Extended Kalman Filter
Full Name (EN)
Extended Kalman Filter (EKF)
Short Definition (EN)
Extension of the classical Kalman filter for nonlinear cell models, via local linearization around the current estimate.
Category (EN)
Battery Management System and Cell Monitoring
Definition (EN)
The Extended Kalman Filter extends the classical Kalman filter, originally developed for linear systems, to nonlinear cell models by linearly approximating the model around the current estimate at each computation step, before the actual Kalman update is applied. Since the relationship between state of charge, voltage, and other cell quantities is markedly nonlinear, particularly for LFP cells with their flat voltage plateau, the EKF is in practice the most widely used variant for SoC estimation in BMS applications. Its accuracy depends substantially on how well the linear approximation used reflects the cell's actual nonlinear behaviour at the given operating point; under strongly pronounced nonlinearity, the Unscented Kalman Filter typically delivers better results.
Full Name (DE)
Extended Kalman Filter (EKF)
Short Definition (DE)
Erweiterung des klassischen Kalman-Filters für nichtlineare Zellmodelle, durch lokale Linearisierung um den aktuellen Schätzpunkt.
Category (DE)
Battery Management System und Zellüberwachung
Definition (DE)
Der Extended Kalman Filter erweitert den klassischen, für lineare Systeme entwickelten Kalman-Filter auf nichtlineare Zellmodelle, indem er das Modell bei jedem Rechenschritt um den aktuellen Schätzpunkt herum linear annähert, bevor die eigentliche Kalman-Aktualisierung erfolgt. Da das Verhältnis zwischen Ladezustand, Spannung und weiteren Zellgrößen ausgeprägt nichtlinear ist, insbesondere bei LFP-Zellen mit ihrem flachen Spannungsplateau, ist der EKF in der Praxis die am weitesten verbreitete Variante für die SoC-Schätzung in BMS-Anwendungen. Seine Genauigkeit hängt maßgeblich davon ab, wie gut die verwendete lineare Näherung das tatsächliche, nichtlineare Zellverhalten im jeweiligen Arbeitspunkt widerspiegelt; bei stark ausgeprägter Nichtlinearität liefert der Unscented Kalman Filter meist bessere Ergebnisse.
Applications
Electric Vehicle; Stationary BESS; BMS Development
Related Terms
Kalman-Filter; Unscented Kalman Filter; Äquivalentschaltungsmodell | Kalman Filter; Unscented Kalman Filter; Equivalent Circuit Model
Standards
Keine direkte normative Zuordnung / No direct normative assignment