AT525786B1 - Method for generating a virtual prototype of a vehicle battery - Google Patents

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AT525786B1 ATA51015/2021A AT510152021A AT525786B1 AT 525786 B1 AT525786 B1 AT 525786B1 AT 510152021 A AT510152021 A AT 510152021A AT 525786 B1 AT525786 B1 AT 525786B1
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Abstract

Computer-Implementiertes Verfahren (S0) zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie auf der Grundlage von Daten aus Straßenmessungen, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 und 10, folgende Arbeitsschritte aufweisend: S1) Erfassen von Werten von Messgrößen einer Messfahrt, umfassend einen Wert einer Klemmenspannung; S2) Simulieren der Fahrzeugbatterie mittels eines Fahrzeugbatteriemodells (M), wobei in das Fahrzeugbatteriemodell (M) Batterieparameter, umfassend eine Leerlaufspannung (32), eine Ladungskapazität beim Entladen, ein Innenwiderstand (33) beim Entladen, einen RC-Widerstand (34) beim Entladen und eine RC-Kapazität (35) beim Entladen eingehen, wobei wenigstens Werte der Klemmenspannung (38) als Zielgröße ausgegeben werden; S3) Vergleichen des wenigstens einen Werts der in Arbeitsschritt S1 erfassten Klemmenspannung (38) mit den Werten der in Arbeitsschritt S3 simulierten Klemmenspannung (38); S4) Anpassen des Fahrzeugbatteriemodells (M), um die simulierte Klemmenspannung (38) der auf der Grundlage der Straßenmessungen berechneten Klemmenspannung (38) durch Veränderung der Werte der Batterieparameter, anzugleichen; und S5) Ausgeben von Werten für die Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells (M); wobei die Arbeitsschritte S2 bis S4 wiederholt werden, bis eine Abbruchbedingung erreicht wird.Computer-implemented method (S0) for generating a virtual prototype of a vehicle battery based on data from road measurements, in particular according to one of claims 9 and 10, comprising the following work steps: S1) Detecting values of measured variables of a measurement trip, comprising a value of a terminal voltage ; S2) Simulating the vehicle battery using a vehicle battery model (M), wherein in the vehicle battery model (M) battery parameters comprising an open-circuit voltage (32), a charge capacity during discharging, an internal resistance (33) during discharging, an RC resistor (34) during discharging and an RC capacitance (35) is received during discharging, at least values of the terminal voltage (38) being output as a target variable; S3) comparing the at least one value of the terminal voltage (38) recorded in step S1 with the values of the terminal voltage (38) simulated in step S3; S4) adjusting the vehicle battery model (M) to equalize the simulated terminal voltage (38) with the terminal voltage (38) calculated based on the road measurements by changing the values of the battery parameters; and S5) outputting values for the battery parameters of the vehicle battery model (M); wherein steps S2 to S4 are repeated until a termination condition is reached.

Description

BeschreibungDescription

VERFAHREN ZUM ERZEUGEN EINES VIRTUELLEN PROTOTYPS EINER FAHRZEUGBATTERIE METHOD FOR GENERATING A VIRTUAL PROTOTYPE OF A VEHICLE BATTERY

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie auf der Grundlage von Daten aus Straßenmessungen. The invention relates to a method for generating a virtual prototype of a vehicle battery based on data from road measurements.

[0002] Fahrzeugbatterien werden in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zur Energieversorgung des Antriebsstrangs verwendet. Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das elektrische Verhalten von Fahrzeugbatterien auf Basis physikalischer Daten zu anaIysieren. Vehicle batteries are used in electrically powered vehicles or hybrid vehicles to supply energy to the drive train. It is known from the prior art to analyze the electrical behavior of vehicle batteries based on physical data.

[0003] Um das elektrische Verhalten von Fahrzeugbatterien zu analysieren, und dies möglichst in allen relevanten Betriebszuständen, Fahrmanövern und Straßen sowie Umweltbedingungen, ist eine große Anzahl an zurückgelegten Testfahrkilometern zu bewältigen. In order to analyze the electrical behavior of vehicle batteries, and if possible in all relevant operating states, driving maneuvers and roads as well as environmental conditions, a large number of test driving kilometers must be covered.

[0004] Darüber hinaus können solche realen Testfahrten nicht schon während der Batterieentwicklung, sondern erst in einem späten Entwicklungsstadium der Fahrzeugbatterien durchgeführt werden. Aus dem Stand der Technik ist die Möglichkeit virtuelle Testfahrten mit Fahrzeug-Simulationstools durchzuführen grundsätzlich bekannt. Diese Fahrzeug-Simulationstools benötigen jedoch wiederum einen virtuellen Prototypen der Fahrzeugbatterie. [0004] In addition, such real test drives cannot be carried out during battery development, but only at a late stage of development of the vehicle batteries. The possibility of carrying out virtual test drives using vehicle simulation tools is generally known from the prior art. However, these vehicle simulation tools again require a virtual prototype of the vehicle battery.

[0005] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, virtuelle Prototypen einer Fahrzeugbatterie bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, das Erzeugen von virtuellen Prototypen der Fahrzeugbatterie möglichst weitgehend zu automatisieren. It is an object of the invention to provide virtual prototypes of a vehicle battery. In particular, it is an object of the invention to automate the creation of virtual prototypes of the vehicle battery as much as possible.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht. [0006] This task is solved by teaching the independent claims. Advantageous embodiments are claimed in the dependent claims.

[0007] Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Computer-Implementiertes Verfahren zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie auf der Grundlage von Daten von StraBenmessungen, folgende Arbeitsschritte aufweisend: A first aspect of the invention relates to a computer-implemented method for generating a virtual prototype of a vehicle battery based on data from road measurements, comprising the following steps:

* Erfassen von Werten von Messgrößen einer Messfahrt, umfassend einen Wert einer Klemmenspannung; * Detecting values of measured variables of a measurement trip, comprising a value of a terminal voltage;

* Simulieren der Fahrzeugbatterie mittels eines Fahrzeugbatteriemodells, wobei in das Fahrzeugbatteriemodell Batterieparameter, umfassend eine Leerlaufspannung, eine Ladungskapazität beim Entladen, einen Innenwiderstand beim Entladen, einen RC-Widerstand beim Entladen und eine RC-Kapazität beim Entladen eingehen, * Simulating the vehicle battery using a vehicle battery model, wherein the vehicle battery model includes battery parameters comprising an open-circuit voltage, a charge capacity when discharging, an internal resistance when discharging, an RC resistance when discharging and an RC capacity when discharging,

wobei wenigstens Werte der Klemmenspannung als Zielgröße ausgegeben werden; whereby at least values of the terminal voltage are output as target variables;

* Vergleichen des wenigstens einen Werts der auf der Grundlage der Straßenmessung berechneten Klemmenspannung mit den Werten der mittels des Fahrzeugbatteriemodells simulierten Klemmenspannung; * Comparing the at least one value of the terminal voltage calculated based on the road measurement with the values of the terminal voltage simulated using the vehicle battery model;

* Anpassen des Fahrzeugbatteriemodells, um die simulierte Klemmenspannung der auf der Grundlage der Straßenmessung berechneten Klemmenspannung durch Verändern um die Werte der Batterieparameter anzugleichen; und * Adjust the vehicle battery model to make the simulated terminal voltage equal to the terminal voltage calculated based on the road measurement by changing the values of the battery parameters; and

* Ausgeben von Werten für die Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells; * Output values for vehicle battery model battery parameters;

wobei die Arbeitsschritte des Simulierens, des Vergleichens und des Anpassens solange wiederholt werden, bis eine Abbruchbedingung erreicht wird. whereby the work steps of simulating, comparing and adapting are repeated until a termination condition is reached.

[0008] Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie auf der Grundlage von Daten aus Straßenmessungen, welches Mittel aufweist zum Parametrieren eines Fahrzeugbatteriemodells des virtuellen Prototyps, welches Batterieparameter aufweist, wobei die Mittel zum Parametrieren eingerichtet sind, durch insbesondere kaskadierte Software-in-the-Loop-Simulation auf der Grundlage von Messwerten der Straßenmessung die Werte der Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells in Simulations-A second aspect of the invention relates to a system for generating a virtual prototype of a vehicle battery based on data from road measurements, which has means for parameterizing a vehicle battery model of the virtual prototype, which has battery parameters, the means being set up for parameterization in particular, cascaded software-in-the-loop simulation based on measured values from road measurement, the values of the battery parameters of the vehicle battery model in simulation

schleifen, in welchen elektrische Parameter des Fahrzeugbatteriemodells optimiert werden, getrennt nach bestimmten Kriterien, die sich aus dem Batteriezustand ableiten, durch Abgleich von simulierten Parameterwerten mit anhand der StraBßenmessungen berechneten Parameterwerten zu ermitteln. loops in which electrical parameters of the vehicle battery model are optimized, separately according to certain criteria that are derived from the battery condition, by comparing simulated parameter values with parameter values calculated based on the road measurements.

[0009] Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie auf der Grundlage von Daten aus Straßenmessungen, welches Mittel zum Parametrieren aufweist, wobei die Mittel zum Parametrieren umfassen: A third aspect of the invention relates to a system for generating a virtual prototype of a vehicle battery based on data from road measurements, which has means for parameterization, the means for parameterization comprising:

* Mittel zum Berechnen wenigstens eines Wertes für eine Klemmenspannung auf der Grundlage von während einer Messfahrt aufgenommenen Werten von Messgrößen; * Means for calculating at least one value for a terminal voltage based on values of measured variables recorded during a measurement run;

» Mittel zum Simulieren der Fahrzeugbatterie mittels eines Fahrzeugbatteriemodells, wobei in das Fahrzeugbatteriemodell eingehen, » Means for simulating the vehicle battery using a vehicle battery model, whereby the vehicle battery model includes,

o Ladungskapazität; o cargo capacity;

o Innenwiderstand, insbesondere Innenwiderstand während des Ladens und Innenwiderstand während des Entladens; o Internal resistance, especially internal resistance during charging and internal resistance during discharging;

o RC-Widerstand, insbesondere RC-Widerstand während des Ladens und RC-Widerstand während des Entladens; o RC resistance, especially RC resistance during charging and RC resistance during discharging;

o RC-Kapazität, insbesondere RC-Kapazität während des Ladens und RC- Kapazität während des Entladens; o RC capacity, especially RC capacity during charging and RC capacity during discharging;

wobei wenigstens Werte der Klemmenspannung als Zielgröße ausgegeben werden; whereby at least values of the terminal voltage are output as target variables;

* Mittel zum Vergleichen des wenigstens einen Werts des auf der Grundlage der Straßenmessung berechneten Klemmenspannung mit den Werten des simulierten Kliemmenspannung; * means for comparing the at least one value of the terminal voltage calculated based on the road measurement with the values of the simulated terminal voltage;

* Mittel zum Anpassen des Fahrzeugbatteriemodells, um die simulierte Klemmenspannung der auf der Grundlage der Straßenmessung berechneten Klemmenspannung durch Veränderung der Werte der Batterieparameter anzugleichen; und * Means for adjusting the vehicle battery model to equalize the simulated terminal voltage with the terminal voltage calculated based on the road measurement by changing the values of the battery parameters; and

* eine Schnittstelle zum Ausgeben von Werten für Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells; * an interface for outputting values for battery parameters of the vehicle battery model;

wobei die Mittel zum Parametrieren eingerichtet sind, das Fahrzeugbatteriemodell so lange anzupassen, bis eine Abbruchbedingung erreicht ist. wherein the means for parameterization are set up to adapt the vehicle battery model until a termination condition is reached.

[0010] Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Analysieren einer Fahrzeugbatterie, wobei die Fahrzeugbatterie mittels eines virtuellen Prototyps der Fahrzeugbatterie simuliert wird, welche mittels eines Verfahrens zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps auf der Grundlage von Straßenmessung erzeugt ist. A fourth aspect of the invention relates to a method for analyzing a vehicle battery, wherein the vehicle battery is simulated using a virtual prototype of the vehicle battery, which is generated using a method for generating a virtual prototype based on road measurement.

[0011] Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm und ein Speichermedium, welche Anweisungen aufweisen, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Further aspects of the invention relate to a computer program and a storage medium which have instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out a method according to the invention.

[0012] Eine Straßenmessung im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Feldmessung, d.h. eine Messung, welche in einem realen Fahrbetrieb des Fahrzeugs stattfindet. A road measurement in the sense of the invention is preferably a field measurement, i.e. a measurement which takes place during real driving operation of the vehicle.

[0013] Eine Software-in-the-Loop-Simulation im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Simulation, bei welcher ein durch Software beschriebenes Bauteil in einer virtuellen Modellwelt getestet wird. A software-in-the-loop simulation in the sense of the invention is preferably a simulation in which a component described by software is tested in a virtual model world.

[0014] Ein Batterieparameter im Sinne der Erfindung stellt vorzugsweise eine Eigenschaft einer Fahrzeugbatterie dar. Insbesondere ist ein Batterieparameter in Fahrzeugbatterien eine Eigenschaft, mit der das Verhalten der Fahrzeugbatterie bei Ladezustandsänderungen (beim Laden oder Entladen), aber auch wenn kein Batteriestrom fließt, beschrieben wird. Batterieparameter ergeben sich weiter vorzugsweise aus der Schaltung der Batteriekomponenten. Vorzugsweise charakterisieren diese den Effekt einer elektrischen Energieaufnahme von der Fahrzeugbatterie und/oder den Effekt einer elektrischen Energieabgabe an die Fahrzeugbatterie, welche beispielsweise jeweils bei einem Beschleunigungsvorgang oder einer Rekuperationsbremsung stattfinden können. Weiter vorzugsweise kann diese Abhängigkeit als Funktion oder Kennfeld hinterlegt sein. A battery parameter in the context of the invention preferably represents a property of a vehicle battery. In particular, a battery parameter in vehicle batteries is a property with which the behavior of the vehicle battery is described when the charge state changes (when charging or discharging), but also when no battery current is flowing . Battery parameters preferably result from the circuitry of the battery components. These preferably characterize the effect of an electrical energy intake from the vehicle battery and/or the effect of an electrical energy output to the vehicle battery, which can take place, for example, during an acceleration process or a recuperation braking. More preferably, this dependency can be stored as a function or characteristic map.

[0015] Eine Klemmenspannung im Sinne der Erfindung gibt vorzugsweise eine, insbesondere gemittelte oder gefilterte, Ausgangsspannung an den Klemmen der Fahrzeugbatterie an. A terminal voltage in the sense of the invention preferably indicates an, in particular averaged or filtered, output voltage at the terminals of the vehicle battery.

[0016] Eine Leerlaufspannung im Sinne der Erfindung gibt vorzugsweise eine, insbesondere gemittelte oder gefilterte, Spannung an den Klemmen der Fahrzeugbatterie, wenn kein Laststrom fließt, an. An idle voltage in the context of the invention preferably indicates a voltage, in particular an averaged or filtered voltage, at the terminals of the vehicle battery when no load current is flowing.

[0017] Eine Ladungskapazität im Sinne der Erfindung gibt vorzugsweise eine, insbesondere gemittelte oder gefilterte, Kapazität der Fahrzeugbatterie in Ah oder Wh an, wobei die Ladungskapazität beim Laden den noch nicht geladenen Anteil der Gesamtkapazität bedeutet und Ladungskapazität beim Entladen den noch nicht entladenen Anteil der Gesamtkapazität der Fahrzeugbatterie bedeutet. A charge capacity in the sense of the invention preferably indicates a, in particular averaged or filtered, capacity of the vehicle battery in Ah or Wh, whereby the charge capacity during charging means the proportion of the total capacity that has not yet been charged and the charge capacity during discharging means the proportion of the total capacity that has not yet been discharged Total capacity of the vehicle battery means.

[0018] Ein Innenwiderstand im Sinne der Erfindung gibt vorzugsweise einen vom Ladungszustand und der Batterietemperatur abhängigen Widerstand der Schaltung der Fahrzeugbatterie an. Der Innenwiderstand, wenn die Fahrzeugbatterie geladen wird ist grundsätzlich unterschiedlich vom Innenwiederstand, wenn die Fahrzeugbatterie entladen wird. An internal resistance in the sense of the invention preferably indicates a resistance of the circuit of the vehicle battery that is dependent on the state of charge and the battery temperature. The internal resistance when the vehicle battery is being charged is fundamentally different from the internal resistance when the vehicle battery is being discharged.

[0019] Ein RC-Widerstand im Sinne der Erfindung gibt vorzugsweise einen Widerstand eines in Reihe mit dem Innenwiderstand geschalteten RC-Glieds der Fahrzeugbatterie an. An RC resistor in the context of the invention preferably indicates a resistance of an RC element of the vehicle battery connected in series with the internal resistance.

[0020] Eine RC-Kapazität im Sinne der Erfindung bezeichnet vorzugsweise eine Kapazität eines in Reihe mit dem Innenwiderstand geschalteten RC-Glieds der Fahrzeugbatterie. An RC capacity in the sense of the invention preferably refers to a capacity of an RC element of the vehicle battery connected in series with the internal resistance.

[0021] Die Erfindung beruht auf dem Ansatz, Batterieparameter der Fahrzeugbatterie durch ein iteratives Simulationsverfahren für einen virtuellen Prototyp bestimmen zu können. Auf diese Weise kann das elektrische Lade- und Entladeverhalten der Fahrzeugbatterie simuliert werden, ohne dass hierfür weitere Testfahrten mit einem Testfahrzeug erforderlich sind. Die Fahrzeugbatteriemodell-Erstellung kann auf diese Weise mit wenig Aufwand, in kurzer Zeit und mit hoher belegbarer Qualität erfolgen. Dabei kann das Verhalten der Klemmenspannung in Abhängigkeit des Batteriezustands besonders zutreffend simuliert werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine automatische Erstellung des Fahrzeugbatteriemodells aufgrund der Messdaten aus Straßenmessungen erfolgen. The invention is based on the approach of being able to determine battery parameters of the vehicle battery using an iterative simulation method for a virtual prototype. In this way, the electrical charging and discharging behavior of the vehicle battery can be simulated without the need for further test drives with a test vehicle. In this way, the vehicle battery model can be created with little effort, in a short time and with high verifiable quality. The behavior of the terminal voltage can be simulated particularly accurately depending on the battery condition. The method according to the invention allows the vehicle battery model to be created automatically based on the measurement data from road measurements.

[0022] Vorzugsweise ist bei dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt vorgesehen, dass in das Fahrzeugbatteriemodell ferner die Batterieparameter einer Ladungskapazität beim Laden, eines Innenwiderstands beim Laden, eines RC-Widerstands beim Laden und einer RC-Kapazität beim Laden eingehen. [0022] Preferably, in the method according to the first aspect it is provided that the battery parameters of a charge capacity during charging, an internal resistance during charging, an RC resistance during charging and an RC capacity during charging are also included in the vehicle battery model.

[0023] Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass in das Fahrzeugbatteriemodell ferner die Batterieparameter einer Ladungskapazität ohne Stromfluss, eines Innenwiderstands ohne Stromfluss, eines RC-Widerstands ohne Stromfluss und einer RC-Kapazität ohne Stromfluss eingehen. [0023] More preferably, it can be provided that the battery parameters of a charge capacity without current flow, an internal resistance without current flow, an RC resistance without current flow and an RC capacity without current flow can also be included in the vehicle battery model.

[0024] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ferner ein Ladungszustand der Fahrzeugbatterie in Modellparameter des Fahrzeugbatteriemodells eingeht. In particular, it can be provided that a state of charge of the vehicle battery is also included in model parameters of the vehicle battery model.

[0025] Modellparameter sind Parameter, von denen das Fahrzeugbatteriemodell abhängig ist. Insbesondere können Batterieparameter, die in das Fahrzeugbatteriemodell eingehen, von den Modellparametern abhängig sein. Model parameters are parameters on which the vehicle battery model depends. In particular, battery parameters that are included in the vehicle battery model can be dependent on the model parameters.

[0026] In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass ferner eine Batterietemperatur in Modellparameter des Fahrzeugbatteriemodell eingeht. In an advantageous development of the invention it can be provided that a battery temperature is also included in model parameters of the vehicle battery model.

[0027] In einer weiteren Vorteilhaften Ausgestaltung ist bei dem Verfahren vorgesehen, dass das Verfahren ferner den Schritt umfasst: Erkennen von wenigstens einem Last-Event in den Werten von Messgrößen; und Beschränken der Werte von Messgrößen auf solche, die in wenigstens einem Wertebereich um das wenigstens eine Last-Event herum liegen. [0027] In a further advantageous embodiment, the method provides that the method further comprises the step: recognizing at least one load event in the values of measured variables; and limiting the values of measured variables to those that lie in at least a range of values around the at least one load event.

[0028] Ein Last-Event im Sinne der Erfindung ist ein Event mit spezifiziert hoher Belastung der Fahrzeugbatterie. Dies sind insbesondere Events starker Beschleunigung, während derer in einem kurzen Zeitraum eine hohe Last von der Batterie angefordert wird oder ein Event starker Verzögerung während dessen eine Rekuperationsbremse Bewegungsenergie des Fahrzeugs in A load event in the sense of the invention is an event with a specified high load on the vehicle battery. These are in particular events of strong acceleration, during which a high load is requested from the battery in a short period of time, or an event of strong deceleration during which a recuperation brake uses the vehicle's kinetic energy

elektrische Energie in die Fahrzeugbatterie rekuperiert. Auch beispielsweise längere Bergauffahrten und/oder Bergabfahrten weisen im Mittel eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von Last-Events auf. electrical energy is recuperated into the vehicle battery. Longer uphill journeys and/or downhill journeys, for example, also have an increased probability of load events on average.

[0029] Weiter vorzugsweise ist bei dem Schritt des Simulierens der Fahrzeugbatterie vorgesehen, dass ein physikalischer Parameter der Zell-Struktur in das Fahrzeugbatteriemodell eingeht. [0029] Further preferably, in the step of simulating the vehicle battery, it is provided that a physical parameter of the cell structure is included in the vehicle battery model.

[0030] Fahrzeugbatterien sind häufig modular aufgebaut. Die kleinsten Einheiten einer Fahrzeugbatterie sind einzelne Zellen. Werden mehrere Zellen in Serie geschaltet, erhält man einen „Strang“ (oder auch String). Eine Parallelschaltung von mehreren Strängen (Strings) wird als „Modul“ bezeichnet. Werden mehrere Module miteinander zu einer Parallelschaltung oder Serienschaltung oder einer Mischung daraus kombiniert, nennt man diese ein „Pack“. Bei Kenntnis der Zell-Struktur der Fahrzeugbatterie, also insbesondere der Anzahl der Zellen in Serie und paralle| eines Packs der Fahrzeugbatterie, lässt sich die Simulation an die Größe der Batterie anpassen. Vehicle batteries often have a modular structure. The smallest units of a vehicle battery are individual cells. If several cells are connected in series, you get a “strand” (or string). A parallel connection of several strands is called a “module”. If several modules are combined with each other in a parallel connection or series connection or a mixture thereof, this is called a “pack”. Knowing the cell structure of the vehicle battery, especially the number of cells in series and parallel of a vehicle battery pack, the simulation can be adapted to the size of the battery.

[0031] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist bzw. entspricht die Abbruchbedingung dem Erreichen eines, insbesondere lokalen oder absoluten, Minimums einer Abweichung zwischen der simulierten Klemmenspannung und der gemessenen Klemmenspannung und/oder dem Erreichen eines Grenzwertes der simulierten Klemmenspannung, insbesondere wenn die simulierte Klemmenspannung sich nur noch infinitesimal ändert. In a further advantageous embodiment of the method, the termination condition is or corresponds to the achievement of a, in particular local or absolute, minimum of a deviation between the simulated terminal voltage and the measured terminal voltage and/or the achievement of a limit value of the simulated terminal voltage, in particular if the simulated terminal voltage only changes infinitesimally.

[0032] Durch diese Art von Abbruchbedingungen kann eine besonders realitätsgetreue und aufwandsoptimierte Darstellung durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht werden. This type of termination conditions allows a particularly realistic and effort-optimized representation to be achieved using the method according to the invention.

[0033] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens sind die aufgenommenen Messgrößen aus der folgenden Gruppe an Messgrößen ausgewählt: In a further advantageous embodiment of the method, the measured variables recorded are selected from the following group of measured variables:

* Batteriestrom, Klemmenspannung, Fahrzeugbatterieladezustand, Niedrigste Zelltemperatur, höchste Zelltemperatur. * Battery Current, Terminal Voltage, Vehicle Battery State of Charge, Lowest Cell Temperature, Highest Cell Temperature.

Die Zelltemperatur ist die an einer Zelle der Fahrzeugbatterie gemessene Temperatur. Aus einer oder mehreren Zelltemperaturen kann dabei die Batterietemperatur abgeschätzt werden. Beispielsweise kann der Mittelwert aus der höchsten und der niedrigsten gemessenen Zelltemperatur als Wert der Temperatur der Fahrzeugbatterie angenommen werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Temperatur einer Kühlflüssigkeit, die zum Kühlen der Fahrzeugbatterie verwendet wird, als Näherungswert der Temperatur der Fahrzeugbatterie zu nutzen. The cell temperature is the temperature measured on a cell of the vehicle battery. The battery temperature can be estimated from one or more cell temperatures. For example, the average of the highest and lowest measured cell temperatures can be taken as the value of the temperature of the vehicle battery. Another possibility is to use the temperature of a coolant used to cool the vehicle battery as an approximation of the temperature of the vehicle battery.

[0034] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden während der Messfahrt in Abhängigkeit der Zielgröße vorzugsweise folgende Fahrmanöver durchgeführt: In a further advantageous embodiment of the method, the following driving maneuvers are preferably carried out during the measurement drive depending on the target variable:

* Tipln, TipQut, Volllastbeschleunigung, Teillastbeschleunigung, Rekuperationsbremsung, Bergauffahrt und Bergabfahrt. Die Bergauffahrt und die Bergabfahrt wird jeweils insbesondere über einen Zeitraum von wenigstens 30 Sekunden, vorzugsweise von wenigstens 10 Sekunden durchgeführt. * Tipln, TipQut, full load acceleration, partial load acceleration, recuperation braking, uphill driving and downhill driving. The uphill journey and the downhill journey are each carried out in particular over a period of at least 30 seconds, preferably at least 10 seconds.

[0035] Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung in Bezug auf die Figuren. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch: Further features and advantages result from the description in relation to the figures. It shows at least partially schematically:

[0036] Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps eines Fahrzeugs; [0036] FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a method for generating a virtual prototype of a vehicle;

[0037] Figur 2 den Aufbau eines Hochvolt-Akkus; [0037] Figure 2 shows the structure of a high-voltage battery;

[0038] Figur3 ein Schaltbild eines elektrischen Ersatzmodells zur Simulation einer Fahrzeugbatterie; und Figure 3 shows a circuit diagram of an electrical replacement model for simulating a vehicle battery; and

[0039] Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines Systems zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps eines Fahrzeugs. 4 shows an exemplary embodiment of a system for generating a virtual prototype of a vehicle.

[0040] Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens SO zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie eines Fahrzeugs 1 auf der Grundlage von Daten von Straßenmessungen. 1 shows an exemplary embodiment of a method SO for generating a virtual prototype of a vehicle battery of a vehicle 1 based on data from road measurements.

[0041] Für die Straßenmessung werden vorzugsweise Messfahren mit einem zumindest teil-[0041] For road measurements, measurement drives are preferably carried out with an at least partial

weise elektrisch angetriebenen Fahrzeug 1 auf Fahrwegen 2, insbesondere Straßen, durchgeführt. wise electrically driven vehicle 1 on routes 2, in particular roads.

[0042] Im Einzelnen werden in einem ersten Arbeitsschritt S1 Werte von Messgrößen einer Messfahrt erfasst. Dies kann zum einen über eine Datenschnittstelle erfolgen, aber auch direkt durch deren Sensoren während der Messfahrt ausgeführt werden. [0042] In detail, in a first step S1, values of measured variables from a measurement run are recorded. This can be done via a data interface, but can also be carried out directly by its sensors during the measurement journey.

[0043] Während einer Messfahrt werden dabei, ebenfalls in Abhängigkeit des zu bestimmenden elektrischen Parameters, beispielsweise folgende Fahrmanöver durchgeführt: During a test drive, the following driving maneuvers are carried out, also depending on the electrical parameter to be determined:

* Tipln, TipQut, Volllastbeschleunigung, Teillastbeschleunigung, Rekuperationsbremsung; Bergauffahrt, Bergabfahrt, wobei die Bergauffahrt und die Bergabfahrt insbesondere über einen Zeitraum von wenigstens mehreren Minuten, vorzugsweise über einen Zeitraum von wenigstens 10 Sekunden und besonders bevorzugt über einen Zeitraum von wenigstens 30 Sekunden durchgeführt werden. * Tipln, TipQut, full load acceleration, partial load acceleration, recuperation braking; Uphill driving, downhill driving, the uphill driving and the downhill driving being carried out in particular over a period of at least several minutes, preferably over a period of at least 10 seconds and particularly preferably over a period of at least 30 seconds.

[0044] Diese Fahrmanöver werden vorzugsweise wiederholt durchgeführt, so dass jedes der Manöver für verschiedene Ladungszustände und besonders bevorzugt auch für verschiedene Batterietemperaturen durchgeführt wird. These driving maneuvers are preferably carried out repeatedly, so that each of the maneuvers is carried out for different charge states and particularly preferably also for different battery temperatures.

[0045] Die erfassten Messgrößen in dem ersten Arbeitsschritt S1 werden vorzugsweise aus der folgenden Gruppe an Messgruppen ausgewählt: The measured variables recorded in the first step S1 are preferably selected from the following group of measurement groups:

* Batteriestrom, Klemmenspannung, Batterieladezustand, Niedrigste Zelltemperatur und höchste Zelltemperatur. * Battery Current, Terminal Voltage, Battery State of Charge, Lowest Cell Temperature and Highest Cell Temperature.

Insbesondere kann die Auswahl auch alle der genannten Parameter umfassen. In particular, the selection can also include all of the parameters mentioned.

[0046] In einem nachfolgenden optionalen Schritt S1a werden die erfassten Messwerte kategorisiert, beispielsweise nach Batterietemperatur und Ladungszustand. Das bedeutet, dass Messwerte, die beispielsweise bei einer ähnlichen Batterietemperatur aufgenommen wurde, einer gleichen Kategorie zugeordnet werden. Eine Kategorisierung der Messwerte nach Batterietemperatur kann insbesondere in Schritten von 5 °C oder in Schritten von 10 °C erfolgen. In diesem Beispiel könnten alle Messwerte, die bei einer Batterietemperatur zwischen 20°C und 25°C aufgenommen wurden in eine gleiche Kategorie fallen. In entsprechender Weise können Messwerte nach einem Ladungszustand kategorisiert werden. Insbesondere kann eine Kategorisierung der Messwerte nach einem Ladungszustand in Schritten von 5% der Gesamtladungskapazität erfolgen. [0046] In a subsequent optional step S1a, the recorded measured values are categorized, for example according to battery temperature and state of charge. This means that measurements taken, for example, at a similar battery temperature are assigned to the same category. The measured values can be categorized according to battery temperature in particular in steps of 5 °C or in steps of 10 °C. In this example, all measurements taken at a battery temperature between 20°C and 25°C could fall into the same category. In a corresponding manner, measured values can be categorized according to a charge state. In particular, the measured values can be categorized according to a charge state in steps of 5% of the total charge capacity.

[0047] In einem weiteren optionalen Schritt S1b werden die kategorisierten Messwerte entsprechend ihrer Kategorisierung aufgeteilt. Im genannten Beispiel könnten die Messwerte bei einer Kategorisierung nach Ladungszustand in Schritten von 5% in 20 Kategorien von Messwerten (05% Ladungszustand bis 95-100% Ladungszustand) aufgeteilt werden. Sofern die Messfahrt nicht über den gesamten Ladungszustand des Fahrzeugs erfolgte, ist die Anzahl der Kategorien entsprechend geringer. Hinsichtlich der Temperatur würde in gleicher Weise eine Anzahl von Kategorien entstehen. [0047] In a further optional step S1b, the categorized measured values are divided according to their categorization. In the example given, when categorizing by state of charge in 5% increments, the measured values could be divided into 20 categories of measured values (05% state of charge to 95-100% state of charge). If the test drive did not cover the entire charge level of the vehicle, the number of categories is correspondingly lower. Similarly, with regard to temperature, a number of categories would emerge.

[0048] Das Verfahren weist vorzugsweise eine Vielzahl von Simulationsschleifen 110a ...110n auf, welche vorzugsweise parallel zueinander durchgeführt werden, wobei die Anzahl an Schleifen durch die Kategorien wie beispielsweise Ladungszustand und/oder Temperatur sowie die Anzahl der Schritte je Kategorie definiert werden. Für jeden der Schritte der Kategorien kann eine Simulationsschleife durchgeführt. Die Anzahl der maximalen Simulationsschleifen entspricht damit dem Produkt aus der Anzahl der Schritte jeder der Kategorien miteinander. Bei beispielsweise zehn Schritten in der Kategorisierung nach Temperatur und 20 Schritten in der Kategorisierung nach Ladungszustand würden für eine Messfahrt somit maximal 200 Simulationsschleifen 110a, ..., 110n ausgeführt werden. The method preferably has a plurality of simulation loops 110a...110n, which are preferably carried out in parallel to one another, the number of loops being defined by the categories such as charge state and/or temperature as well as the number of steps per category. A simulation loop can be carried out for each of the steps of the categories. The number of maximum simulation loops corresponds to the product of the number of steps in each of the categories. For example, with ten steps in the categorization according to temperature and 20 steps in the categorization according to charge state, a maximum of 200 simulation loops 110a, ..., 110n would be carried out for one measurement run.

[0049] In den einzelnen Simulationsschleifen 110a, ..., 110n werden vorzugsweise elektrische Parameter des Fahrzeugbatteriemodells, wie beispielsweise eine Leerlaufspannung und jeweils für Situation des Ladens und des Entladens eine Ladungskapazität, ein Innenwiderstand, ein RCWiderstand und eine RC-Kapazität optimiert. Die ermittelten Batterieparameter werden nach je-[0049] In the individual simulation loops 110a, ..., 110n, electrical parameters of the vehicle battery model, such as an open-circuit voltage and, for each charging and discharging situation, a charge capacity, an internal resistance, an RC resistance and an RC capacity, are preferably optimized. The battery parameters determined are changed depending on

der Schleife ausgegeben, und mit ermittelten Batterieparametern aus anderen Schleifen kombiniert und schließlich in dem Fahrzeugbatteriemodell berücksichtigt. of the loop, and combined with determined battery parameters from other loops and finally taken into account in the vehicle battery model.

[0050] Im Detail wird zunächst in einem zweiten Arbeitsschritt S2 die Fahrzeugbatterie mit dem Fahrzeugbatteriemodell M simuliert. In das Fahrzeugbatteriemodell M gehen Batterieparameter und weitere physikalische Eigenschaften der Fahrzeugbatterie ein. Mithin hängt das Fahrzeugbatteriemodell M von diesen Größen ab. Die weiteren physikalischen Eigenschaften der Fahrzeugbatterie sind vorzugsweise die Batterietemperatur, und der Ladungszustand. Als Zielgröße dieser Simulation wird wenigstens ein Wert der Klemmenspannung ausgegeben. [0050] In detail, the vehicle battery is first simulated with the vehicle battery model M in a second step S2. Battery parameters and other physical properties of the vehicle battery are included in the vehicle battery model M. The vehicle battery model M therefore depends on these sizes. The other physical properties of the vehicle battery are preferably the battery temperature and the state of charge. At least one value of the terminal voltage is output as the target variable for this simulation.

[0051] In einem dritten Arbeitsschritt S3, welcher ebenfalls Teil der ersten Simulationsschleife 110a ist, wird der wenigstens eine in Arbeitsschritt S2 gemessene Werts der Klemmenspannung mit den Werten der in Arbeitsschritt S2 simulierten Klemmenspannung verglichen. In a third step S3, which is also part of the first simulation loop 110a, the at least one value of the terminal voltage measured in step S2 is compared with the values of the terminal voltage simulated in step S2.

[0052] In einem vierten Arbeitsschritt S4 wird das Fahrzeugbatteriemodell M angepasst, um zu erreichen, dass die Werte des simulierten Parameters Klemmenspannung möglichst gleich zu den in der Straßenmessung gemessenen Werten der Klemmenspannung sind. Hierfür werden vorzugsweise Werte der Batterieparameter angepasst. In a fourth step S4, the vehicle battery model M is adapted in order to ensure that the values of the simulated parameter terminal voltage are as equal as possible to the values of the terminal voltage measured in the road measurement. For this purpose, values of the battery parameters are preferably adjusted.

[0053] Die Arbeitsschritte S2 bis S4 werden für jeder der Simulationsschleifen 110a, ..., 110n werden hierbei solange wiederholt, bis eine Abbruchbedingung erreicht ist. Jede der Simulationsschleifen 110a, ..., 110n erzeugt hierbei lokale Batterieparameter entsprechend ihrer jeweiligen Kategorisierung. The work steps S2 to S4 are repeated for each of the simulation loops 110a, ..., 110n until a termination condition is reached. Each of the simulation loops 110a, ..., 110n generates local battery parameters according to their respective categorization.

[0054] Die Abbruchbedingung wird insbesondere durch ein Optimierungsproblem vorgegeben. Vorzugsweise ist die Abbruchbedingung dabei das Erreichen eines lokalen oder absoluten Minimums einer Abweichung zwischen der simulierten Klemmenspannung, im Fall der ersten Simulationsschleife 110 der Klemmenspannung, welche während des Entladens vorliegt, und der auf der Grundlage der Straßenmessung berechneten Klemmenspannung. The termination condition is specified in particular by an optimization problem. Preferably, the termination condition is the achievement of a local or absolute minimum of a deviation between the simulated terminal voltage, in the case of the first simulation loop 110 the terminal voltage that is present during discharging, and the terminal voltage calculated on the basis of the road measurement.

[0055] Des Weiteren kann eine Abbruchbedingung ein Erreichen eines Grenzwertes des simulierten Parameters sein, insbesondere dann, wenn der Parameter sich nur noch infinitesimal verändert. [0055] Furthermore, a termination condition can be when a limit value of the simulated parameter is reached, in particular when the parameter only changes infinitesimally.

[0056] In einem anschließenden Arbeitsschritt S4a werden die lokalen Batterieparameter gesammelt und zusammengefügt. Der optionale Schritt S4a wird grundsätzlich in dem Fall durchgeführt, dass zuvor eine Kategorisierung der erfassten Messwerte durchgeführt wurde. [0056] In a subsequent step S4a, the local battery parameters are collected and combined. The optional step S4a is basically carried out in the case that a categorization of the recorded measured values was previously carried out.

[0057] Schließlich werden in einem fünften Arbeitsschritt S5 die Werte für die Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells M an das Fahrzeugbatteriemodell M ausgegeben, so dass die Werte für die Batterieparameter in dem Fahrzeugbatteriemodell M berücksichtigt werden können. Das Fahrzeugbatteriemodell M bildet nach der Kategorisierung ein Superset entsprechend der Kategorisierung. Finally, in a fifth step S5, the values for the battery parameters of the vehicle battery model M are output to the vehicle battery model M, so that the values for the battery parameters can be taken into account in the vehicle battery model M. After categorization, the vehicle battery model M forms a superset according to the categorization.

[0058] Werden nur die Schritte S1, S2, S3, S4 und S$5 mit nur einer Simulationsschleife 110a durchgeführt und die optionalen Schritte S1a, S1b und S4a weggelassen, erzeugt das Verfahren einen virtuellen Prototyp einer Fahrzeugbatterie, die kein Superset aus unterschiedlichen Parametern ist, sondern nur einen allgemeinen Parametersatz aufweist. [0058] If only steps S1, S2, S3, S4 and S$5 are carried out with only one simulation loop 110a and the optional steps S1a, S1b and S4a are omitted, the method generates a virtual prototype of a vehicle battery that is not a superset of different parameters , but only has a general set of parameters.

[0059] Die Figur 2 zeigt den Aufbau eines Hochvolt-Akkus, wie er in Fahrzeugbatterien zum Einsatz kommt. Die kleinste Einheit des Hochvolt-Akkus ist eine Zelle (Cell) 22, die eine einzelne Akkueinheit bildet. Werden mehrere Zellen 22 in Reihe geschaltet, bilden diese einen Strang (String) 24. Die an den einzelnen Zellen 22 anliegenden Spannungen werden bei der Reihenschaltung des Strangs 24 zu einer Gesamtspannung addiert. Ein Modul 26 ist eine Parallelschaltung von mehreren Strängen 24. Durch die Parallelschaltung werden die Kapazitäten der einzelnen Stränge zu einer Gesamtkapazität addiert. Mehrere Module 26 können durch Reihenschaltungen und/oder Parallelschaltungen zu einem Pack 28 zusammengeschlossen werden. Jede der Einheiten Zelle 22, Strang 24, Modul 26 und Pack 28 hat nur zwei Anschlüsse. Eine Fahrzeugbatterie besteht aus einem oder mehreren Packs 28. [0059] Figure 2 shows the structure of a high-voltage battery as used in vehicle batteries. The smallest unit of the high-voltage battery is a cell 22, which forms a single battery unit. If several cells 22 are connected in series, they form a strand 24. The voltages present at the individual cells 22 are added to a total voltage when the strand 24 is connected in series. A module 26 is a parallel connection of several strands 24. Through the parallel connection, the capacities of the individual strands are added to a total capacity. Several modules 26 can be connected together to form a pack 28 by series connections and/or parallel connections. Each of the units cell 22, string 24, module 26 and pack 28 has only two connections. A vehicle battery consists of one or more packs 28.

[0060] Figur 3 zeigt ein Schaltbild eines elektrischen Ersatzmodells 30 zur Simulation einer Fahr3 shows a circuit diagram of an electrical replacement model 30 for simulating driving

zeugbatterie. Die Systemgrenze 31 des Ersatzmodells 30 umschließt. Eine Leerlaufspannungsquelle Uocv (open circuit voltage) 32, einen Innenwiderstand 33, und ein RC-Element, bestehend aus einem RC-Widerstand 34 und einer RC- Kapazität 35. Ein Strom 36 fließt durch die Klemmen 37. Zwischen den Klemmen 37 liegt eine Kiemmenspannung 38 an. Im elektrischen Ersatzmodell können die Leerlaufspannung 32, der Innenwiderstand 33, der RC-Widerstand 34 und die RCKapazität 35 grundsätzlich Funktionen des Ladungszustands und der Temperatur der Fahrzeugbatterie. vehicle battery. The system boundary 31 of the replacement model 30 encloses. An open-circuit voltage source Uocv (open circuit voltage) 32, an internal resistance 33, and an RC element consisting of an RC resistor 34 and an RC capacitance 35. A current 36 flows through the terminals 37. There is a gill voltage between the terminals 37 38 on. In the electrical replacement model, the open circuit voltage 32, the internal resistance 33, the RC resistance 34 and the RC capacity 35 can basically be functions of the state of charge and the temperature of the vehicle battery.

[0061] Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10 zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie auf der Grundlage von Daten aus Straßenmessungen, welches Mittel 11, 12, 13, 14 und 15 zum Parametrieren des Fahrzeugbatteriemodells M des virtuellen Prototyps aufweist. Die Mittel 11, 12, 13, 14 und 15 zum Parametrieren sind hierbei, eingerichtet durch insbesondere kaskadierte Software-in-the-Loop-Simulation, auf der Grundlage von Messwerten der Straßenmessung, Werte der Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells M in Simulationsschleifen, in welchen elektrische Parameter des Fahrzeugbatteriemodells M optimiert werden, iterativ nacheinander durch Abgleich von simulierten Parameterwerten mit anhand der Straßenmessung berechneten Parameterwerten zu ermitteln. 4 shows an exemplary embodiment of a system 10 for generating a virtual prototype of a vehicle battery based on data from road measurements, which has means 11, 12, 13, 14 and 15 for parameterizing the vehicle battery model M of the virtual prototype. The means 11, 12, 13, 14 and 15 for parameterization are here, set up in particular by cascaded software-in-the-loop simulation, based on measured values from road measurement, values of the battery parameters of the vehicle battery model M in simulation loops in which electrical Parameters of the vehicle battery model M are optimized, iteratively determined one after the other by comparing simulated parameter values with parameter values calculated based on the road measurement.

[0062] Insbesondere ist das System 10 dazu eingerichtet, ein Verfahren SO gemäß Figur 1 auszuführen. Vorzugsweise, aber nicht abschließend, weist das System 10 hierfür Mittel 11 zum Berechnen wenigstens eines Werts für eine Klemmenspannung auf der Grundlage von während einer Messfahrt aufgenommenen Werten von Messgrößen auf. In particular, the system 10 is set up to carry out a method SO according to FIG. Preferably, but not exclusively, the system 10 has means 11 for calculating at least one value for a terminal voltage based on values of measured variables recorded during a measurement run.

[0063] Darüber hinaus weist das System 10 vorzugsweise Mittel 12 zum Simulieren der Fahrzeugbatterie mit einem Fahrzeugbatteriemodell M auf, wobei in das Fahrzeugbatteriemodell M wenigstens die folgenden Batterieparameter der Fahrzeugbatterie eingehen: [0063] In addition, the system 10 preferably has means 12 for simulating the vehicle battery with a vehicle battery model M, at least the following battery parameters of the vehicle battery being included in the vehicle battery model M:

* Leerlaufspannung, Ladungskapazität beim Laden, Ladungskapazität beim Entladen, Innenwiderstand beim Laden, einen Innenwiderstand beim Entladen, einen RC-Widerstand beim Laden, einen RC-Widerstand beim Entladen, eine RC-Kapazität beim Laden und eine RC-Kapazität beim Entladen, * Open circuit voltage, charging capacity when charging, charging capacity when discharging, internal resistance when charging, internal resistance when discharging, RC resistance when charging, RC resistance when discharging, RC capacity when charging and RC capacity when discharging,

wobei wenigstens Werte der Klemmenspannung als Zielgröße ausgegeben werden. whereby at least values of the terminal voltage are output as target variables.

[0064] Darüber hinaus können die Batterietemperatur und der Ladezustand der Fahrzeugbatterie in das Batteriemodell M eingehen. [0064] In addition, the battery temperature and the state of charge of the vehicle battery can be included in the battery model M.

Weiter vorzugsweise weist das System 10 Mittel 13 zum Vergleichen des wenigstens einen Werts der auf der Grundlage der StraBßenmessungen berechneten Klemmenspannung mit den Werten der simulierten Klemmenspannung auf. More preferably, the system 10 includes means 13 for comparing the at least one value of the terminal voltage calculated based on the road measurements with the values of the simulated terminal voltage.

[0065] Weiter vorzugsweise weist das System 10 Mittel 14 zum Anpassen des Fahrzeugbatteriemodells M auf, um die simulierte Klemmenspannung der auf der Grundlage der Straßenmessung berechneten Klemmenspannung durch Veränderung der Werte der Batterieparameter anzugleichen. [0065] Further preferably, the system 10 has means 14 for adjusting the vehicle battery model M in order to adjust the simulated terminal voltage to the terminal voltage calculated based on the road measurement by changing the values of the battery parameters.

[0066] Die Batterieparameter umfassen eine Leerlaufspannung, eine Ladungskapazität beim Laden, eine Ladungskapazität beim Entladen, einen Innenwiderstand beim Laden, einen Innenwiderstand beim Entladen, einen RC-Widerstand beim Laden, einen RC-Widerstand beim Entladen, eine RC-Kapazität beim Laden und eine RC-Kapazität beim Entladen. [0066] The battery parameters include an open circuit voltage, a charge capacity when charging, a charge capacity when discharging, an internal resistance when charging, an internal resistance when discharging, an RC resistance when charging, an RC resistance when discharging, an RC capacity when charging, and an RC capacity when discharging.

[0067] Des Weiteren weist das System 10 vorzugsweise eine Schnittstelle 15 zum Ausgeben von Werten für Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells M auf, wobei die Mittel zum Parametrieren eingerichtet sind, das Fahrzeugbatteriemodell M solange anzupassen, bis eine Abbruchbedingung erreicht ist. [0067] Furthermore, the system 10 preferably has an interface 15 for outputting values for battery parameters of the vehicle battery model M, the means for parameterization being set up to adapt the vehicle battery model M until an abort condition is reached.

[0068] Die Mittel 11, 12, 13, 14 und 15 des Systems 10 sind vorzugsweise Teil einer Datenverarbeitungsanlage. Vorzugsweise wird das Verfahren SO von einer solchen Datenverarbeitungsanlage automatisch und/oder computerimplementiert ausgeführt. The means 11, 12, 13, 14 and 15 of the system 10 are preferably part of a data processing system. Preferably, the method SO is carried out automatically and/or computer-implemented by such a data processing system.

[0069] Die angegebenen Mittel 11, 12, 13, 14 und 15 sind insbesondere auch eingerichtet, die zweite Simulationsschleife 120 und die dritte Simulationsschleife 130 des Verfahrens SO auszu-The specified means 11, 12, 13, 14 and 15 are in particular also set up to execute the second simulation loop 120 and the third simulation loop 130 of the method SO.

führen. lead.

[0070] Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendung und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung mindestens eines Ausführungsbeispiels gegeben, wobei diverse Anderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion oder Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. It should be noted that the exemplary embodiments are merely examples that are not intended to limit the scope of protection, application and structure in any way. Rather, the preceding description provides the person skilled in the art with a guideline for the implementation of at least one exemplary embodiment, whereby various changes, in particular with regard to the function or arrangement of the components described, can be made without departing from the scope of protection as can be found in the claims and results in combinations of features equivalent to these.

Claims (14)

PatentansprüchePatent claims 1. Computer-Implementiertes Verfahren (SO) zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie auf der Grundlage von Daten aus Straßenmessungen, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 und 10, folgende Arbeitsschritte aufweisend: 1. Computer-implemented method (SO) for generating a virtual prototype of a vehicle battery based on data from road measurements, in particular according to one of claims 9 and 10, comprising the following work steps: S1) Erfassen von Werten von Messgrößen einer Messfahrt, umfassend einen Wert einer Klemmenspannung; S1) detecting values of measured variables of a measurement trip, comprising a value of a terminal voltage; S2) Simulieren der Fahrzeugbatterie mittels eines Fahrzeugbatteriemodells (M), wobei in das Fahrzeugbatteriemodell (M) Batterieparameter, umfassend eine Leerlaufspannung (32), eine Ladungskapazität beim Entladen, ein Innenwiderstand (33) beim Entladen, einen RCWiderstand (34) beim Entladen und eine RC-Kapazität (35) beim Entladen eingehen, wobei wenigstens Werte der Klemmenspannung (38) als Zielgröße ausgegeben werden; S2) Simulating the vehicle battery using a vehicle battery model (M), wherein in the vehicle battery model (M) battery parameters comprising an open-circuit voltage (32), a charge capacity when discharging, an internal resistance (33) when discharging, an RC resistor (34) when discharging and a RC capacity (35) is received during discharging, with at least values of the terminal voltage (38) being output as a target variable; S3) Vergleichen des wenigstens einen Werts der in Arbeitsschritt S1 erfassten Klemmenspannung (38) mit den Werten der in Arbeitsschritt S3 simulierten Klemmenspannung (38); S3) comparing the at least one value of the terminal voltage (38) recorded in step S1 with the values of the terminal voltage (38) simulated in step S3; S4) Anpassen des Fahrzeugbatteriemodells (M), um die simulierte Klemmenspannung (38) der auf der Grundlage der StraBenmessungen berechneten Klemmenspannung (38) durch Veränderung der Werte der Batterieparameter, anzugleichen; und S4) adjusting the vehicle battery model (M) to equalize the simulated terminal voltage (38) with the terminal voltage (38) calculated based on the road measurements by changing the values of the battery parameters; and S5) Ausgeben von Werten für die Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells (M); S5) Outputting values for the battery parameters of the vehicle battery model (M); wobei die Arbeitsschritte S2 bis S4 wiederholt werden, bis eine Abbruchbedingung erreicht wird. wherein steps S2 to S4 are repeated until a termination condition is reached. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in das Fahrzeugbatteriemodell (M) ferner die Batterieparameter einer Ladungskapazität beim Laden, eines Innenwiderstands (33) beim Laden, eines RC-Widerstands (34) beim Laden und einer RC-Kapazität (35) beim Laden eingehen. 2. The method according to claim 1, wherein the battery parameters of a charge capacity when charging, an internal resistance (33) when charging, an RC resistance (34) when charging and an RC capacity (35) when charging are also included in the vehicle battery model (M). . 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in das Fahrzeugbatteriemodell (M) ferner die Batterieparameter einer Ladungskapazität ohne Stromfluss, eines Innenwiderstands (33) ohne Stromfluss, eines RC-Widerstands (34) ohne Stromfluss und einer RC- Kapazität (35) ohne Stromfluss eingehen. 3. The method according to any one of the preceding claims, wherein in the vehicle battery model (M) the battery parameters of a charge capacity without current flow, an internal resistance (33) without current flow, an RC resistor (34) without current flow and an RC capacity (35) without Current flow enters. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner ein Ladungszustand der Fahrzeugbatterie in Modellparameter des Fahrzeugbatteriemodells M eingeht. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein a charge state of the vehicle battery is also included in model parameters of the vehicle battery model M. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner eine Batterietemperatur in Modellparameter des Fahrzeugbatteriemodell M eingeht. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein a battery temperature is also included in model parameters of the vehicle battery model M. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt: Erkennen von wenigstens einem Last-Event in den Werten von Messgrößen; und Beschränken der Werte der Messgrößen auf solche, die in wenigstens einem festgelegten Wertebereich um das wenigstens eine Last-Event liegen. 6. The method according to any one of the preceding claims, further comprising the step: recognizing at least one load event in the values of measured variables; and limiting the values of the measured variables to those that lie within at least a specified range of values around the at least one load event. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt S2 ein physikalischer Parameter der Zell-Struktur in das Fahrzeugbatteriemodell eingeht. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein in step S2 a physical parameter of the cell structure is included in the vehicle battery model. 8. Verfahren (SO) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abbruchbedingung das Erreichen eines, insbesondere lokalen oder absoluten, Minimums einer Abweichung zwischen der simulierten Klemmenspannung (38) und der gemessenen Klemmenspannung (38) und/oder das Erreichen eines Grenzwerts der simulierten Klemmenspannung (38), insbesondere wenn die Klemmenspannung (38) sich nur noch infinitesimal verändert, ist. 8. Method (SO) according to one of the preceding claims, wherein the termination condition is the achievement of a, in particular local or absolute, minimum of a deviation between the simulated terminal voltage (38) and the measured terminal voltage (38) and / or the achievement of a limit value of the simulated Terminal voltage (38), especially when the terminal voltage (38) only changes infinitesimally. 9. Verfahren (SO) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erfassten Messgrößen in Arbeitsschritt S1 aus der folgenden Gruppe an Messgrößen ausgewählt sind: Batteriestrom (36), Klemmenspannung (38), Batterieladezustand, niedrigste Zelltemperatur, und höchste Zelltemperatur. 9. Method (SO) according to one of the preceding claims, wherein the measured variables recorded in step S1 are selected from the following group of measured variables: battery current (36), terminal voltage (38), battery charge state, lowest cell temperature, and highest cell temperature. 10. Verfahren (SO) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während der Messfahrt wenigstens folgende Fahrmanöver durchgeführt werden: Tipln, TipOQut, Volllastbeschleunigung, Teillastbeschleunigung, Rekuperationsbremsung; Bergauffahrt, Bergabfahrt, wobei die Bergauffahrt und die Bergabfahrt insbesondere über 10. Method (SO) according to one of the preceding claims, wherein at least the following driving maneuvers are carried out during the measurement drive: Tipln, TipOQut, full load acceleration, partial load acceleration, recuperation braking; Uphill driving, downhill driving, with the uphill driving and the downhill driving in particular about einen Zeitraum von wenigstens 30 Sekunden, insbesondere von wenigstens 10 Sekunden, durchgeführt werden. a period of at least 30 seconds, in particular at least 10 seconds. 11. Verfahren zum Analysieren einer Fahrzeugbatterie, wobei die Fahrzeugbatterie mittels eines virtuellen Prototyps der Fahrzeugbatterie simuliert wird, welcher mittels eines Verfahrens (SO) nach einem der vorangehenden Ansprüche erzeugt ist. 11. A method for analyzing a vehicle battery, wherein the vehicle battery is simulated using a virtual prototype of the vehicle battery, which is generated using a method (SO) according to one of the preceding claims. 12. Computerprogramm oder Speichermedium, welche Anweisungen aufweisen, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, diesen dazu veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen. 12. Computer program or storage medium which has instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out a method according to the invention according to one of the preceding claims. 13. System (10) zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie (1) auf der Grundlage von Daten aus Straßenmessungen, welches Mittel (11, 12, 13, 14, 15) zum Parametrieren eines Fahrzeugbatteriemodells (M) des virtuellen Prototyps, welches Batterieparameter aufweist, wobei die Mittel (11, 12, 13, 14, 15) zum Parametrieren eingerichtet sind, durch, insbesondere kaskadierte, Software-in-the-loop Simulation auf der Grundlage von Messwerten der Straßenmessungen Werte der Ladungskapazität, des Innenwiderstands (33) und des RC-Widerstands (34) jeweils beim Laden und Entladen des Fahrzeugbatteriemodells (M) in Simulationsschleifen, in welchen elektrische Parameter des Fahrzeugbatteriemodells (M) optimiert werden, iterativ nacheinander durch Abgleich von simulierten Parameterwerten mit anhand der StraBenmessungen berechneten Parameterwerten zu ermitteln. 13. System (10) for generating a virtual prototype of a vehicle battery (1) based on data from road measurements, which means (11, 12, 13, 14, 15) for parameterizing a vehicle battery model (M) of the virtual prototype, which battery parameters has, wherein the means (11, 12, 13, 14, 15) are set up for parameterization, in particular through cascaded, software-in-the-loop simulation based on measured values of the road measurements, values of the charge capacity, the internal resistance (33) and the RC resistor (34) during charging and discharging of the vehicle battery model (M) in simulation loops, in which electrical parameters of the vehicle battery model (M) are optimized, to be determined iteratively one after the other by comparing simulated parameter values with parameter values calculated based on the road measurements. 14. System (10) zum Erzeugen eines virtuellen Prototyps einer Fahrzeugbatterie (1) auf der Grundlage von Daten aus Straßenmessungen, insbesondere nach Anspruch 13, welches Mittel (11, 12, 13, 14, 15) zum Parametrieren aufweist, wobei die Mittel (11, 12, 13, 14, 15) zum Parametrieren umfassen: Mittel (11) zum Berechnen wenigstens eines Werts für eine Klemmenspannung auf der Grundlage von während einer Messfahrt aufgenommenen Werten von Messgrößen; 14. System (10) for generating a virtual prototype of a vehicle battery (1) based on data from road measurements, in particular according to claim 13, which has means (11, 12, 13, 14, 15) for parameterization, the means ( 11, 12, 13, 14, 15) for parameterization include: means (11) for calculating at least one value for a terminal voltage based on values of measured variables recorded during a measurement run; Mittel (12) zum Simulieren der Fahrzeugbatterie mittels eines Fahrzeugbatteriemodells (M), wobei in das Fahrzeugbatteriemodell (M) wenigstens die folgenden physikalischen Eigenschaften der Fahrzeugbatterie (1) als Parameter eingehen: Means (12) for simulating the vehicle battery using a vehicle battery model (M), at least the following physical properties of the vehicle battery (1) being included as parameters in the vehicle battery model (M): Ladungskapazität der Fahrzeugbatterie, Innenwiderstand (33) beim Laden und Innenwiderstand (33) beim Entladen, Charge capacity of the vehicle battery, internal resistance (33) when charging and internal resistance (33) when discharging, RC-Widerstand (34) beim Laden und RC-Widerstand (34) beim Entladen, und RC-Kapazität (35) beim Laden und RC-Kapazität (35) beim Entladen; wobei wenigstens Werte der Klemmenspannung (38) als Zielgröße ausgegeben werden; RC resistor (34) when charging and RC resistor (34) when discharging, and RC capacitance (35) when charging and RC capacitance (35) when discharging; wherein at least values of the terminal voltage (38) are output as a target variable; Mittel (13) zum Vergleichen des wenigstens einen Werts der auf der Grundlage der Straßenmessungen berechneten Klemmenspannung mit den Werten der simulierten Klemmenspannung (38); means (13) for comparing the at least one value of the terminal voltage calculated based on the road measurements with the values of the simulated terminal voltage (38); Mittel (14) zum Anpassen des Fahrzeugbatteriemodells (M), um die simulierte Klemmenspannung (38) der auf der Grundlage der Straßenmessungen berechneten Klemmenspannung (38) durch Veränderung der Parameter; und means (14) for adjusting the vehicle battery model (M) to the simulated terminal voltage (38) of the terminal voltage (38) calculated based on the road measurements by changing the parameters; and eine Schnittstelle (15) zum Ausgeben von Werten für Batterieparameter des Fahrzeugbatteriemodells (M); an interface (15) for outputting values for battery parameters of the vehicle battery model (M); und wobei die Mittel zum Parametrieren eingerichtet sind, das Fahrzeugbatteriemodell (M) so lange anzupassen, bis eine Abbruchbedingung erreicht ist. and wherein the means for parameterization are set up to adapt the vehicle battery model (M) until a termination condition is reached. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen This includes 3 sheets of drawings
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