电池系统工程

书籍目录

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

作者简介

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。

本书适合电池系统工程相关设计人员和技术人员，以及高等院校相关专业师生阅读。

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