zweite Parameter kann eine Reihe von Widerstand und Kapazität einschließen. Der zweite Parameter kann einen oder mehrere Widerstände und eine oder mehrere parallel geschaltete Kapazitäten einschließen.
Das Datenverarbeitungssystem kann einen Satz von Funktionen für eine erste Parametermatrix basierend auf einer Abhängigkeit des Ladezustands und eine zweite Parametermatrix basierend auf einer Abhängigkeit der Temperatur erzeugen. Das Datenverarbeitungssystem kann basierend auf dem Satz von Funktionen für die erste Matrix eine dritte Matrix von Parametern erzeugen, die zu einem aus einem Test der Batterie erzeugten Datensatz passen. Der Datensatz kann die Zeit, den Strom, die Klemmenspannung und die von einem oder mehreren Sensoren gemessene Temperatur der Batterie einschließen. Der Parameter kann eine Reihe von Widerstand und Kapazität einschließen. Das Verfahren kann einschließen, dass der Prozessor einen Funktionssatz für eine erste Parametermatrix basierend auf einer Abhängigkeit des Ladezustands und eine zweite Parametermatrix basierend auf einer Abhängigkeit der Temperatur erzeugt. Das Datenverarbeitungssystem kann basierend auf dem Satz von Funktionen für mindestens eine der ersten oder zweiten Matrix eine dritte Matrix von Parametern erzeugen, die zu einem aus einem Batterietest erzeugten Datensatz passen. Der Datensatz kann die Zeit, den Strom, die Klemmenspannung und die von einem oder mehreren Sensoren gemessene Temperatur der Batterie einschließen. Das Datenverarbeitungssystem kann den Parameter basierend auf der zweiten Matrix von Parametern auswählen, die zu dem Datensatz passen. Das Datenverarbeitungssystem kann eine Genauigkeit des Modells bewerten. Das Datenverarbeitungssystem kann das Modell zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug bereitstellen, wenn die Genauigkeit einen Schwellenwert erfüllt.
Das Datenverarbeitungssystem kann durch eine oder mehrere Prozessoren Werte des Modellparameters über einen Bereich von Ladezuständen und einen Bereich von Temperaturen identifizieren. Zum Beispiel kann ein Datenverarbeitungssystem eine Vielzahl von Werten der Parameter des Modells entsprechend einem Bereich von Ladezuständen einer Batterie identifizieren. Der Bereich von Ladezuständen kann einem Bereich von Messungen von Ladezuständen einer Batterie oder einem Bereich von Bestimmungen entsprechen, die den Ladezuständen der Batterie entsprechen. Der Temperaturbereich kann einer Reihe von Temperaturen für verschiedene Ladezustände der Batterie entsprechen. Zum Beispiel kann der Temperaturbereich einen beliebigen Temperaturbereich einschließen, einschließlich der externen Umgebungstemperatur und/oder der maximalen Betriebstemperatur der Batterie.
Bei HANDLUNG 1315 stellt das Verfahren ein kalibriertes Modell bereit. Das Datenverarbeitungssystem kann das für die Batterie kalibrierte Modell bereitstellen, um das Modell zu veranlassen, den Prozess zum Bestimmen der Leistung als Reaktion auf die Eingabe durchzuführen. Das Datenverarbeitungssystem kann dem Elektrofahrzeug das kalibrierte Batteriemodell über Netzwerkschnittstellen des Datenverarbeitungssystems und des Elektrofahrzeugs bereitstellen. Das Datenverarbeitungssystem kann das kalibrierte Batteriemodell über ein Netzwerk an das Elektrofahrzeug senden. Das Datenverarbeitungssystem kann ein nicht kalibriertes Batteriemodell über Netzwerkschnittstellen des Datenverarbeitungssystems und des Elektrofahrzeugs empfangen und nach dem Kalibrieren des Batteriemodells kann das Datenverarbeitungssystem das kalibrierte Batteriemodell über das Netzwerk und die Netzwerkschnittstellen an das Elektrofahrzeug senden.
Ein Teil der Beschreibungen hierin betont die strukturelle Unabhängigkeit der Gesichtspunkte der Systemkomponenten oder Gruppierungen von Vorgängen und Aufgaben dieser Systemkomponenten. Andere Gruppierungen, die ähnliche allgemeine Vorgänge ausführen, liegen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Anmeldung. Module können in Hardware oder als Computeranweisungen auf einem nicht flüchtigen computerlesbaren Speicherungsmedium implementiert sein, und Module können über verschiedene Hardware- oder computerbasierte Komponenten verteilt sein.
Die vorstehend beschriebenen Systeme können mehrere von beliebigen oder jede dieser Komponenten bereitstellen, und diese Komponenten können auf entweder einem eigenständigen System oder auf mehreren Instanziierungen in einem verteilten System bereitgestellt werden. Darüber hinaus können die vorstehend beschriebenen Systeme und Verfahren als ein oder mehrere computerlesbare Programme oder ausführbare Anweisungen bereitgestellt werden, die auf oder in einem oder mehreren Herstellungsprodukten verkörpert sind. Das Herstellungsprodukt kann ein Cloudspeicher, eine Festplatte, eine CD-ROM, eine Flash-Speicherkarte, ein PROM, ein RAM, ein ROM oder ein Magnetband sein. Im Allgemeinen können die computerlesbaren Programme in einer beliebigen Programmiersprache, wie LISP, PERL, C, C++, C#, PROLOG, oder in einer beliebigen Bytecodesprache wie JAVA, implementiert sein. Die Softwareprogramme oder ausführbaren Anweisungen können auf oder in einem oder mehreren Herstellungsprodukten als Objektcode gespeichert sein.
Beispiele und nicht einschränkende Modulimplementierungselemente schließen Sensoren, die einen hierin ermittelten Wert bereitstellen, Sensoren, die einen Wert bereitstellen, der ein Vorläufer eines hierin ermittelten Werts ist, Datenverbindungen oder Netzwerkhardware einschließlich Kommunikationschips, Schwingquarze, Kommunikationsverbindungen, Kabel, Twisted-Pair-Kabel, Koaxialkabel, abgeschirmte Kabel, Sender, Empfänger oder Sender-Empfänger, Logikschaltungen, festverdrahtete Logikschaltungen, rekonfigurierbare Logikschaltungen in einem bestimmten nicht flüchtigen Zustand, die gemäß der Modulspezifikation konfiguriert sind, einen Aktuator, einschließlich mindestens eines elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktuators, ein Solenoid, einen Operationsverstärker, analoge Steuerelemente (Federn, Filter, Integratoren, Addierer, Dividierer, Verstärkungselemente) oder digitale Steuerelemente ein.
Der Gegenstand und die Vorgänge, die in dieser Spezifikation beschrieben werden, können in digitaler elektronischer Schaltlogik oder in Computersoftware, -firmware oder -hardware, einschließlich der in dieser Spezifikation offenbarten Strukturen und deren struktureller Äquivalente, oder in Kombinationen aus einer oder mehreren davon, implementiert sein. Der in dieser Spezifikation beschriebene Gegenstand kann als ein oder mehrere Computerprogramme, z. B. eine oder mehrere Schaltungen von Computerprogrammanweisungen, die auf einem oder mehreren Computerspeicherungsmedien codiert sind, zur Ausführung durch oder zum Steuern des Betriebs von Datenverarbeitungseinrichtungen implementiert sein. Alternativ oder zusätzlich können die Programmanweisungen auf einem künstlich erzeugten propagierten Signal codiert sein, z. B. einem maschinengenerierten elektrischen, optischen oder elektromagnetischen Signal, das generiert wird, um Informationen für die Übertragung an eine geeignete Empfängereinrichtung zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungseinrichtung zu codieren. Ein Computerspeicherungsmedium kann eine computerlesbare Speicherungsvorrichtung, ein computerlesbares Speicherungssubstrat, ein/e Random- oder Serial-Access-Memory-Array oder -Vorrichtung oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon sein oder darin eingeschlossen sein. Obgleich ein Computerspeicherungsmedium kein propagiertes Signal ist, kann ein Computerspeicherungsmedium eine Quelle oder ein Ziel von Computerprogrammanweisungen sein, die in einem künstlich erzeugten propagierten Signal codiert sind. Das Computerspeicherungsmedium kann auch eine oder mehrere separate Komponenten oder Medien (z. B. mehrere CDs, Festplatten oder andere Speicherungsvorrichtungen schließen Cloudspeicher ein) sein oder darin eingeschlossen sein. Die in dieser Spezifikation beschriebenen Vorgänge können als Vorgänge implementiert sein, die von einer Datenverarbeitungseinrichtung für Daten, die auf einer oder mehreren computerlesbaren Speicherungsvorrichtungen gespeichert sind oder von anderen Quellen empfangen worden sind, ausgeführt werden.
Die Begriffe „Rechenvorrichtung“, „Komponente“ oder „Datenverarbeitungseinrichtung“ oder dergleichen umfassen verschiedene Einrichtungen, Vorrichtungen und Maschinen zum Verarbeiten von Daten, einschließlich beispielshalber eines programmierbaren Prozessors, eines Computers, eines System-on-a-Chip oder mehreren oder Kombinationen der vorstehenden. Die Einrichtung kann eine Logikschaltlogik für spezielle Zwecke einschließen, z. B. ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA) oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC). Die Einrichtung kann auch zusätzlich zu Hardware Code einschließen, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm erstellt, z. B. Code, der Prozessorfirmware, einen Protokollstack, ein Datenbankmanagementsystem, ein Betriebssystem, eine plattformübergreifende Runtime-Umgebung, eine virtuelle Maschine oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon darstellt. Die Einrichtung und die Ausführungsumgebung können verschiedenste Rechenmodellinfrastrukturen realisieren, wie Webservices, Distributed-Computing- und Grid-Computing-Infrastrukturen.
Ein Computerprogramm (auch bekannt als Programm, Software, Softwareanwendung, App, Skript oder Code) kann in einer beliebigen Form von Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, deklarativer oder prozeduraler Sprachen, und kann in einer beliebigen Form implementiert sein, einschließlich als eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Unterprogramm, Objekt oder eine andere für die Verwendung in einer Rechenumgebung geeignete Einheit. Ein Computerprogramm kann einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Computerprogramm kann in einem Abschnitt einer Datei gespeichert sein, die andere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere Skripte, die in einem Dokument in Auszeichnungssprache gespeichert sind), in einer einzigen Datei, die für das betreffende Programm bestimmt ist, oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, in denen ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Codeabschnitte gespeichert sind). Ein Computerprogramm kann so implementiert sein, dass es auf einem Computer oder auf mehreren Computern, die sich an einem Standort befinden oder über mehrere Standorte verteilt und durch ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind, ausgeführt wird.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Prozesse und Logikabläufe können ausgeführt werden, indem ein oder mehrere programmierbare Prozessoren ein oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Aktionen durch Verarbeiten von Eingabedaten und Generieren von Ausgaben auszuführen. Die Prozesse und Logikabläufe können auch von speziellen Logikschaltlogiken, z. B. einem FPGA (feldprogrammierbaren Gate-Array) oder einer ASIC (anwendungsspezifischen integrierten Schaltung) ausgeführt werden, und Einrichtungen können auch als solche implementiert sein. Geeignete Vorrichtungen zum Speichern von Computerprogrammanweisungen und Daten können nichtflüchtige Speicher, Medien und Speichervorrichtungen einschließen, einschließlich beispielshalber Halbleiterspeichervorrichtungen, z. B. EPROM, EEPROM und Flash-Speichervorrichtungen; Magnetplatten, z. B. interne Festplatten oder Wechselplatten; magneto-optische Platten; sowie CD-ROMs und DVD-ROMs. Der Prozessor und der Arbeitsspeicher können durch eine spezielle Logikschaltlogik ergänzt werden oder darin integriert sein.
Der hierin beschriebene Gegenstand kann in einem Rechensystem, das eine Backend-Komponente einschließt, z. B. als Datenserver, oder das eine Middleware-Komponente einschließt, z. B. einen Anwendungsserver, oder das eine Frontend-Komponente einschließt, z. B. einen Clientcomputer mit einer grafischen Benutzeroberfläche oder einem Webbrowser, über die/den ein Benutzer mit einer Implementierung des in dieser Patentschrift beschriebenen Gegenstands interagieren kann, oder eine Kombination aus einer oder mehreren solcher Backend-, Middleware- oder Frontend-Komponenten implementiert sein. Die Komponenten des Systems können durch eine beliebige Form oder ein beliebiges Medium der digitalen Datenkommunikation, z. B. ein Kommunikationsnetzwerk, miteinander verbunden sein. Beispiele für Kommunikationsnetzwerke schließen ein lokales Netzwerk („LAN“) und ein Weitverkehrsnetzwerk („WAN“), ein Inter-Netzwerk (z. B. das Internet) und Peer-to-Peer-Netzwerke (z. B. Ad-hoc-Peer-to-Peer-Netzwerke) ein.
Die in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge veranschaulichten Vorgänge müssen jedoch nicht in der gezeigten Reihenfolge oder nacheinander durchgeführt werden, und es müssen auch nicht alle veranschaulichten Vorgänge durchgeführt werden. Die hierin beschriebenen Handlungen können in unterschiedlicher Reihenfolge durchgeführt werden.
Nachdem nun manche veranschaulichende Implementierungen beschrieben wurden, ist es offensichtlich, dass das Vorstehende veranschaulichend und nicht einschränkend ist, da es als Beispiel dargestellt wurde. Insbesondere können, obwohl viele der hierin vorgestellten Beispiele spezifische Kombinationen von Verfahrenshandlungen oder Systemelementen beinhalten, diese Handlungen und Elemente auf andere Weise kombiniert werden, um die gleichen Ziele zu erreichen. Handlungen, Elemente und Merkmale, die in Verbindung mit einer Implementierung erläutert werden, sind nicht dazu gedacht, eine ähnliche Rolle in anderen Implementierungen oder Implementierungen auszuschließen.
Die hierin verwendete Ausdrucksweise und Terminologie dient der Beschreibung und sollte nicht als einschränkend angesehen werden. Die Verwendung von „einschließen“ „umfassen“ „aufweisen“ „enthalten“ „beinhalten“ „gekennzeichnet durch“ „dadurch gekennzeichnet, dass“ und Variationen davon hierin sind dazu gedacht, die nachfolgend aufgeführten Punkte, deren Äquivalente und zusätzliche Punkte sowie alternative Implementierungen, die ausschließlich aus den nachfolgend aufgeführten Punkten bestehen, einzubeziehen. In einer Implementierung bestehen die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren aus einem, jeder Kombination von mehr als einem oder allen der beschriebenen Elemente, Handlungen oder Komponenten.
Alle Verweise auf Implementierungen oder Elemente oder Vorgänge der Systeme und Verfahren, auf die hierin im Singular Bezug genommen wird, können auch Implementierungen einschließlich einer Vielzahl dieser Elemente einschließen, und alle Bezugnahmen auf eine Implementierung oder ein Element oder einen Vorgang im Plural können auch Implementierungen einschließen, die nur ein einzelnes Element einschließen. Verweise in der Singular- oder Pluralform sind nicht dazu gedacht, die vorliegend offenbarten Systeme oder Verfahren, ihre Komponenten, Vorgänge oder Elemente auf einzelne oder mehrere Konfigurationen einzuschränken. Verweise darauf, dass ein Vorgang oder Element auf einer Information, einem Vorgang oder einem Element basiert, können Implementierungen einschließen, bei denen der Vorgang oder das Element zumindest teilweise auf einer Information, einem Vorgang oder einem Element basiert.
Jede hierin offenbarte Implementierung kann mit jeder anderen Implementierung oder Ausführungsform kombiniert werden, und Verweise auf „eine Implementierung“, „manche Implementierungen“, „eine Implementierung“ oder dergleichen schließen sich nicht notwendigerweise gegenseitig aus und sollen darauf hinweisen, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Implementierung beschrieben werden, auch in mindestens einer Implementierung oder Ausführungsform eingeschlossen sein kann. Die hierin verwendeten Begriffe beziehen sich nicht notwendigerweise alle auf dieselbe Implementierung. Jede Implementierung kann mit jeder anderen Implementierung, einschließlich oder ausschließlich, kombiniert werden, die in irgendeiner Weise mit den hierin offenbarten Gesichtspunkten und Implementierungen konsistent ist.
Verweise auf „oder“ können als allumfassend ausgelegt werden, sodass jeder mit „oder“ verwendete Begriff einen einzelnen, mehrere oder alle beschriebenen Begriffe angeben kann. Verweise auf mindestens einen Begriff aus einer konjunktiven Liste von Begriffen können als ein einschließendes ODER aufgefasst werden, um einen einzelnen, mehrere oder alle beschriebenen Begriffe anzugeben. Zum Beispiel kann ein Verweis auf „mindestens eines von“ „A“ und „B“ sowohl nur „A“, nur „B“ als auch sowohl „A“ als auch „B“ einschließen. Diese Verweise, die in Verbindung mit „umfassen“ oder einer anderen offenen Terminologie verwendet werden, können zusätzliche Elemente einschließen.
Wenn technische Merkmale in den Zeichnungen, der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen mit Bezugszeichen versehen sind, wurden diese Bezugszeichen eingeschlossen, um die Verständlichkeit der Zeichnungen, der ausführlichen Beschreibung und der Ansprüche zu erhöhen. Dementsprechend weisen weder die Bezugszeichen noch ihr Fehlen eine einschränkende Wirkung auf den Umfang der einzelnen Anspruchselemente auf.
Modifikationen der beschriebenen Elemente und Handlungen wie Variationen der Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte der Parameter, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen können auftreten, ohne dass die Lehren und Vorteile des hierin offenbaren Gegenstands wesentlich beeinträchtigt werden. Zum Beispiel können Elemente, die als einstückig ausgebildet sind, aus mehreren Teilen oder Elementen zusammengesetzt sein, die Position der Elemente kann umgekehrt oder auf andere Weise variiert werden, und die Art oder Anzahl einzelner Elemente oder Positionen kann geändert oder variiert werden. Weitere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können ebenfalls in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der offenbarten Elemente und Vorgänge vorgenommen werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Zum Beispiel können Beschreibungen positiver und negativer elektrischer Eigenschaften umgekehrt werden. Ferner schließen relativ parallele, senkrechte, vertikale oder andere Positionierungs- oder Ausrichtungsbeschreibungen Variationen innerhalb von +/-10 % oder +/-10 Grad des reinen vertikalen, parallelen oder senkrechten Positionierens ein. Verweise auf „ungefähr“, „im Wesentlichen“ oder andere Gradangaben schließen Variationen von +/-10 % vom angegebenen Maß, der Einheit oder dem Bereich von ein, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Gekoppelte Elemente können elektrisch, mechanisch oder physikalisch miteinander gekoppelt sein, direkt oder mit dazwischenliegenden Elementen. Der Schutzumfang der hierin beschriebenen Systeme und Verfahren wird somit eher durch die beigefügten Ansprüche als durch die vorstehende Beschreibung angegeben, und Änderungen, die innerhalb des Bedeutungs- und Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, werden darin aufgenommen.

Claims

System, umfassend: einen oder mehrere Prozessoren, die mit dem Speicher gekoppelt sind zum: Identifizieren, für das Elektrofahrzeug, eines Modells, das basierend auf einer Funktion konfiguriert ist, um die elektrische Leistung einer Batterie zu bestimmen, wobei: i) die Funktion einen Bereich von Ladezuständen und einen Bereich von Temperaturen identifiziert ii) die Funktion Werte für einen Parameter des Modells basierend auf dem Bereich von Ladezuständen und dem Bereich von Temperaturen ausgibt; und iii) das Modell für die Werte des von der Funktion ausgegebenen Parameters eingerichtet wird; Erzeugen, basierend auf der Eingabe von einem Sensor, eines Werts der elektrischen Leistung über das Modell; und Durchführen einer Handlung basierend auf dem Wert der Leistung.
System nach Anspruch 1, umfassend den einen oder die mehreren Prozessoren zum: Erzeugen des Werts der elektrischen Leistung, der mindestens eines von einem Ladezustand der Batterie eines Elektrofahrzeugs, einem Leistungszustand der Batterie oder einem Energiezustand umfasst; und wobei die Handlung das Bereitstellen des Werts der elektrischen Leistung über ein grafisches Benutzerelement umfasst, das auf einer Anzeigevorrichtung des Elektrofahrzeugs sichtbar ist.
System nach Anspruch 1, wobei: die Eingabe von dem Sensor einer in der Batterie gespeicherten Lademenge entspricht und die Handlung das Bereitstellen einer Anweisung zum Laden der Batterie durch einen oder mehrere Prozessoren umfasst.
System nach Anspruch 1, umfassend: einen oder mehrere Prozessoren zum Bereitstellen der Handlung, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren eine Anweisung zum Steuern der von der Batterie des Elektrofahrzeugs gelieferten Leistung erzeugen.
System nach Anspruch 1, umfassend: den einen oder die mehreren Prozessoren zum Empfangen des Modells von einem vom Elektrofahrzeug entfernten Datenverarbeitungssystem, wobei das Datenverarbeitungssystem das Modell basierend auf der Funktion, die die Werte für den Parameter des Modells über den Bereich der Ladezustände und den Bereich der Temperaturen erzeugt, kalibriert.
System nach Anspruch 1, wobei das Modell ein äquivalentes Schaltungsmodell umfasst und der Parameter einer Komponente des äquivalenten Schaltungsmodells entspricht, die entweder einen Widerstand oder eine Kombination aus dem Widerstand und einer Kapazität des äquivalenten Schaltungsmodells aufweist.
System nach Anspruch 1, umfassend den einen oder die mehreren Prozessoren zum: Empfangen von Sensordaten, die einer Temperatur der Batterie entsprechen, von dem Sensor; und Erzeugen des Werts der elektrischen Leistung in Abhängigkeit von der Temperatur der Batterie.
Verfahren, umfassend: Identifizieren, durch einen oder mehrere mit einem Speicher gekoppelte Prozessoren, eines Parameters eines Modells, der die elektrische Leistung einer Batterie bestimmt; Identifizieren, durch eine oder mehrere Prozessoren, von Werten des Modellparameters in einem Bereich von Ladezuständen und einem Bereich von Temperaturen; Kalibrieren, durch den einen oder den mehreren Prozessoren, des Modells basierend auf einer Funktion, die die Werte für den Parameter des Modells erzeugt; und Veranlassen, durch einen oder mehrere Prozessoren als Reaktion auf die Eingabe von einem Sensor, das für die Batterie kalibrierte Modell, um die elektrische Leistung zu bestimmen, anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Funktion eine kontinuierliche Ableitung über den Bereich der Ladezustände und den Bereich der Temperaturen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, umfassend: Identifizieren, durch das Datenverarbeitungssystem basierend auf einem Datensatz, einer Vielzahl von Parametern des Modells; Einreihen, durch das Datenverarbeitungssystem basierend auf dem Datensatz, der Vielzahl von Parametern des Modells basierend auf einer Auswirkung der Vielzahl von Parametern auf eine Ausgabe des Modells; und Auswählen, durch das Datenverarbeitungssystem basierend auf der Rangfolge der Vielzahl von Parametern, des Parameters.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Modell ein äquivalentes Schaltungsmodell umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Parameter einer Komponente des äquivalenten Schaltungsmodells entspricht, die entweder einen Widerstand oder eine Kombination aus dem Widerstand und einer Kapazität des äquivalenten Schaltungsmodells aufweist.
Verfahren nach Anspruch 8, umfassend: Empfangen, durch den einen oder die mehreren Prozessoren, von einem Sensor eines Elektrofahrzeugs, von Daten, die einer Temperatur der Batterie entsprechen; und Erzeugen, durch den einen oder die mehreren Prozessoren, des Leistungswerts in Abhängigkeit von der Temperatur der Batterie.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Parameter einen Widerstand umfasst und die Funktion einen Wert des Widerstands basierend auf einem Ladezustand, einer Temperatur und einem angelegten Strom ausgibt.
Verfahren nach Anspruch 8, umfassend: Einrichten, durch das Datenverarbeitungssystem, der Funktion über ein neuronales Netzwerkmodell, wobei die Funktion eingerichtet ist, um einen Wert für den Parameter basierend auf einem Ladezustand, einer Temperatur und einem angelegten Strom auszugeben.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Parameter einen Widerstand umfasst, umfassend: Kalibrieren, durch das Datenverarbeitungssystem, des Modells basierend auf der Funktion und einer zweiten Funktion, die Werte für einen zweiten Parameter des Modells über den Bereich der Ladezustände und den Bereich der Temperaturen erzeugt, wobei der zweite Parameter eine Reihe von Widerstand und Kapazität umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Parameter eine Reihe von Widerstand und Kapazität umfasst, umfassend: Erzeugen, durch das Datenverarbeitungssystem, eines Satzes von Funktionen für eine erste Matrix von Parametern basierend auf einer Abhängigkeit von Ladezustand und Temperatur; Erzeugen, durch das Datenverarbeitungssystem basierend auf dem Satz von Funktionen für die erste Matrix, einer zweiten Matrix von Parametern, die zu einem aus einem Test der Batterie erzeugten Datensatz passen, wobei der Datensatz Zeit, Strom, Klemmenspannung und Temperatur umfasst, die für die Batterie durch eine oder mehrere Sensoren gemessen wurden; und Auswählen, durch das Datenverarbeitungssystem, des Parameters basierend auf der zweiten Matrix von Parametern, die zu dem Datensatz passen.
Verfahren nach Anspruch 8, umfassend: Auswerten, durch das Datenverarbeitungssystem, einer Genauigkeit des Modells; und Bereitstellen, durch das Datenverarbeitungssystem, des Modells zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug als Reaktion auf die Genauigkeit, die einem Schwellenwert entspricht.
Nicht-transitorisches, computerlesbares Medium, umfassend Anweisungen, die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren ausgeführt werden, den einen oder die mehreren Prozessoren veranlassen zum: Identifizieren eines Parameters eines Modells, das die Leistung einer Batterie über das Modell bestimmt; Identifizieren von Werten des Parameters des Modells über einen Bereich von Ladezuständen und einen Bereich von Temperaturen; Kalibrieren des Modells basierend auf einer Funktion, die Werte für den Parameter des Modells über einen Bereich von Ladezuständen und einen Bereich von Temperaturen erzeugt; und Veranlassen des Modells, das für die Batterie kalibriert wurde, um die Leistung zu bestimmen, die angezeigt werden soll, als Reaktion auf die Eingabe von einem Sensor.
Nicht-transitorisches, computerlesbares Medium nach Anspruch 19, wobei die Funktion eine glatte Funktion mit einer kontinuierlichen Ableitung über den Bereich der Ladezustände und den Bereich der Temperaturen umfasst.