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电池系统工程



[导读]
本书专注于电池系统工程的学科领域,提供了开发先进电池管理系统所必需的背景、模型、求解技术和系统理论。全书内容涵盖了从基本电化学到相关系统工程等多个方面,并提供了用于电动和混合动力汽车平台系统工程的电池建模基础。本书主要内容包括:电池相关的电化学知识、电池建模中的控制方程和离散化方法、系统响应及不同类型电池模型、电池相关参数估计与电池管理系统。

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原书前言
第1章引言1
11储能应用1
12电池的作用3
13电池系统工程4
14基于模型的方法5
15电化学基础6
16电池设计7
17本书的目的8
第2章电化学10
21铅酸电池10
22镍-氢电池12
23锂离子14
24性能比较15
241能量密度和比能量15
242充电与放电17
243循环寿命19
244工作温度范围19
第3章控制方程20
31热力学与法拉第定律20
32电极动力学22
321Butler-Volmer方程23
322双电层电容24
33多孔电极的固相24
331嵌入物的传输25
332电荷守恒26
34多孔电极的电解液相27
341离子传输27
342电荷守恒30
343浓溶液理论32
35电池电压32
36电池温度33
361Arrhenius方程33
362能量守恒33
37副反应与老化34
习题36
第4章离散化方法41
41解析法42
411电解质扩散42
412铅电极中电解液-固相耦合扩散48
413锂离子电池和镍氢电池中的固相扩散49
42帕德近似法50
421锂离子电池中的固相扩散51
43积分近似法52
431电解液扩散52
432锂离子和镍氢电池中的固相扩散54
44Ritz法55
441单域中的电解液扩散55
442耦合域中的电解液扩散56
443铅电极中电解液-固相耦合扩散59
45有限元法60
451电解质扩散61
452锂离子电极中的电解液-固相耦合扩散62
46有限差分法63
461电解质扩散64
462在铅电极内的非线性电解质-固相耦合扩散64
47频域内的系统辨识66
471系统模型66
472最小二乘优化问题66
473优化方法68
474多重输出69
475系统辨识工具箱69
476实验数据70
习题70
第5章系统响应72
51时间响应73
511恒流充放电模式74
512铅酸电极对DST循环测试的响应80
52频率响应82
521电化学阻抗谱82
522离散效率84
53模型降阶89
531截断方法91
532群组划分91
533频率响应曲线的拟合92
534特性比较92
习题95
第6章电池系统建模99
61铅酸电池模型99
611控制方程100
612Ritz法离散化104
613数值收敛107
614仿真结果107
62锂离子电池模型112
621电子守恒113
622电荷守恒114
623反应动力学115
624电池电压115
625线性化115
626阻抗求解117
627FEM电解质扩散119
628整体系统的传递函数120
629时域模型和仿真结果121
63镍氢电池模型125
631固相扩散126
632电荷守恒128
633反应动力学128
634电池电压129
635仿真结果129
636线性化模型130
习题133
第7章估计135
71SOC(电池荷电状态)估计136
711SOC模型138
712瞬态SOC140
713电流积分法141
714电压查表法142
715状态估计法144
72最小二乘法模型校正148
721阻抗传递函数149
722最小二乘算法150
723举例说明152
724可辨识性153
73SOH估计155
731环境条件和电池寿命的参数化处理156
732参数估计157
733举例说明158
习题159
第8章电池管理系统161
81BMS硬件结构163
82充电模式166
83脉冲功率容量168
84动态功率限值171
85电池组管理174
851电池组动态特性174
852串联电池组中的电池均衡182
853热管理192
习题196
参考文献198

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