定 價：138 元
叢書名：儲能與動力電池技術(shù)及應(yīng)用
- 作者：馮飛
- 出版時間：2024/3/1
- ISBN：9787030772169
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TM91
- 頁碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
電池單體由于電壓等級的限制，無法滿足電動汽車對高能量和高功率的需求，因此需要將眾多電池單體組合成電池組。隨著電池單體數(shù)量的增加，內(nèi)外部不一致性導(dǎo)致電池組壽命下降，因此均衡管理成為關(guān)鍵。《動力電池高效均衡管理技術(shù)》結(jié)合作者的研究實(shí)踐，梳理出電池組均衡管理的關(guān)鍵問題，并形成一套電池組全壽命周期高效均衡策略的理論和方法。*先，概述了新能源汽車、鋰離子電池、電池荷電狀態(tài)估計(jì)和均衡管理的現(xiàn)狀與重要性。其次，從電池單體角度介紹了實(shí)驗(yàn)、特性、建模和狀態(tài)估計(jì)方法。再次，探討了電池組不一致性、結(jié)構(gòu)模型和狀態(tài)估計(jì)方法。*后，分別討論了基于被動和主動均衡電路的電池組均衡策略。
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目錄
前言
第1章 緒論1
1.1 引言1
1.2 新能源汽車發(fā)展概述1
1.2.1 中國2
1.2.2 美國2
1.2.3 日本4
1.2.4 德國5
1.3 鋰離子電池概述7
1.4 電池荷電狀態(tài)估計(jì)概述9
1.4.1 無模型SOC估計(jì)9
1.4.2 基于表面特性映射模型的SOC估計(jì)10
1.4.3 基于黑盒模型的SOC估計(jì)11
1.4.4 基于電化學(xué)模型的SOC估計(jì)12
1.4.5 基于等效電路模型的SOC估計(jì)12
1.5 串聯(lián)電池組均衡管理策略概述13
1.5.1 電池組不一致性機(jī)制15
1.5.2 均衡策略分類方法16
1.5.3 均衡策略存在的關(guān)鍵問題35
1.6 本書的結(jié)構(gòu)安排和主要內(nèi)容37
1.6.1 結(jié)構(gòu)安排37
1.6.2 主要內(nèi)容37
參考文獻(xiàn)40
第2章 鋰離子電池的溫度特性研究51
2.1 引言51
2.2 鋰離子電池溫度特性實(shí)驗(yàn)51
2.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)51
2.2.2 實(shí)驗(yàn)樣本52
2.2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容54
2.3 鋰離子電池溫度特性分析63
2.3.1 容量的溫度和倍率特性分析63
2.3.2 庫侖效率的溫度和倍率特性分析64
2.3.3 OCV溫度及滯回特性分析64
2.3.4 OCV開路過程溫度特性66
2.3.5 OCV溫度路徑特性分析67
2.3.6 NROP和OCP偏移對SOC估計(jì)的誤差分析68
2.3.7 電池組溫度特性分析70
2.4 本章小結(jié)75
參考文獻(xiàn)75
第3章 混合固液電解質(zhì)鋰離子電池阻抗特性實(shí)驗(yàn)研究與回歸分析77
3.1 引言77
3.2 SLELB的EIS理論79
3.2.1 基于EIS的SLELB電極過程原理79
3.2.2 EIS的頻率間隔81
3.2.3 EIS的特征阻抗81
3.3 全面EIS實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)82
3.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置82
3.3.2 初步的測試83
3.3.3 全面實(shí)驗(yàn)時間表83
3.4 結(jié)果與分析85
3.4.1 SLELB特征阻抗與溫度和SOC的關(guān)系85
3.4.2 溫度與SOC的回歸分析89
3.5 本章小結(jié)94
參考文獻(xiàn)94
第4章 混合固液電解質(zhì)鋰離子電池阻抗特性等效電路建模與預(yù)測98
4.1 引言98
4.2 SLELB EIS的等效電路建模100
4.2.1 基于SLELB電極過程的ECM100
4.2.2 基于EIS的SECM102
4.2.3 SECM的參數(shù)估計(jì)103
4.3 正交分段多項(xiàng)式Arrhenius雙因素建模105
4.3.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)105
4.3.2 考慮交互作用的雙因素方差分析108
4.3.3 正交分段多項(xiàng)式Arrhenius溫度與SOC模型109
4.3.4 OPPA-SECM110
4.4 結(jié)果與分析112
4.4.1 SECM的預(yù)測性能評估112
4.4.2 OPPA的預(yù)測性能評估113
4.4.3 OPPA-SECM與FPPA-SECM的預(yù)測性能比較115
4.5 本章小結(jié)117
參考文獻(xiàn)117
第5章 基于多溫度路徑OCV-擴(kuò)展安時積分的融合SOC估計(jì)119
5.1 引言119
5.2 不同工作條件下電池參數(shù)和SOC的定義119
5.2.1 工作條件的概念119
5.2.2 不同工作條件下容量的定義及測試120
5.2.3 不同工作條件下庫侖效率的定義及測試125
5.2.4 不同工作條件下SOC的定義及工程應(yīng)用分析128
5.3 基于多溫度路徑OCV-擴(kuò)展安時積分的SOC估計(jì)129
5.3.1 基于多溫度路徑OCV的SOC估計(jì)方法129
5.3.2 基于擴(kuò)展安時積分的SOC估計(jì)方法135
5.3.3 基于多溫度路徑OCV-擴(kuò)展安時積分的融合SOC估計(jì)方法140
5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證141
5.4.1 恒溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證141
5.4.2 變溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證147
5.5 本章小結(jié)150
參考文獻(xiàn)151
第6章 基于參數(shù)估計(jì)OCV的多溫度SOC估計(jì)方法152
6.1 引言152
6.2 電池模型的選擇152
6.2.1 電池模型的電氣特性描述153
6.2.2 電池狀態(tài)空間模型的建立153
6.3 基于自適應(yīng)聯(lián)合擴(kuò)展卡爾曼濾波的模型狀態(tài)和參數(shù)估計(jì)154
6.3.1 自適應(yīng)聯(lián)合擴(kuò)展卡爾曼濾波算法154
6.3.2 基于AJEKF的模型狀態(tài)和參數(shù)在線估計(jì)156
6.4 模型狀態(tài)和參數(shù)估計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證157
6.4.1 仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證157
6.4.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證159
6.5 基于參數(shù)估計(jì)OCV的多溫度SOC估計(jì)170
6.5.1 參數(shù)估計(jì)OCV-SOC映射模型的建立170
6.5.2 參數(shù)估計(jì)OCV-SOC溫度模型的建立171
6.6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證174
6.6.1 恒溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證174
6.6.2 變溫實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證181
6.6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析184
6.7 本章小結(jié)185
參考文獻(xiàn)186
第7章 基于電化學(xué)-熱-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融合模型的SOC和SOT聯(lián)合估計(jì)187
7.1 引言187
7.2 電化學(xué)-熱-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型189
7.2.1 電化學(xué)子模型189
7.2.2 熱子模型191
7.2.3 FNN模型及ETNN狀態(tài)空間表達(dá)192
7.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)192
7.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置193
7.3.2 實(shí)驗(yàn)流程和數(shù)據(jù)集194
7.4 模型驗(yàn)證195
7.4.1 ETSM參數(shù)辨識的方法195
7.4.2 ETSM驗(yàn)證結(jié)果196
7.4.3 ETNN驗(yàn)證結(jié)果200
7.5 基于UKF的在線SOC和SOT聯(lián)合估計(jì)203
7.5.1 濾波器選擇和結(jié)構(gòu)203
7.5.2 驗(yàn)證結(jié)果204
7.6 本章小結(jié)205
參考文獻(xiàn)206
第8章 動力電池組不一致性演化機(jī)制及診斷方法209
8.1 引言209
8.2 電池組參數(shù)不一致性演化機(jī)制211
8.2.1 內(nèi)部參數(shù)不一致性211
8.2.2 外部參數(shù)不一致性213
8.2.3 不一致性傳播機(jī)制及特征表達(dá)214
8.3 電池組參數(shù)不一致性建模218
8.4 數(shù)據(jù)處理和特征提取220
8.4.1 數(shù)據(jù)獲取和預(yù)處理220
8.4.2 特征提取221
8.4.3 特征降維和特征選擇223
8.5 參數(shù)不一致性診斷方法224
8.5.1 基于閾值的診斷方法224
8.5.2 基于人工智能的診斷方法225
8.5.3 基于聚類的診斷方法226
8.6 本章小結(jié)226
參考文獻(xiàn)227
第9章 串聯(lián)電池組結(jié)構(gòu)模型綜合評價方法232
9.1 引言232
9.2 綜合評價方法234
9.2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建234
9.2.2 指標(biāo)權(quán)重分配235
9.2.3 評分標(biāo)準(zhǔn)配置236
9.2.4 指標(biāo)合成法237
9.3 串聯(lián)電池組結(jié)構(gòu)模型237
9.3.1 大單體模型237
9.3.2 多單體模型238
9.3.3 *大-*小模型239
9.3.4 均值-偏差模型240
9.4 電池組模型參數(shù)辨識244
9.5 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)247
9.5.1 實(shí)驗(yàn)平臺247
9.5.2 測試流程和數(shù)據(jù)集248
9.6 結(jié)果與討論249
9.6.1 不同條件下的對比分析249
9.6.2 計(jì)算復(fù)雜性的比較分析258
9.7 綜合評價結(jié)果259
9.8 本章小結(jié)261
參考文獻(xiàn)262
第10章 基于自適應(yīng)模糊聯(lián)邦濾波器的電池組可靠SOC估計(jì)265
10.1 引言265
10.2 模型和參數(shù)辨識266
10.2.1 CMM建模及參數(shù)辨識266
10.2.2 CDM建模及參數(shù)辨識268
10.3 電池組SOC估計(jì)算法269
10.3.1 電池組融合估計(jì)算法269
10.3.2 基于CMM的SOC估計(jì)算法275
10.3.3 基于CDM的SOC估計(jì)算法277
10.4 實(shí)驗(yàn)和仿真設(shè)計(jì)277
10.4.1 仿真平臺277
10.4.2 實(shí)驗(yàn)平臺278
10.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果279
10.5.1 12個串聯(lián)電池組仿真結(jié)果279
10.5.2 4個串聯(lián)電池組實(shí)驗(yàn)結(jié)果283
10.5.3 故障容錯驗(yàn)證286
10.6 本章小結(jié)287
參考文獻(xiàn)288
第11章 基于多時間尺度SOC和容量估計(jì)的鋰離子電池組被動均衡策略290
11.1 引言290
11.2 多時間尺度的電池組SOC和容量估計(jì)的均衡策略292
11.2.1 整體架構(gòu)292
11.2.2 MCDM293
11.2.3 多時間尺度電池組SOC和容量估計(jì)295
11.2.4 均衡策略300
11.3 仿真驗(yàn)證303
11.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)303
11.3.2 電池組SOC和容量估計(jì)結(jié)果305
11.3.3 均衡性能分析308
11.4 本章小結(jié)312
參考文獻(xiàn)313
第12章 基于模糊化熱力學(xué)SOC的電池組主動均衡策略315
12.1 引言315
12.2 基于熱力學(xué)SOC的均衡策略315
12.2.1 均衡判據(jù)的選擇315
12.2.2 均衡目標(biāo)的制定318
12.3 考慮OCV不一致性的SOC估計(jì)誤差319
12.3.1 OCV不一致性分析319
12.3.2 SOC-OCV及SOC估計(jì)誤差模型的建立320
12.4 利用模糊控制實(shí)現(xiàn)均衡策略321
12.4.1 模糊控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)321
12.4.2 模糊控制器的設(shè)計(jì)322
12.4.3 均衡電路的設(shè)計(jì)324
12.4.4 均衡時間的計(jì)算325
12.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證326
12.5.1 均衡實(shí)驗(yàn)平臺326
12.5.2 均衡實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證328
12.6 本章小結(jié)332
參考文獻(xiàn)333
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