Unscented Kalman Filter
Full Name (EN)
Unscented Kalman Filter (UKF)
Short Definition (EN)
Alternative to the Extended Kalman Filter that captures nonlinearity through a set of deliberately chosen sample points rather than analytical linearization.
Category (EN)
Battery Management System and Cell Monitoring
Definition (EN)
Unlike the Extended Kalman Filter, the Unscented Kalman Filter dispenses with analytical linearization of the cell model and instead captures its nonlinearity through a small, deliberately chosen set of so-called sigma points, which are propagated through the nonlinear model. This approach avoids the linearization errors the EKF incurs on strongly curved characteristic curves and tends to deliver more accurate estimates under pronounced nonlinear cell behaviour, such as in the flat plateau region of LFP cells. The UKF's computational cost sits between the simpler EKF and the still more demanding particle filter, which is why it is often chosen in practice as a compromise between accuracy and implementability on embedded BMS controllers.
Full Name (DE)
Unscented Kalman Filter (UKF)
Short Definition (DE)
Alternative zum Extended Kalman Filter, die Nichtlinearität über eine Menge gezielt gewählter Stichprobenpunkte statt über analytische Linearisierung abbildet.
Category (DE)
Battery Management System und Zellüberwachung
Definition (DE)
Der Unscented Kalman Filter verzichtet, anders als der Extended Kalman Filter, auf eine analytische Linearisierung des Zellmodells und bildet dessen Nichtlinearität stattdessen über eine kleine, gezielt gewählte Menge sogenannter Sigma-Punkte ab, die durch das nichtlineare Modell propagiert werden. Dieser Ansatz vermeidet die bei stark gekrümmten Kennlinien auftretenden Linearisierungsfehler des EKF und liefert insbesondere bei ausgeprägt nichtlinearem Zellverhalten, etwa im flachen Plateaubereich von LFP-Zellen, tendenziell genauere Schätzergebnisse. Der Rechenaufwand des UKF liegt zwischen dem des einfacheren EKF und dem des noch aufwendigeren Partikelfilters, weshalb er in der Praxis häufig als Kompromiss zwischen Genauigkeit und Implementierbarkeit auf eingebetteten BMS-Steuergeräten gewählt wird.
Applications
Electric Vehicle; Stationary BESS; BMS Development
Related Terms
Extended Kalman Filter; Partikelfilter; Hysterese-Modell | Extended Kalman Filter; Particle Filter; Hysteresis Model
Standards
Keine direkte normative Zuordnung / No direct normative assignment