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O. König, C. Hametner, S. Jakubek, G. Prochart:
"Datengetriebene Batteriemodelle zur Emulation des Impedanzverhaltens von Traktionsbatterien";
e & i Elektronik und Informationstechnik (eingeladen), 132 (2015), 8; S. 469 - 473.

In dieser Arbeit wird der Einsatz von datengetriebenen Batteriemodellen und einer darauf aufbauenden modellprädiktiven Regelungsstrategie
für die Emulation von Traktionsbatterien vorgestellt. Dieses Konzept ermöglicht effiziente und reproduzierbare Prüfstandsläufe
von Antriebssträngen für Elektro- und Hybridfahrzeuge, indem das Verhalten der realen Batterie durch einen Batterieemulator nachgebildet
wird. Somit können die verbliebenen Komponenten zeiteffizient und ohne Umrüstvorgänge unter verschiedensten Bedingungen
(Ladezustand, Zelltyp, Konfiguration der Zellen etc.) getestet werden.
Um das Verhalten der Traktionsbatterie auch bei hochdynamischer Anregung durch den Prüfling noch realitätsgetreu emulieren zu
können, werden für dieses Konzept einerseits ein genaues mathematisches Batteriemodell, und andererseits eine hochdynamische
Spannungsregelung benötigt. Ein rein datenbasierter Ansatz zur nichtlinearen Batteriemodellierung ermöglicht dabei die Anwendbarkeit
für verschiedene Zellchemien. Der Reglerentwurf zur Impedanzemulation basiert auf einem modellprädiktiven Regelungskonzept
und berücksichtigt dabei explizit die Dynamik des Batterieemulators, des Prüflings und die zu emulierende Batterieimpedanz.

In this paper, a data driven battery modelling approach and the associated model predictive control strategy for traction battery
emulation is described. The proposed concept makes it possible to test powertrains of electric or hybrid vehicles under repeatable
conditions. When the impedance behaviour of the real battery is reproduced by the battery emulator, the remaining components of
the powertrain can be tested very efficiently and without hardware modifications under various conditions/settings (state of charge,
cell type, cell configuration, etc.).
In order to obtain a precise emulation of the battery impedance even when a highly dynamic excitation is applied by the unit
under test, an accurate mathematical battery model and an effective voltage controller are required. A purely data driven modelling
approach enables the application of the proposed concepts to different battery cell chemistries. The dynamic impedance emulation is
based on a model predictive controller which is based on a model of the testbed setup including the virtual battery model.

Batteriemodellierung; Model Predictive Control; Impedanzemulation

http://dx.doi.org/10.1007/s00502-015-0373-7