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电工技术

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电工基础理论

动力电池高效均衡管理技术

作者：冯飞

出版社：科学出版社出版时间：2024-03-01

开本： B5 页数： 333

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动力电池高效均衡管理技术版权信息

ISBN：9787030772169
条形码：9787030772169 ; 978-7-03-077216-9
装帧：平装
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
工业技术
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电工基础理论

动力电池高效均衡管理技术内容简介

电池单体由于电压等级的，无法满足电动汽车对高能量和高功率的需求，因此需要将众多电池单体组合成电池组。随着电池单体数量的增加，内外部不一致性导致电池组寿命下降，因此均衡管理成为关键。本书结合作者的研究实践，梳理出电池组均衡管理的关键问题，并形成一套电池组全寿命周期高效均衡策略的理论和方法。首先，概述了新能源汽车、锂离子电池、电池荷电状态估计和均衡管理的现状与重要性。其次，从电池单体角度介绍了实验、特性、建模和状态估计方法。再次，探讨了电池组不一致性、结构模型和状态估计方法。*后，分别讨论了基于被动和主动均衡电路的电池组均衡策略。

动力电池高效均衡管理技术目录

目录前言第1章绪论11.1 引言11.2 新能源汽车发展概述11.2.1 中国21.2.2 美国21.2.3 日本41.2.4 德国51.3 锂离子电池概述71.4 电池荷电状态估计概述91.4.1 无模型SOC估计91.4.2 基于表面特性映射模型的SOC估计101.4.3 基于黑盒模型的SOC估计111.4.4 基于电化学模型的SOC估计121.4.5 基于等效电路模型的SOC估计121.5 串联电池组均衡管理策略概述131.5.1 电池组不一致性机制151.5.2 均衡策略分类方法161.5.3 均衡策略存在的关键问题351.6 本书的结构安排和主要内容371.6.1 结构安排371.6.2 主要内容37参考文献40第2章锂离子电池的温度特性研究512.1 引言512.2 锂离子电池温度特性实验512.2.1 实验系统512.2.2 实验样本522.2.3 实验内容542.3 锂离子电池温度特性分析632.3.1 容量的温度和倍率特性分析632.3.2 库仑效率的温度和倍率特性分析642.3.3 OCV温度及滞回特性分析642.3.4 OCV开路过程温度特性662.3.5 OCV温度路径特性分析672.3.6 NROP和OCP偏移对SOC估计的误差分析682.3.7 电池组温度特性分析702.4 本章小结75参考文献75第3章混合固液电解质锂离子电池阻抗特性实验研究与回归分析773.1 引言773.2 SLELB的EIS理论793.2.1 基于EIS的SLELB电极过程原理793.2.2 EIS的频率间隔813.2.3 EIS的特征阻抗813.3 全面EIS实验设计823.3.1 实验装置823.3.2 初步的测试833.3.3 全面实验时间表833.4 结果与分析853.4.1 SLELB特征阻抗与温度和SOC的关系853.4.2 温度与SOC的回归分析893.5 本章小结94参考文献94第4章混合固液电解质锂离子电池阻抗特性等效电路建模与预测984.1 引言984.2 SLELB EIS的等效电路建模1004.2.1 基于SLELB电极过程的ECM1004.2.2 基于EIS的SECM1024.2.3 SECM的参数估计1034.3 正交分段多项式Arrhenius双因素建模1054.3.1 正交实验设计1054.3.2 考虑交互作用的双因素方差分析1084.3.3 正交分段多项式Arrhenius温度与SOC模型1094.3.4 OPPA-SECM1104.4 结果与分析1124.4.1 SECM的预测性能评估1124.4.2 OPPA的预测性能评估1134.4.3 OPPA-SECM与FPPA-SECM的预测性能比较1154.5 本章小结117参考文献117第5章基于多温度路径OCV-扩展安时积分的融合SOC估计1195.1 引言1195.2 不同工作条件下电池参数和SOC的定义1195.2.1 工作条件的概念1195.2.2 不同工作条件下容量的定义及测试1205.2.3 不同工作条件下库仑效率的定义及测试1255.2.4 不同工作条件下SOC的定义及工程应用分析1285.3 基于多温度路径OCV-扩展安时积分的SOC估计1295.3.1 基于多温度路径OCV的SOC估计方法1295.3.2 基于扩展安时积分的SOC估计方法1355.3.3 基于多温度路径OCV-扩展安时积分的融合SOC估计方法1405.4 实验验证1415.4.1 恒温实验验证1415.4.2 变温实验验证1475.5 本章小结150参考文献151第6章基于参数估计OCV的多温度SOC估计方法1526.1 引言1526.2 电池模型的选择1526.2.1 电池模型的电气特性描述1536.2.2 电池状态空间模型的建立1536.3 基于自适应联合扩展卡尔曼滤波的模型状态和参数估计1546.3.1 自适应联合扩展卡尔曼滤波算法1546.3.2 基于AJEKF的模型状态和参数在线估计1566.4 模型状态和参数估计实验验证1576.4.1 仿真数据验证1576.4.2 实验数据验证1596.5 基于参数估计OCV的多温度SOC估计1706.5.1 参数估计OCV-SOC映射模型的建立1706.5.2 参数估计OCV-SOC温度模型的建立1716.6 实验验证1746.6.1 恒温实验验证1746.6.2 变温实验验证1816.6.3 实验结果对比分析1846.7 本章小结185参考文献186第7章基于电化学-热-神经网络融合模型的SOC和SOT联合估计1877.1 引言1877.2 电化学-热-神经网络模型1897.2.1 电化学子模型1897.2.2 热子模型1917.2.3 FNN模型及ETNN状态空间表达1927.3 实验设计1927.3.1 实验装置1937.3.2 实验流程和数据集1947.4 模型验证1957.4.1 ETSM参数辨识的方法1957.4.2 ETSM验证结果1967.4.3 ETNN验证结果2007.5 基于UKF的在线SOC和SOT联合估计2037.5.1 滤波器选择和结构2037.5.2 验证结果2047.6 本章小结205参考文献206第8章动力电池组不一致性演化机制及诊断方法2098.1 引言2098.2 电池组参数不一致性演化机制2118.2.1 内部参数不一致性2118.2.2 外部参数不一致性2138.2.3 不一致性传播机制及特征表达2148.3 电池组参数不一致性建模2188.4 数据处理和特征提取2208.4.1 数据获取和预处理2208.4.2 特征提取2218.4.3 特征降维和特征选择2238.5 参数不一致性诊断方法2248.5.1 基于阈值的诊断方法2248.5.2 基于人工智能的诊断方法2258.5.3 基于聚类的诊断方法2268.6 本章小结226参考文献227第9章串联电池组结构模型综合评价方法2329.1 引言2329.2 综合评价方法2349.2.1 指标体系构建2349.2.2 指标权重分配2359.2.3 评分标准配置2369.2.4 指标合成法2379.3 串联电池组结构模型2379.3.1 大单体模型2379.3.2 多单体模型2389.3.3 *大-*小模型2399.3.4 均值-偏差模型2409.4 电池组模型参数辨识2449.5 实验设计2479.5.1 实验平台2479.5.2 测试流程和数据集2489.6 结果与讨论2499.6.1 不同条件下的对比分析2499.6.2 计算复杂性的比较分析2589.7 综合评价结果2599.8 本章小结261参考文献262第10章基于自适应模糊联邦滤波器的电池组可靠SOC估计26510.1 引言26510.2 模型和参数辨识26610.2.1 CMM建模及参数辨识26610.2.2 CDM建模及参数辨识26810.3 电池组SOC估计算法26910.3.1 电池组融合估计算法26910.3.2 基于CMM的SOC估计算法27510.3.3 基于CDM的SOC估计算法27710.4 实验和仿真设计27710.4.1 仿真平台27710.4.2 实验平台27810.5 实验结果27910.5.1 12个串联电池组仿真结果27910.5.2 4个串联电池组实验结果28310.5.3 故障容错验证28610.6 本章小结287参考文献288第11章基于多时间尺度SOC和容量估计的锂离子电池组被动均衡策略29011.1 引言29011.2 多时间尺度的电池组SOC和容量估计的均衡策略29211.2.1 整体架构29211.2.2 MCDM29311.2.3 多时间尺度电池组SOC和容量估计29511.2.4 均衡策略30011.3 仿真验证30311.3.1 实验设计30311.3.2 电池组SOC和容量估计结果30511.3.3 均衡性能分析30811.4 本章小结312参考文献313第12章基于模糊化热力学SOC的电池组主动均衡策略31512.1 引言31512.2 基于热力学SOC的均衡策略31512.2.1 均衡判据的选择31512.2.2 均衡目标的制定31812.3 考虑OCV不一致性的SOC估计误差31912.3.1 OCV不一致性分析31912.3.2 SOC-OCV及SOC估计误差模型的建立32012.4 利用模糊控制实现均衡策略32112.4.1 模糊控制系统的结构32112.4.2 模糊控制器的设计32212.4.3 均衡电路的设计32412.4.4 均衡时间的计算32512.5 实验验证32612.5.1 均衡实验平台32612.5.2 均衡实验验证32812.6 本章小结332参考文献333彩图

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