量參量提供給電池管 理系統(tǒng)11。其中實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明確定的擴(kuò)展的狀態(tài)空間模型12和非線性的觀測(cè)器13,該 觀測(cè)器評(píng)估當(dāng)前SoC。評(píng)估的SoC那么可以相應(yīng)地進(jìn)一步應(yīng)用，例如在電池管理單元11本 身中，或者在未示出的電池或車(chē)輛控制單元中。
[0043] 除了荷電狀態(tài)SoC的評(píng)估，老化狀態(tài)（SoH)的確定是重要的，以便可以給出對(duì)于電 池10的品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于SoH然而還沒(méi)有普遍適用的定義。經(jīng)常地，電池10的老化狀態(tài) SoH通過(guò)特征參量、例如作為電池的可用的容量C akt相比于電池的已知的額定容量C ;@的 比例給出，亦即Cakt/Cinit。為了能實(shí)現(xiàn)電池10有效的應(yīng)用并因此也實(shí)現(xiàn)盡可能長(zhǎng)的壽命， 優(yōu)選也例如由電池管理單元11應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地確定SoH或?qū)Υ说奶卣鲄⒘浚驗(yàn)楫?dāng)前老化 狀態(tài)SoH也影響荷電狀態(tài)SoC的確定。對(duì)于老化的電池10的荷電狀態(tài)SoC的準(zhǔn)確確定因 此有利的是，在荷電狀態(tài)SoC的確定中也考慮相應(yīng)的當(dāng)前老化狀態(tài)SoH。以下描述，如何可 以補(bǔ)充上述SoC觀測(cè)器，以便也考慮或確定老化狀態(tài)SoH。
[0044] 相比于經(jīng)典的建模方案（化學(xué)物理模型、等效電路模型等），上述純基于數(shù)據(jù)（黑 盒子）的以LMN形式的電池模型或由此導(dǎo)出的狀態(tài)空間模型12不包含關(guān)于電池10本身 的物理信息。在模型參數(shù)向量中包含的模型參數(shù)不過(guò)通過(guò)關(guān)系另= 蝸與回歸 向量x(k)中的輸入?yún)⒘坎⑶遗c輸出參量y(k)相聯(lián)系。局部模型網(wǎng)絡(luò)LMN的該可解讀性 (Interpretierbarkeit)現(xiàn)在可以用于，從LMN確定或提取用于老化狀態(tài)SoH的影響參量并 且通過(guò)該影響參量來(lái)影響電池模型或SoC的評(píng)估。在此，目標(biāo)在于：通過(guò)這些影響參量的匹 配也借助于LMN或者由此導(dǎo)出的狀態(tài)空間模型12描述實(shí)現(xiàn)老化的輸出參量y(k)例如電池 電壓U(k)的動(dòng)態(tài)特性并因此能實(shí)現(xiàn)電池10的SoC的準(zhǔn)確評(píng)估。附加地可以由此作為另一 參量確定、輸出并進(jìn)一步應(yīng)用老化狀態(tài)SoH。
[0045] 在最簡(jiǎn)單情況下，用于老化狀態(tài)SoH的特征參量涉及可用的容量Cakt，或者涉及可 用的容量C akt相比于額定容量C init的比、亦即C akt/Cinit。然而作為用于老化狀態(tài)SoH的特征 參量也可以考慮當(dāng)前內(nèi)阻R akt或老化電池的當(dāng)前內(nèi)阻R akt相比于新電池的已知內(nèi)阻R init的 比，亦即Rinit/Rakt或其組合。以LMN形式的電池模型那么可以通過(guò)特征參量例如C akt/Cini,和 /或Rakt/Rinit的預(yù)定來(lái)匹配，以便在已知輸入?yún)⒘縳(k)中對(duì)于任意的產(chǎn)生的老化狀態(tài)SoH 仿真輸出參量y(k)的特性，如在圖9中表示的那樣。在此將這些特征參量的作用換算為模 型參數(shù)向量9 ,中的至少一個(gè)模型參數(shù)并且如果可能也換算為有效性函數(shù)〇 /或換算 為至少一個(gè)輸入?yún)⒘縳(k)，由此實(shí)現(xiàn)非線性電池模型的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的匹配。同時(shí)可以 借助于這樣的補(bǔ)充的電池模型通過(guò)由此導(dǎo)出的對(duì)于荷電狀態(tài)SoC的觀測(cè)器如上所述地也 根據(jù)當(dāng)前老化狀態(tài)SoH確定荷電狀態(tài)SoC。以下這應(yīng)以上述例子闡明。
[0046] 通過(guò)局部模型網(wǎng)絡(luò)LMN的局部線性模型LMi的可解讀性，可以相應(yīng)地改變模型參 數(shù)，例如[a^，au, 2, . . .，au,n，h,。，b^，. . . b^，bT>1，bs。^，C。]，所述模型參數(shù)確定狀態(tài)空間 模型12中的模型參數(shù)向量或系統(tǒng)矩陣A i，以便在電池模型中考慮電池10的老化。同 樣也可以改變局部模型網(wǎng)絡(luò)LMN的輸入?yún)⒘縳(k)或狀態(tài)空間模型12中的狀態(tài)參量。
[0047] 以下示例性地給出如下考慮用于老化狀態(tài)SoH的特征參量（n)的可能性：
[0048] _內(nèi)阻的匹配：通過(guò)模型參數(shù)可以直接影響電池10的內(nèi)阻R，該模型參數(shù)與當(dāng) 前電流l(k)關(guān)聯(lián)并且該模型參數(shù)在輸出參量U(k)中具有電阻的特征。因此可以例如按照 特征參量R akt/Rinit標(biāo)定模型參數(shù)b n
[0049] -靜態(tài)增益的匹配：通過(guò)配置給輸入?yún)⒘康哪Ｐ蛥?shù)bu，. . .b^，bT>1，匕^或者 直接通過(guò)輸入?yún)⒘靠梢云ヅ鋫鬟f函數(shù)的靜態(tài)增益（作為輸入與輸出的商）。
[0050] -在有關(guān)的SoC模型中容量的匹配：用于SoC的觀測(cè)器通過(guò)以 &cu)=義an.H_ f/(幻形式的有關(guān)的SoC模型考慮在電流與SoC之間的關(guān)系。在此， 通過(guò)容量匕的匹配或標(biāo)定可以考慮容量由于老化的變化。在此，標(biāo)定可以根據(jù)特征參量、 例如Cakt/Cinit實(shí)現(xiàn)，必要時(shí)考慮當(dāng)前SoC。
[0051] -特征參量、例如Cakt/Cini^以用于標(biāo)定系統(tǒng)的輸入信號(hào)（或者在狀態(tài)空間模型中 的狀態(tài)）。例如以電池模型中或狀態(tài)空間模型12中例如通過(guò)模型參數(shù)的SoC校正的形式。 標(biāo)定在此可以根據(jù)特征參量例如C akt/Cinit實(shí)現(xiàn)，例如通過(guò)S〇Cn_= S〇C*C init/Cakt，其中，SoC 是評(píng)估的SoC，而SoCn_是標(biāo)定和反饋的SoC。
[0052] -特征參量例如Cakt/Cini；^以用于通過(guò)模型參數(shù)b 校正局部線性模型 LMi的傳遞函數(shù)的靜態(tài)增益1^和電池電流，例如通過(guò)Ki，norm = lCCakt/Cinit，其中，&是由 模型產(chǎn)生的靜態(tài)增益，而是標(biāo)定的增益。
[0053] 在得知或預(yù)定特征參量時(shí)，因此可以使得非線性電池模型LMN或狀態(tài)空間模型12 并因此SoC的評(píng)估匹配于當(dāng)前老化狀態(tài)。根據(jù)特征參量的標(biāo)定的具體類(lèi)型在此不是決定性 的，而是自然具有多種可能，如被標(biāo)定那樣。
[0054] 用于老化狀態(tài)SoH的特征參量、亦即例如容量Cakt或內(nèi)阻Rakt但是通常不是直接可 測(cè)量的并因此不是已知的。該特征參量或者與之關(guān)聯(lián)的老化狀態(tài)SoH因此應(yīng)通過(guò)非線性觀 測(cè)器共同評(píng)估。上述非線性觀測(cè)器13因此現(xiàn)在擴(kuò)展老化狀態(tài)SoH或其特征參量的評(píng)估。
[0055] 該組合的SoC/SoH觀測(cè)器基于以局部模型網(wǎng)絡(luò)LMN或由此導(dǎo)出的擴(kuò)展的狀態(tài)空間 模型12形式的擴(kuò)展的非線性電池模型。特征參量例如C akt、Cakt/Cinit、Rakt或Rakt/R ini在此 如上所述地直接或間接影響該狀態(tài)空間模型的輸入?yún)⒘亢?或模型參數(shù)。
[0056] 在組合的SoC/SoH觀測(cè)器的架構(gòu)的選擇中，可以在對(duì)于SoC和SoH的完全觀測(cè)器 與級(jí)聯(lián)的觀測(cè)器之間進(jìn)行區(qū)分。
[0057] 在完整的觀測(cè)器的情況下，同時(shí)評(píng)估SoC和SoH(或者用于老化狀態(tài)SoH的特征參 量）。重要的一點(diǎn)在此是考慮對(duì)于SoC和SoH的觀測(cè)的不同時(shí)間常數(shù)，因?yàn)镾oH通常比SoC 更緩慢地變化。
[0058] 在級(jí)聯(lián)的觀測(cè)器的情況下有內(nèi)部觀測(cè)器（環(huán)），該觀測(cè)器的目的在于盡可能準(zhǔn)確 地確定SoC并且該觀測(cè)器如上所述。在內(nèi)部觀測(cè)器13上建立的外部觀測(cè)器14那么是用于 SoH特征參量的上級(jí)的評(píng)估器，如圖10所示。級(jí)聯(lián)的觀測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)在于，已經(jīng)間接地通過(guò)架 構(gòu)考慮用于所述兩個(gè)觀測(cè)器的不同時(shí)間常數(shù)。SoH評(píng)估器可以通過(guò)在內(nèi)部和外部觀測(cè)器中 的分離因此也以顯著較小的采樣時(shí)間運(yùn)行。級(jí)聯(lián)的觀測(cè)器因此變得優(yōu)選。
[0059] 在圖10中以級(jí)聯(lián)的實(shí)施方案給圖5中的觀測(cè)器補(bǔ)充一個(gè)用于老化狀態(tài)SoH或?yàn)?此的特征參量如（在此例如C akt)的觀測(cè)器14。又設(shè)有所確定的擴(kuò)展的狀態(tài)空間模型12-一 其補(bǔ)充了上述用于老化狀態(tài)SoH的特征參量的考慮一一以及用于荷電狀態(tài)SoC的非線性觀 測(cè)器13。在此添加用于評(píng)估老化狀