In diesem Artikel wird ein Verfahren vorgestellt, welches den aktuellen Alterungszustand einer Lithium-Ionen Antriebsbatterie im Fahrzeug während der Fahrt abbildet. Es ist darauf ausgelegt, ressourcenschonend im Batteriesteuergerät untergebracht zu werden und mit den im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Messsignalen ein optimales Ergebnis zu liefern. Aus der Kenntnis des aktuellen Zustands durch das Modell kann das vorgestellte Verfahren für eine genauere Ladezustandsabschätzung als zum Beispiel bei reiner Stromintegration verwendet werden sowie für eine exakte Leistungsprognose. Somit können diese Resultate als Basis einer adaptiven Betriebsstrategie dienen, welche eine verbesserte Leistungs- und Reichweitenprognose des Gesamtfahrzeugs zum Ziel hat. Hierfür werden Diffusionseffekte in den Elektroden modelliert, welche sich deutlich mit dem fortschreitenden Alterungsprozess der Batterie verändern. Durch Erweiterung des Zustandsvektors um die im Modell verwendeten Parameter kann das in den Zustandsraum transformierte Differentialgleichungssystem durch ein stochastisches Schätzverfahren beobachtet werden. Der auf diese Weise bestimmte aktuelle Batteriezustand kann nachfolgend im Betriebsmanagement des Fahrzeugs beispielsweise zur optimalen Bestimmung der aktuell verfügbaren Batterieleistung verwendet werden. Ein wesentliches Ergebnis ist die verifizierte Beobachtbarkeit der Batteriezustände durch das dynamische Batteriemodell und die daraus resultierende Möglichkeit zur Prädiktion der in naher Zukunft zur Verfügung stehenden Batterieleistung. Entsprechende Auswertungen von Messdaten aus Erprobungsfahrzeugen im Dauerlaufbetrieb zeigen hierbei eine nachweisbare Tendenz der beobachteten Parameter in Abhängigkeit der tatsächlichen Batteriealterung.
Erweiterte Onboard-Diagnose von Lithium-Ionen-Batterien in Fahrzeugen mit alternativem Antriebskonzept. Entwicklung eines auf Fahrzeugsteuergeräte optimierten Batteriemodells zur Erkennung und Prognose des aktuellen Alterungszustands von Lithium-Ionen Antriebsbatterien
2010
13 Seiten, Bilder, 5 Quellen
Conference paper
German
British Library Conference Proceedings | 2010
|Automotive engineering | 2010
|Springer Verlag | 2022
|Automotive engineering | 2008
|Handbuch Lithium-Ionen-Batterien
TIBKAT | 2013
|