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用于運(yùn)行具有至少一個電化學(xué)電芯的電芯系統(tǒng)的方法、電芯系統(tǒng)及計算機(jī)程序與流程

文檔序號:41584782發(fā)布日期:2025-04-11 17:34閱讀:12來源:國知局
用于運(yùn)行具有至少一個電化學(xué)電芯的電芯系統(tǒng)的方法、電芯系統(tǒng)及計算機(jī)程序與流程

已經(jīng)提出了用于運(yùn)行具有至少一個電化學(xué)電芯的電芯系統(tǒng)的方法。


背景技術(shù):


技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行具有至少一個電化學(xué)電芯的電芯系統(tǒng)的方法。

2、提出根據(jù)電芯系統(tǒng)的至少一個內(nèi)部溫度特性參數(shù)來調(diào)節(jié)電芯系統(tǒng)的溫度調(diào)節(jié)單元的至少一個運(yùn)行參數(shù)。

3、通過用于運(yùn)行電芯系統(tǒng)的方法的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方案,可以尤其精確和高效地防止電芯系統(tǒng)在所設(shè)置的溫度范圍之外運(yùn)行。有利地,電芯系統(tǒng)可以尤其平穩(wěn)地運(yùn)行。有利地,可以尤其高效和精確地防止溫度造成的電芯系統(tǒng)的損壞。有利地,使得可以尤其高效且同時安全地運(yùn)行電芯系統(tǒng)。有利地,可以提供一種尤其耐用的電芯系統(tǒng)。有利地,可以尤其動態(tài)地調(diào)節(jié)電芯系統(tǒng)。

4、優(yōu)選地,電化學(xué)電芯構(gòu)成為固體氧化物燃料電芯。然而,替選地也可以設(shè)想,將電化學(xué)電芯構(gòu)成為其他燃料電芯,例如構(gòu)成為聚合物電解質(zhì)燃料電芯等、電解質(zhì)電芯或蓄電電芯。例如,替選地也可以設(shè)想,將電化學(xué)電芯用在電解槽中??梢栽O(shè)想,電芯系統(tǒng)僅具有一個電化學(xué)電芯,尤其是上文已提及的電化學(xué)電芯,或者電芯系統(tǒng)具有多個電化學(xué)電芯,例如兩個、三個或數(shù)百個電化學(xué)電芯。優(yōu)選地,將具有多個電化學(xué)電芯的電芯系統(tǒng)的電化學(xué)電芯組合成一個堆疊并且尤其是串聯(lián)連接。也可以設(shè)想,電芯系統(tǒng)包括多個由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊,這些堆疊優(yōu)選地組合成一個模塊或一個塔。

5、電芯系統(tǒng)優(yōu)選地包括控制單元??刂茊卧绕湓O(shè)置為執(zhí)行用于運(yùn)行電芯系統(tǒng)的方法?!霸O(shè)置”應(yīng)理解為專門配置、專門設(shè)計和/或?qū)iT配備。對象被設(shè)置用于確定的功能應(yīng)理解為,該對象在至少一個應(yīng)用狀態(tài)和/或運(yùn)行狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)和/或執(zhí)行該特定功能??刂茊卧绕浒ㄖ辽僖粋€處理器和存儲元件以及存儲在存儲元件上的運(yùn)行程序。存儲元件優(yōu)選構(gòu)成為數(shù)字存儲介質(zhì),例如硬盤等。電芯系統(tǒng)尤其包括殼體,在該殼體中優(yōu)選布置有至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。可以設(shè)想,控制單元至少部分布置在殼體上,尤其至少部分布置在殼體中。替選地或附加地,也可以設(shè)想,電芯系統(tǒng)具有外部單元,其中該外部單元包括控制單元的至少一部分。外部單元可以例如是云、服務(wù)器等等??梢栽O(shè)想,外部單元包括控制單元的存儲元件。

6、溫度調(diào)節(jié)單元優(yōu)選地具有至少一個風(fēng)扇單元。溫度調(diào)節(jié)單元,尤其是風(fēng)扇單元,尤其設(shè)置用于產(chǎn)生空氣體積流,優(yōu)選地在電芯系統(tǒng)的陰極側(cè)上產(chǎn)生。借助風(fēng)扇單元,優(yōu)選借助可通過風(fēng)扇單元產(chǎn)生的空氣體積流,尤其為電芯系統(tǒng)(優(yōu)選地包括燃料電芯)的電化學(xué)反應(yīng)提供所需的氧離子。電芯系統(tǒng),尤其是至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊,優(yōu)選地借助溫度調(diào)節(jié)單元進(jìn)行調(diào)溫。電芯系統(tǒng),尤其是至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊,尤其借助溫度調(diào)節(jié)單元進(jìn)行冷卻或加熱。優(yōu)選地,風(fēng)扇單元設(shè)置用于產(chǎn)生空氣體積流以冷卻電芯系統(tǒng),尤其是冷卻至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。替選地或附加地,可以設(shè)想,風(fēng)扇單元設(shè)置用于產(chǎn)生(優(yōu)選地預(yù)加熱的)空氣體積流以加熱電芯系統(tǒng),尤其是加熱至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。可以設(shè)想,風(fēng)扇單元具有一個或多個風(fēng)扇。

7、替選地或附加地,可以設(shè)想,溫度調(diào)節(jié)單元包括加熱單元,用于加熱電芯系統(tǒng),尤其是加熱至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊,例如用于加熱可由風(fēng)扇單元產(chǎn)生的空氣體積流。加熱單元優(yōu)選地構(gòu)成為電加熱單元。加熱單元尤其具有至少一個加熱元件,優(yōu)選地電加熱元件。然而,替選地也可以設(shè)想,將加熱單元構(gòu)成為基于流體的加熱單元,尤其是基于液體的加熱單元和/或基于氣體的加熱單元?;诹黧w的加熱單元尤其設(shè)置用于通過流體加熱電芯系統(tǒng),尤其是加熱至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。基于液體的加熱單元尤其設(shè)置用于借助液體(例如水等)加熱電芯系統(tǒng),優(yōu)選地加熱至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。基于氣體的加熱單元尤其設(shè)置用于通過氣體加熱電芯系統(tǒng),優(yōu)選地加熱至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。此外,替選地可以設(shè)想,加熱單元構(gòu)成為基于流體、尤其基于氣體的加熱單元和/或基于液體的加熱單元和電加熱單元的組合。

8、替選地或附加地,也可以設(shè)想,溫度調(diào)節(jié)單元具有液體冷卻單元,用于冷卻電芯系統(tǒng),尤其是冷卻至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。流體冷卻單元尤其設(shè)置用于通過流體冷卻電芯系統(tǒng),優(yōu)選是冷卻至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。液體冷卻單元尤其設(shè)置用于通過液體(例如水等)冷卻電芯系統(tǒng),優(yōu)選冷卻至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊??梢栽O(shè)想,液體冷卻單元至少部分地與基于液體的加熱單元一體地構(gòu)成。“至少一個單元和至少一個另外的單元至少部分地彼此一體地構(gòu)成”尤其應(yīng)理解為,單元的至少一個元件與另外的單元的至少一個另外的元件一體地構(gòu)成?!耙惑w”尤其應(yīng)理解為至少材料配合地連接,例如通過焊接工藝、粘接工藝、注塑工藝和/或其他對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言有意義的工藝,和/或有利地在一件中成型,例如通過由鑄造制造和/或通過以單組分或多組分注塑方法制造并且有利地由單個坯料制造。也可以設(shè)想,氣體冷卻單元至少部分地與基于氣體的加熱單元一體構(gòu)成。氣體冷卻單元尤其設(shè)置用于通過氣體冷卻電芯系統(tǒng),優(yōu)選冷卻至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊。

9、溫度調(diào)節(jié)單元的至少一個運(yùn)行參數(shù)優(yōu)選地可以是加熱單元(尤其是電加熱單元)的加熱功率、體積流(尤其是風(fēng)扇單元的體積流)、基于流體的加熱單元的體積流(尤其是基于液體的加熱單元的體積流)和/或基于氣體的加熱單元的體積流、流體冷卻單元的體積流(優(yōu)選是液體冷卻單元的體積流和/或氣體冷卻單元的體積流)等。尤其地,內(nèi)部溫度特性參數(shù)是電芯系統(tǒng)的電芯特性參數(shù),優(yōu)選是電芯系統(tǒng)的內(nèi)部特性參數(shù)。

10、此外,提出根據(jù)電芯系統(tǒng)的物理模型來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。尤其地,根據(jù)物理模型確定電芯系統(tǒng)的至少一個老化特性參數(shù)。附加地,可以設(shè)想,根據(jù)物理模型確定電芯系統(tǒng)的至少一個另外的電芯特性參數(shù),優(yōu)選是電芯系統(tǒng)的另一內(nèi)部特性參數(shù)。物理模型優(yōu)選是電芯系統(tǒng)的仿真模型,其尤其地描述了電芯系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下的運(yùn)行。優(yōu)選地,物理模型基于有限元方法。物理模型尤其是具有關(guān)于電芯系統(tǒng)的老化特性參數(shù)的明確可反演性。可以設(shè)想,物理模型至少通過過濾掉物理模型的物理上無關(guān)的結(jié)果而具有關(guān)于老化特性參數(shù)的明確可反演性。例如,根據(jù)zaccaria、tucker和traverso的標(biāo)題為“a?distributedreal-time?model?of?degradation?in?a?solid?oxide?fuel?cell(固體氧化物燃料電芯退化的分布式實(shí)時模型)”(2016年,journal?ofpower?sources,311,175-181)的出版物的物理模型可以描述具有固體氧化物燃料電芯的電芯系統(tǒng)的退化,其中內(nèi)部電壓損失的歐姆分量設(shè)置有老化特性參數(shù)作為前置因子。替選地,例如也可以設(shè)想,電芯系統(tǒng)的內(nèi)部電壓損失的其他與歐姆分量不同的電阻(尤其是濃度損失或極化損失)或者電芯系統(tǒng)的總內(nèi)部電阻與作為前置因子的老化特性參數(shù)相乘。在優(yōu)選的物理模型中,尤其電芯系統(tǒng)的總比表面電阻與老化特性參數(shù)相乘。老化特性參數(shù)尤其是描述電芯系統(tǒng)的電芯特性參數(shù)。老化特性參數(shù)優(yōu)選描述電芯系統(tǒng)的老化狀態(tài)。例如,在電芯系統(tǒng)未老化的狀態(tài)下,老化特性參數(shù)具有為1的值,而對于電芯系統(tǒng)的老化狀態(tài)優(yōu)選具有大于1的值。老化特性參數(shù)優(yōu)選為標(biāo)量。有利地,可以以特別低的傳感器技術(shù)開銷來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。有利的是,可以特別簡單地確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)(其在檢測時需要特別高的傳感器技術(shù)開銷)。

11、此外,提出了基于電芯系統(tǒng)的物理模型根據(jù)電芯系統(tǒng)的運(yùn)行特性參數(shù)來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù),優(yōu)選地借助控制單元確定。優(yōu)選地,基于物理模型根據(jù)電芯系統(tǒng)的運(yùn)行特性參數(shù)來確定老化特性參數(shù),優(yōu)選地借助控制單元確定。附加地,可以設(shè)想,基于物理模型根據(jù)電芯系統(tǒng)的運(yùn)行特性參數(shù)來確定至少一個另外的電芯特性參數(shù)(尤其是電芯系統(tǒng)的至少一個另外的內(nèi)部特性參數(shù))。物理模型尤其是具有至少一個輸入變量和至少一個輸出變量。優(yōu)選地,物理模型的至少一個輸入變量具有電芯系統(tǒng)的至少一個運(yùn)行特性參數(shù),尤其是電芯系統(tǒng)的至少一個輸入特性參數(shù),優(yōu)選是電芯系統(tǒng)的至少一個運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地,物理模型的至少一個另外的輸入變量是老化特性參數(shù)。電芯系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)例如是查詢的負(fù)載電流、溫度(尤其是氣體溫度)、體積流量、空氣利用率、燃料利用率、氣體組成、壓力、壓差等。優(yōu)選地,物理模型的至少一個輸出變量包括電芯系統(tǒng)的至少一個運(yùn)行特性參數(shù),尤其是電芯系統(tǒng)的至少一個輸出特性參數(shù),優(yōu)選是電芯系統(tǒng)的至少一個性能特性參數(shù)。電芯系統(tǒng)的性能特性參數(shù)尤其是電化學(xué)電芯的輸出電壓,優(yōu)選是由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊的輸出電壓??梢栽O(shè)想,物理模型的輸出變量具有電芯系統(tǒng)的至少一個另外的電芯特性參數(shù),尤其是至少一個另外的內(nèi)部特性參數(shù)。優(yōu)選地,內(nèi)部溫度特性參數(shù)是物理模型的輸出變量。內(nèi)部溫度特性參數(shù)優(yōu)選是電芯系統(tǒng)的溫度,尤其是至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊的溫度。內(nèi)部溫度特性參數(shù)優(yōu)選是局部場變量。電芯系統(tǒng)的至少一個另外的電芯特性參數(shù)(尤其是內(nèi)部特性參數(shù))優(yōu)選是局部場變量,例如電芯系統(tǒng)中的流體分布(優(yōu)選是氧氣分布或氫氣分布)、電芯系統(tǒng)中的電流密度分布等。物理模型尤其表示一種映射,其將物理模型的輸入變量(優(yōu)選是電芯系統(tǒng)的至少一個運(yùn)行參數(shù)和電芯系統(tǒng)的老化特性參數(shù))映射為物理模型的輸出變量(優(yōu)選是電芯系統(tǒng)的至少一個性能特性參數(shù)、內(nèi)部溫度特性參數(shù)以及尤其是電芯系統(tǒng)的至少一個另外的電芯特性參數(shù))。有利地,可以使用電芯系統(tǒng)的可特別容易檢測的特性參數(shù)來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。有利地,可以根據(jù)溫度調(diào)節(jié)單元的至少一個運(yùn)行參數(shù)以特別低的傳感器技術(shù)開銷來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。

12、此外,提出了,運(yùn)行特性參數(shù)包括電芯系統(tǒng)的至少一個(尤其之前已經(jīng)提到的)輸入特性參數(shù)??梢栽O(shè)想,運(yùn)行特性參數(shù)(根據(jù)所述運(yùn)行特性參數(shù)基于電芯系統(tǒng)的物理模型至少確定內(nèi)部溫度特性參數(shù))僅具有電芯系統(tǒng)的一個輸入特性參數(shù)或多個輸入特性參數(shù)。有利地,可以使用電芯系統(tǒng)的可特別容易檢測的特性參數(shù)來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù),尤其是電芯系統(tǒng)的至少一個輸入特性參數(shù)。有利地,可以以特別低的傳感器技術(shù)開銷來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。

13、此外,提出了,輸入特性參數(shù)具有電芯系統(tǒng)的至少一個(尤其是之前已經(jīng)提到的)運(yùn)行參數(shù)。尤其是,輸入特性參數(shù)對應(yīng)于電芯系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。可以設(shè)想,電芯系統(tǒng)的至少一個運(yùn)行參數(shù)是電芯系統(tǒng)的控制變量或受控變量,尤其是受控變量的實(shí)際值或目標(biāo)值。有利地,可以使用電芯系統(tǒng)的可特別容易檢測的特性參數(shù)來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù),尤其是電芯系統(tǒng)的至少一個運(yùn)行參數(shù)。有利地,可以以特別低的技術(shù)開銷確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。有利地,為了確定內(nèi)部溫度特性參數(shù),可以至少部分使用電芯系統(tǒng)的在電芯系統(tǒng)運(yùn)行時已經(jīng)檢測的特性參數(shù)。

14、此外,提出了,運(yùn)行特性參數(shù)包括電芯系統(tǒng)的至少一個(尤其是之前已經(jīng)提到的)輸出特性參數(shù)??梢栽O(shè)想,基于電芯系統(tǒng)的物理模型確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)所根據(jù)的運(yùn)行特性參數(shù)僅具有電芯系統(tǒng)的一個輸出特性參數(shù)或電芯系統(tǒng)的多個輸出特性參數(shù)。有利地,可以使用電芯系統(tǒng)的可特別容易檢測的特性參數(shù)(尤其是至少一個輸出特性參數(shù))來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。有利地,可以以特別低的傳感器技術(shù)開銷來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。有利地,為了確定內(nèi)部溫度特性參數(shù),可以至少部分使用電芯系統(tǒng)的在電芯系統(tǒng)運(yùn)行時已經(jīng)檢測的特性參數(shù)。

15、此外,提出了,輸出參數(shù)具有電芯系統(tǒng)的至少一個(尤其是之前提到的)性能特性參數(shù)。尤其地,輸出特性參數(shù)對應(yīng)于電芯系統(tǒng)的性能特性參數(shù)。優(yōu)選地,運(yùn)行特性參數(shù)至少部分地在電芯系統(tǒng)上檢測。優(yōu)選地,電芯系統(tǒng)的至少一個性能特性參數(shù)(尤其是輸出電壓)在電芯系統(tǒng)上(優(yōu)選地以傳感器方式)檢測。優(yōu)選地,電芯系統(tǒng)具有檢測單元,用于至少部分地檢測運(yùn)行特性參數(shù)。檢測單元優(yōu)選地與控制單元以數(shù)據(jù)技術(shù)連接,尤其是用于無線和/或有線連接地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。也可以設(shè)想,控制單元至少部分地包括檢測單元??梢栽O(shè)想,至少部分地(優(yōu)選地以傳感器方式)檢測構(gòu)成為電芯系統(tǒng)的輸入特性參數(shù)的運(yùn)行特性參數(shù)和/或構(gòu)成為電芯系統(tǒng)的輸出特性參數(shù)的運(yùn)行特性參數(shù),優(yōu)選地借助檢測單元檢測。檢測單元例如包括至少一個傳感器單元,用于至少部分地檢測運(yùn)行特性參數(shù)。檢測單元優(yōu)選地配置為(尤其是以傳感器方式)至少檢測構(gòu)成為性能特性參數(shù)的輸出特性參數(shù)。傳感器單元例如包括至少一個電壓傳感器,尤其是用于檢測電芯系統(tǒng)的構(gòu)成為輸出電壓的性能特性參數(shù)??梢栽O(shè)想,檢測單元配置為至少檢測電芯系統(tǒng)的構(gòu)成為電芯系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)的輸入特性參數(shù)。附加地或替選地,可以設(shè)想,至少一個輸入特性參數(shù)(優(yōu)選地構(gòu)成為控制變量或受控變量的輸入特性參數(shù),尤其是構(gòu)成為受控變量的輸入特性參數(shù)的目標(biāo)值)直接借助控制單元讀取,優(yōu)選地由控制單元提供。有利的是,可以使用電芯系統(tǒng)的可特別容易檢測的特性參數(shù)(尤其是電芯系統(tǒng)的至少一個性能特性參數(shù))來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。有利地,可以以特別低的技術(shù)開銷來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。有利地,可以使用電芯系統(tǒng)的在電芯系統(tǒng)運(yùn)行時已經(jīng)檢測的特性參數(shù)來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。

16、此外,提出了,為了確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)尤其是關(guān)于老化特性參數(shù)來反演和優(yōu)化物理模型。優(yōu)選地,關(guān)于老化特性參數(shù)(尤其是物理模型的輸入變量之一)來反演和優(yōu)化物理模型,以確定老化特性參數(shù),并優(yōu)選地隨后基于物理模型以及尤其是根據(jù)所確定的老化特性參數(shù)確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)和優(yōu)選地至少一個另外的電芯特性參數(shù)。優(yōu)選地,根據(jù)運(yùn)行特性參數(shù)形成時間序列。優(yōu)選地,在一個方法步驟中,尤其是在檢測步驟中,隨時間記錄運(yùn)行特性參數(shù),優(yōu)選至少一個輸入特性參數(shù)和至少一個輸出特性參數(shù)。優(yōu)選地,記錄的運(yùn)行特性參數(shù)作為時間序列保存在控制單元上,尤其是保存在控制單元的存儲元件上。優(yōu)選地,在一個方法步驟中,尤其是在選擇步驟中,從運(yùn)行特性參數(shù)的時間序列中選擇一個時刻,優(yōu)選地通過控制單元選擇,其中控制單元尤其設(shè)置用于為所選擇的時刻至少確定老化特性參數(shù)。優(yōu)選地,控制單元設(shè)置用于從運(yùn)行特性參數(shù)的時間序列中選擇時刻,使得電芯系統(tǒng)的與該時刻相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)狀態(tài)可以通過物理模型描述。例如,可以設(shè)想,物理模型可僅應(yīng)用于穩(wěn)定條件,尤其是電芯系統(tǒng)的輸入特性參數(shù),使得相應(yīng)地要使用足夠穩(wěn)定的運(yùn)行特性參數(shù)。也可以設(shè)想,運(yùn)行特性參數(shù)至少部分地被預(yù)處理,例如通過濾波器去除振蕩等??梢栽O(shè)想,運(yùn)行特性參數(shù),尤其是至少一個輸入特性參數(shù)和至少一個輸出特性參數(shù),至少部分地被組合。也可以設(shè)想,與所述時刻相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行特性參數(shù)為了適配于物理模型優(yōu)選地在一個換算步驟中至少部分地被換算,尤其是通過控制單元。優(yōu)選地,與所述時刻相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行特性參數(shù)尤其是在換算步驟中根據(jù)需要換算為物理模型的輸入變量和/或輸出變量。例如,可以設(shè)想,電芯系統(tǒng)具有多個堆疊,所述堆疊分別具有多個電化學(xué)電芯,其中對各個堆疊執(zhí)行平均,或者將電芯系統(tǒng)的檢測到的電流換算為電流密度。根據(jù)物理模型優(yōu)選地,尤其是在確定步驟中,確定在一個(優(yōu)選先前選擇的)時刻的老化特性參數(shù),對于所述時刻,物理模型與在所述(尤其先前所選擇的)時刻的至少一個輸入特性參數(shù)一起預(yù)測在所述(尤其先前所選擇的)時刻的至少一個(優(yōu)選所檢測的)輸出特性參數(shù)。尤其是,為了確定老化特性參數(shù),優(yōu)選地在確定步驟中應(yīng)用優(yōu)化方法,例如貝葉斯優(yōu)化、模擬退火法、梯度法等,尤其是涉及針對所述(尤其先前所選擇的)時刻的至少一個輸入特性參數(shù)所檢測的電芯系統(tǒng)的輸出特性參數(shù)以及針對所選擇的時刻的輸入特性參數(shù)由物理模型預(yù)測的輸出特性變量。根據(jù)所確定的老化特性參數(shù)確定內(nèi)部溫度特性參數(shù),優(yōu)選地在確定步驟中。此外,可以設(shè)想,根據(jù)所確定的老化特性參數(shù)確定電芯系統(tǒng)的至少一個另外的電芯特性參數(shù),優(yōu)選地在確定步驟中。優(yōu)選地,基于物理模型根據(jù)基于物理模型(尤其是通過在老化特性參數(shù)方面反演和優(yōu)化物理模型或通過可借助物理模型產(chǎn)生的回歸模型)所確定的老化特性參數(shù)來確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)(尤其是物理模型的輸出變量之一)。有利地,可以從電芯系統(tǒng)的運(yùn)行特性參數(shù)中無傳感器地確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。有利地,可以以特別低的傳感器技術(shù)開銷確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。

17、此外提出,物理模型用于訓(xùn)練回歸模型,尤其是之前已經(jīng)提到的回歸模型。優(yōu)選地,根據(jù)借助物理模型確定的結(jié)果來訓(xùn)練回歸模型。優(yōu)選地,訓(xùn)練后的回歸模型被設(shè)置為替代物理模型以至少用于根據(jù)電芯系統(tǒng)的運(yùn)行特性參數(shù)確定老化特性參數(shù)?;貧w模型尤其被設(shè)置用于在優(yōu)化方法中確定老化特性參數(shù),或根據(jù)運(yùn)行特性參數(shù)直接確定老化特性參數(shù)。尤其是可以設(shè)想,回歸模型被訓(xùn)練為直接從電芯系統(tǒng)的在運(yùn)行中檢測到的運(yùn)行特性參數(shù)(優(yōu)選地至少一個輸入特性參數(shù)和至少一個輸出特性參數(shù))中確定電芯系統(tǒng)的老化特性參數(shù),其中尤其是取消對物理模型的反演。可以設(shè)想,借助在電芯系統(tǒng)上檢測到的運(yùn)行特性參數(shù)和/或借助統(tǒng)計實(shí)驗(yàn)設(shè)計(例如拉丁超立方采樣、主動學(xué)習(xí)等)來訓(xùn)練回歸模型。尤其是,統(tǒng)計實(shí)驗(yàn)設(shè)計由物理模型的以下運(yùn)行特性參數(shù)的組合產(chǎn)生,針對所述運(yùn)行特性參數(shù)根據(jù)物理模型確定老化特性參數(shù),其中將結(jié)果用于訓(xùn)練回歸模型?;貧w模型的訓(xùn)練基于例如線性回歸、隨機(jī)森林、高斯過程、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、可解釋提升機(jī)等。優(yōu)選地,在電芯系統(tǒng)運(yùn)行中,至少老化特性參數(shù)根據(jù)訓(xùn)練后的回歸模型確定。有利地,可以根據(jù)通過回歸模型確定的老化特性參數(shù)特別時間高效和計算高效地確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。

18、此外提出,空間分辨地確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。優(yōu)選地,確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)的局部分布。尤其是,空間分辨的內(nèi)部溫度特性參數(shù)對應(yīng)于內(nèi)部溫度特性參數(shù)的局部分布。此外,可以設(shè)想,空間分辨地確定電芯系統(tǒng)的至少一個另外的電芯特性參數(shù)(尤其是至少一個另外的內(nèi)部特性參數(shù))。內(nèi)部溫度特性參數(shù)的局部分布尤其是電芯系統(tǒng)內(nèi)、優(yōu)選是至少一個電化學(xué)電芯內(nèi)或由多個電化學(xué)電芯形成的堆疊內(nèi)的內(nèi)部溫度特性參數(shù)的局部分布。尤其是,至少根據(jù)空間分辨的內(nèi)部溫度特性參數(shù)來調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)單元的至少一個運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地,基于物理模型根據(jù)電芯系統(tǒng)的運(yùn)行特性參數(shù)來確定空間分辨的內(nèi)部溫度特性參數(shù),優(yōu)選通過針對老化特性參數(shù)應(yīng)用于反演的物理模型的優(yōu)化方法或通過借助物理模型參數(shù)的回歸模型。尤其是,可以在電芯系統(tǒng)中的一個位置或列表的位置處確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)。也可以設(shè)想,在電芯系統(tǒng)中的該位置或該列表的位置處確定電芯系統(tǒng)的多個另外的電芯特性參數(shù)(優(yōu)選電芯系統(tǒng)的多個內(nèi)部特性參數(shù))的組合,例如乘積、和、非線性函數(shù)等等。此外,也可以設(shè)想,確定內(nèi)部溫度特性參數(shù)的導(dǎo)出值或多個另外的電芯特性參數(shù)的組合的導(dǎo)出值,例如在電芯系統(tǒng)的部分體積或總體積中的最大值、最小值、平均值,以用于描述分布,例如一階面積矩、二階面積矩、累積分布密度的支撐點(diǎn)等、梯度或變化率。有利地,對內(nèi)部溫度特性參數(shù)的局部分布的了解允許例如通過使用對電芯系統(tǒng)的運(yùn)行策略的優(yōu)化來提高電芯系統(tǒng)的效率和動態(tài)性。有利地,可以實(shí)現(xiàn)電芯系統(tǒng)的特別平穩(wěn)、精確和高效的運(yùn)行。

19、此外提出,基于物理模型預(yù)測內(nèi)部溫度特性參數(shù)的預(yù)期表現(xiàn)。替選地或附加地,可以設(shè)想,基于物理模型預(yù)測電芯系統(tǒng)的至少一個另外的電芯特性參數(shù)(尤其是至少一個另外的內(nèi)部特性參數(shù))和/或老化特性參數(shù)的預(yù)期表現(xiàn)。根據(jù)電芯系統(tǒng)的運(yùn)行特性參數(shù)基于物理模型確定在優(yōu)選來自運(yùn)行特性參數(shù)的時間序列的一個其他時刻、尤其是多個其他時刻的老化特性參數(shù),優(yōu)選類似于確定在先前選擇的時刻的老化特性參數(shù),例如通過反演和優(yōu)化物理模型或借助回歸模型。相對應(yīng)的內(nèi)部溫度特性參數(shù)優(yōu)選地根據(jù)所確定的在一個其他時刻(尤其是在多個其他時刻)的老化特性參數(shù)及相關(guān)聯(lián)的運(yùn)行特性參數(shù)基于物理模型來加以確定。優(yōu)選地,根據(jù)在不同時刻確定的內(nèi)部溫度特性參數(shù)及相對應(yīng)的運(yùn)行特性參數(shù)來訓(xùn)練另一回歸模型(尤其是溫度變化過程模型)或回歸模型,優(yōu)選地以根據(jù)運(yùn)行特性參數(shù)來描繪內(nèi)部溫度特性參數(shù)的表現(xiàn),和/或優(yōu)選預(yù)測內(nèi)部溫度特性參數(shù)的預(yù)期表現(xiàn)。通過另一回歸模型(尤其是溫度變化過程模型),尤其是預(yù)測內(nèi)部溫度特性參數(shù)的預(yù)期變化過程。也可以設(shè)想,確定電芯系統(tǒng)的至少內(nèi)部溫度特性參數(shù)的時間變化過程,尤其是根據(jù)在不同時刻確定的內(nèi)部溫度特性參數(shù)及相對應(yīng)的運(yùn)行特性參數(shù)。附加地或替選地,也可以設(shè)想,確定至少一個另外的電芯特性參數(shù)和/或老化特性參數(shù)的時間變化過程。有利地,可以特別有效地防止由于電芯系統(tǒng)在臨界溫度范圍內(nèi)運(yùn)行而對電芯系統(tǒng)造成的損壞。有利地,可以特別平穩(wěn)地運(yùn)行電芯系統(tǒng)。

20、此外提出,根據(jù)內(nèi)部溫度特性參數(shù)的預(yù)期表現(xiàn)來調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)單元的至少一個運(yùn)行參數(shù)。優(yōu)選地,根據(jù)內(nèi)部溫度特性參數(shù)的預(yù)期表現(xiàn)和/或根據(jù)優(yōu)選針對當(dāng)前運(yùn)行特性參數(shù)尤其基于關(guān)于老化特性參數(shù)反演和優(yōu)化物理模型或基于回歸模型確定的內(nèi)部溫度特性參數(shù)來調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)單元的至少一個運(yùn)行參數(shù)??梢栽O(shè)想,在(尤其是借助控制單元)調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)單元的至少一個運(yùn)行參數(shù)時,至少部分地考慮檢測單元的傳感器信號。溫度調(diào)節(jié)單元優(yōu)選地具有前饋控制組件。前饋控制組件優(yōu)選地基于能量平衡,其中存儲項(xiàng)是能量輸入的總和減去能量輸出的總和。存儲項(xiàng)尤其是熱容量與內(nèi)部溫度特性參數(shù)的時間變化的乘積。存儲項(xiàng)可以離散地(尤其是空間分辨地)或針對整個電芯系統(tǒng)(尤其是整個至少一個電化學(xué)電芯或由多個電化學(xué)電芯形成的整個堆疊)整體地公式化,其中優(yōu)選地基于物理模型來提供內(nèi)部溫度特性參數(shù)的時間變化,尤其是至少在前饋控制組件上提供。優(yōu)選地,控制單元包括前饋控制組件??刂茊卧驕囟日{(diào)節(jié)單元優(yōu)選地具有至少一個pid控制器。pid控制器優(yōu)選地設(shè)置用于對前饋控制組件的模型誤差進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)校正。pid控制器可以優(yōu)選地訪問尤其是基于物理模型確定的內(nèi)部溫度特性參數(shù),優(yōu)選訪問電芯系統(tǒng)的內(nèi)部溫度特性參數(shù)的最大值。有利地,可以特別有效地防止由于電芯系統(tǒng)在臨界溫度范圍內(nèi)運(yùn)行而對電芯系統(tǒng)造成的損壞。有利地,可以特別平穩(wěn)地運(yùn)行電芯系統(tǒng)。

21、此外提出一種電芯系統(tǒng),尤其是之前已經(jīng)提到的電芯系統(tǒng),具有至少一個電化學(xué)電芯(尤其是之前已經(jīng)提到的電化學(xué)電芯)和至少一個用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的控制單元。有利地,可以提供一種特別耐用的電芯系統(tǒng)。有利地,可以提供一種可特別動態(tài)運(yùn)行的電芯系統(tǒng)。

22、此外提出一種計算機(jī)程序,包括指令,當(dāng)計算機(jī)執(zhí)行該計算機(jī)程序時,所述指令促使計算機(jī)執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。計算機(jī)程序優(yōu)選地存儲在控制單元的存儲元件上。替選地,也可以設(shè)想,將計算機(jī)程序存儲在便攜式數(shù)據(jù)載體上,例如usb棒、便攜式硬盤、光學(xué)數(shù)據(jù)載體(尤其是cd等)、云、服務(wù)器等。尤其是,控制單元具有用于執(zhí)行該計算機(jī)程序的計算機(jī)。有利地,可以特別方便和靈活地適配用于運(yùn)行電芯系統(tǒng)的方法。有利地,該方法可以應(yīng)用于不同的電芯系統(tǒng),并且尤其是特別方便地適配于相應(yīng)的電芯系統(tǒng)。

23、根據(jù)本發(fā)明的方法、根據(jù)本發(fā)明的電芯系統(tǒng)和/或根據(jù)本發(fā)明的計算機(jī)程序在此情況下不應(yīng)限于上述應(yīng)用和實(shí)施方式。尤其是,根據(jù)本發(fā)明的方法、根據(jù)本發(fā)明的電芯系統(tǒng)和/或根據(jù)本發(fā)明的計算機(jī)程序可以具有與本文所述的各個元件、組件、單元和方法步驟的數(shù)量不同的數(shù)量,以實(shí)現(xiàn)本文描述的作用方式。此外,在本公開中說明的值范圍中,位于所提到的邊界內(nèi)的值也應(yīng)視為公開并可任意使用。

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