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Cell behaviour-aware power capability prediction and operation optimization of large-scale battery systems

Projektbeschreibung

Fortschrittliche Steuerungsalgorithmen für optimierte Batterieleistung und Sicherheit

Groß angelegte Batteriesysteme sind für das Ziel der EU, bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen, von entscheidender Bedeutung, da das Verhalten einzelner Zellen die Gesamtleistung und Sicherheit beeinflusst. Daher sind Steueralgorithmen, die das Batteriemanagement verbessern, von entscheidender Bedeutung. Das über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützte Projekt ProBat wird die maximal zulässige Lade- und Entladeleistung von Batteriesystemen verbessern, indem es den Leistungszustand auf der Grundlage der Betriebsgrenzen der internen Batteriezellen genau vorhersagt. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Modellierung und Steuerung von Batteriesystemen, der Analyse integrierter Schaltkreise, der automatischen Steuerung und Optimierung. Zu den erwarteten Ergebnissen gehören ein genauer Algorithmus zur langfristigen Vorhersage der Entwicklung des Ladezustands, ein dynamischer Rekonfigurationsalgorithmus zur Steigerung der Effizienz und ein optimales Steuerungsframework unter Verwendung von Deep Reinforcement Learning (DRL).

Ziel

Large-scale battery system applications, e.g. transportation electrification and grid-level renewable energy integration, are vital for the EU to achieve net-zero emissions by 2050. In such battery systems, real-time operating behaviours of individual battery cells determine the system’s overall performance and safety, highlighting the need to develop cell behaviour-aware control algorithms for advanced battery system management. Thus, in this proposal, we will take into account the specific operating limits of all internal battery cells for accurately predicting and significantly boosting battery system's maximum allowable charge and discharge power, i.e. state of power (SoP). Then, the obtained cell behaviour-aware battery system SoPs will act as the operating power limits for further optimising the system's operation performance. As an MSCA-PF fellow, Dr. Weiji Han will receive crucial training at the Chalmers University of Technology and engage in detailed battery system modelling and control works which span the areas of circuit analysis, automatic control, and optimisation. The interplay between these areas will spark an innovative and productive throughput, including 1) an accurate prediction algorithm for the long-horizon SoPs of battery systems, 2) a high-efficiency dynamic reconfiguration algorithm for boosting battery system SoPs, and 3) an optimal control framework of dynamic reconfiguration for optimising battery system performance based on adapted deep reinforcement learning (DRL). The major novelties or contributions will include: considering both battery parameter update and operating constraints during the prediction horizon to enhance the prediction accuracy of long-horizon SoPs; unifying the modelling of reconfigurable battery systems to significantly reduce the modelling efforts and facilitate the formulation of control or optimisation problems; narrowing the search space and adapting the DRL method to achieve higher computational efficiency.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

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Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

CHALMERS TEKNISKA HOGSKOLA AKTIEBOLAG
Netto-EU-Beitrag
€ 252 180,00
Adresse
-
412 96 Goteborg
Schweden
Region
Södra Sverige Västsverige Västra Götalands län
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten