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at - Automatisierungstechnik

Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik

[AT - Automation Technology: Methods and Applications of Control, Regulation, and Information Technology
]

Editor-in-Chief: Bretthauer, Georg

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2196-677X
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Functional Fractional Calculus for System Identification of Battery Cells

Systemidentifikation von Batteriezellen mit Hilfe fraktionaler Analysis

Marius Eckert
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS)
  • :
/ Martin Kupper
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS)
  • :
/ Sören Hohmann
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Regelungs- und Steuerungssysteme (IRS)
  • :
Published Online: 2014-03-28 | DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2014-1083

Abstract

This paper considers a fractional modelbased identification method with the objective to determine the aging of a battery cell. The method avoids lumped approximations of the fractional operator. Moreover with this approach it is possible to identify physically motivated battery cell parameters. The basic idea is to transfer the derivatives from the measurements to the so called modulating functions. With the help of simulations a robust behavior against measurement noise is shown. It is possible to use the method for online battery identification.

Zusammenfassung

In diesem Artikel wird eine fraktionale modellbasierte Identifikationsmethode vorgestellt. Diese liefert einen Beitrag zur Altersdiagnose von Batteriezellen. Vorteilhaft ist, dass die sonst frühe Approximation des fraktionalen Operators entfällt und dass mit ihr physikalisch motivierte Parameter identifiziert werden können. Die Kernidee des Verfahrens ist, Ableitungen der Messgrößen auf sogenannte Modulationsfunktionen zu übertragen. Anhand von Simulationen konnte gezeigt werden, dass das Verfahren robust gegenüber Messrauschen ist. Die Methode ist aus den genannten Gründen für eine online Identifikation einer Batteriezelle geeignet.

Schlagwörter: Fraktional; zeitkontinuierliche Identifikation; Batteriediagnose; Modulationsfunktion

Keywords: Fractional; continuous identification; battery diagnosis; modulating function

Marius Eckert

Dipl.-Ing. Marius Eckert is a research and teach assistant at the Institute of Control Systems.

Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute of Control Systems, Kaiserstrasse 12, D-76131 Karlsruhe

Martin Kupper

M.Sc. Martin Kupper is a research and teach assistant at the Institute of Control Systems.

Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute of Control Systems, Kaiserstrasse 12, D-76131 Karlsruhe

Sören Hohmann

Prof. Dr.-Ing. Sören Hohmann is Head of the Institute of Control Systems.

Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Institute of Control Systems, Kaiserstrasse 12, D-76131 Karlsruhe


Accepted: 2014-02-15

Received: 2014-01-14

Published Online: 2014-03-28

Published in Print: 2014-04-28


Citation Information: at – Automatisierungstechnik. Volume 62, Issue 4, Pages 272–281, ISSN (Online) 2196-677X, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1515/auto-2014-1083, March 2014

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