Optimal Energy Management Strategies for Reconfigurable Batteries

Lithium-Ionen-Batterien werden aufgrund ihrer hohen Energie- und Leistungsdichte hufig in Elektrofahrzeugen und stationren Speichersystemen eingesetzt. Allerdings mssen die Batteriezellen aufgrund der Kapazittsstreuung ausgeglichen werden. Die Einzelzellschalter Topologie, die die Aktivierung und Deaktivierung jeder Batteriezelle basierend auf ihrem aktuellen Zustand ermglicht, gilt als vielversprechende Lsung, um die Inhomogenitt der Batteriezellen zu berwinden. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von optimalen Energiemanagement-Strategien fr die Einzelzellschalter Batterie, um die Energieeffizienz des Systems zu maximieren. Fr die Berechnung des globalen Optimums wird ein Optimierungsalgorithmus, basierend auf der dynamischen Programmierung Methode, entwickelt. Diese Strategie ist eine nicht-kausale Strategie, da die Batterieleistungsanforderungen ber den Optimierungshorizont fr die Strategie bekannt sein mssen. In einer Simulationsumgebung werden diese Informationen eines vorgegebenen Fahrprofils entnommen. Als nchster Schritt werden zwei statische Optimierungsprobleme von dem dynamischen Optimierungsproblem abgeleitet, damit die Entwicklung von kausalen Energiemanagement-Strategien ermglicht werden kann. Diese Strategien berechnen ein lokales Optimum, da sie keine Informationen ber den gesamten Fahrzyklus verwenden.