Eine neuartige Kapazitätsschätzmethode für Lithiumbatterien unter Verwendung der verbesserten Coulomb-Zählmethode mit Kalman-Filterung

Mit der zunehmenden Nutzung von Energiespeichersystemen (ESS) und Elektrofahrzeugen (EV) wächst auch die Bedeutung von Lithium-Ionen (Li-Ion) Batterien. Die genaue Kapazitätsschätzung einer Batterie ist nützlich, um die Degeneration und das Lebensende der Batterie für geplante Wartung und Ersatz zu erkennen, wodurch die Zuverlässigkeit von batteriebetriebenen Systemen verbessert wird. Viele der bisher entwickelten Kapazitätsschätzmethoden sind jedoch Offline-Methoden und nicht für die Online-Überwachung geeignet. In dieser Studie wird eine neuartige Kapazitätsschätzmethode für Li-Ion-Batterien vorgeschlagen, die auf der verbesserten Coulomb-Zählmethode (ECC) basiert. Typischerweise hat die durch ECC berechnete Batteriekapazität aufgrund des Fehlers in der Schätzung des Ladezustands einen großen Fehler. Daher sind zusätzliche Mittel erforderlich, um einen genauen Wert für die Batteriekapazität zu erhalten. Der Kalman-Filter ist ein optimaler Schätzer des verborgenen Zustands mit Gaußschem Rauschen und wird auf die von der ECC-Methode berechneten Kapazitätswerte angewendet. Die Leistung der vorgeschlagenen Methode zur Kapazitätsschätzung wird durch Experimente mit einer Li-Ion-Batterie, die mit einem standardisierten Fahrzeugfahrplan betrieben wird, überprüft. Die Ergebnisse zeigen, dass die Online-Kapazitätsschätzung mit der vorgeschlagenen Methode erfolgreich innerhalb von 10 Stunden mit einem Fehler von 1,7 % durchgeführt wird.