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鋰離子電池多尺度建模及狀態估計/智能電動車輛儲能技術與應用系列

作者：戴海峰//姜波//魏學哲|責編:王婕
出版社：機械工業
ISBN：9787111793014

出版日期：2026/01/01
裝幀：平裝
頁數：208

人民幣：RMB 128 元售價：元

內容大鋼

動力電池是新能源汽車的核心組成部分。作為一個複雜的電化學系統，動力電池具有顯著的多尺度特性，包括多時間尺度特性和多空間尺度特性，這給電池建模及狀態估計帶來了挑戰。本書介紹了動力電池系統及其管理技術的應用需求及基礎概念，梳理了現有電池管理中的關鍵技術及其發展歷程，分析了電池多尺度問題對電池管理的影響；針對多時間尺度問題，基於電化學測試與脈衝測試分析了電池的多時間尺度特性，系統性地介紹了考慮多時間尺度特性的電池建模與狀態估計技術；針對多空間尺度問題，分析了電池多空間尺度的基本特性，聚焦于不一致性影響下的電池模組狀態估計，闡述了電池荷電狀態、容量、功率狀態等關鍵狀態的估計技術；探討了多尺度問題下對電池管理系統的技術需求，為上述演算法與技術提供了系統級的支撐基礎。
本書適合新能源汽車動力電池系統設計、開發、測試和維護等領域的從業人員學習參考，也可作為高等院校汽車相關專業師生的參考用書。

作者介紹

戴海峰//姜波//魏學哲|責編:王婕

前言
第1章  電池系統及其管理技術概述
  1.1  電池系統的頂層需求
    1.1.1  電池系統的重要性
    1.1.2  頂層對象對電池系統的應用需求
  1.2  電池基礎知識概述
    1.2.1  電池的發展現狀
    1.2.2  電池的工作原理與類型
    1.2.3  電池的基本參數與概念
    1.2.4  電池的老化特性
  1.3  電池管理技術概述
    1.3.1  電池管理技術的發展過程
    1.3.2  電池管理技術的技術架構
  1.4  本章小結
第2章  電池管理中的建模與狀態估計
  2.1  電池特性分析
    2.1.1  電池基本測試方法
    2.1.2  電池特性初步分析
  2.2  電池建模技術
    2.2.1  電池建模的必要性分析
    2.2.2  電池建模的基本形式
  2.3  電池狀態估計技術
    2.3.1  電池常用狀態定義及分析
    2.3.2  電池狀態估計技術的發展現狀
  2.4  電池系統多尺度特性
    2.4.1  電池多時間尺度問題
    2.4.2  電池多空間尺度問題
  2.5  本章小結
第3章  電池多時間尺度的基本特性
  3.1  電池多時間尺度問題中的實驗研究方法
    3.1.1  電化學測試
    3.1.2  時域脈衝法
    3.1.3  弛豫時間分析
  3.2  電池動態特性的多時間尺度特性分析
    3.2.1  實驗特性分析
    3.2.2  電池動態特性中多時間尺度的影響分析
  3.3  多時間尺度辨識方法的初步探索
    3.3.1  多時間尺度辨識方法概述
    3.3.2  電池狀態對時間尺度的影響
  3.4  本章小結
第4章  電池多時間尺度建模及參數辨識
  4.1  基於等效電路模型的電池建模
    4.1.1  鋰離子電池等效電路模型
    4.1.2  基於遞推最小二乘法的模型參數辨識
    4.1.3  現有模型辨識方法的不足
  4.2  基於約束最小二乘法的電池多時間尺度參數辨識
    4.2.1  模型參數辨識原理
    4.2.2  模型參數辨識步驟
    4.2.3  電池多時間尺度確定
    4.2.4  模型參數辨識算例分析

  4.3  考慮時間尺度分離的電池模型自適應辨識方法
    4.3.1  自適應辨識方法原理
    4.3.2  自適應辨識方法設計
    4.3.3  參數辨識收斂性分析
    4.3.4  自適應辨識方法算例分析
  4.4  本章小結
第5章  電池多時間尺度狀態估計
  5.1  電池SOC和容量聯合估計分析
  5.2  基於自適應卡爾曼濾波的電池SOC自適應估計
    5.2.1  自適應擴展卡爾曼濾波演算法
    5.2.2  電池SOC估計演算法驗證及分析
  5.3  基於可變多時間尺度的SOC與容量聯合估計
    5.3.1  問題描述
    5.3.2  總體最小二乘法技術
    5.3.3  應用流程
    5.3.4  演算法關鍵參數確定
    5.3.5  聯合估計演算法驗證及分析
  5.4  本章小結
第6章  電池系統多空間尺度的基本特性
  6.1  鋰離子電池不一致的表現規律
    6.1.1  單體參數不一致性表現規律
    6.1.2  單體狀態不一致性表現規律
  6.2  電池成組特性分析
    6.2.1  電池組基本拓撲結構
    6.2.2  電池組性能表徵量定義
    6.2.3  電池組一致性表徵量定義
  6.3  電池組的一致性演變特性實驗及規律分析
    6.3.1  串聯電池模組實驗設置
    6.3.2  串聯電池一致性演變特性分析
    6.3.3  並聯電池模組實驗設置
    6.3.4  並聯電池一致性演變特性分析
  6.4  電池模組的一致性演變機理分析
    6.4.1  電池模組的一致性演變規律總結
    6.4.2  一致性演變機理分析
  6.5  本章小結
第7章  電池系統多空間尺度的荷電狀態與容量估計
  7.1  考慮電池不一致的電池狀態估計
  7.2  基於ANFIS演算法的電池模組SOC估計方法
    7.2.1  問題描述與方法原理
    7.2.2  ANFIS演算法介紹
    7.2.3  基於ANFIS演算法的電池模組SOC估計方法應用流程
    7.2.4  算例分析
  7.3  基於差異擴展模型的電池模組SOC與容量聯合估計方法
    7.3.1  問題描述與雙層差異模型構建
    7.3.2  演算法框架
    7.3.3  算例分析
  7.4  本章小結
第8章  電池系統多空間尺度的功率狀態預測
  8.1  單體電池功率狀態預測方法
    8.1.1  功率預測原理及問題

    8.1.2  基於多參數約束的單體功率預測方法
    8.1.3  基於多參數約束的單體功率預測方法算例分析
  8.2  考慮單體不一致的電池模組參數辨識
    8.2.1  用於電池模組參數辨識的參數權向量
    8.2.2  考慮單體不一致的電池模組參數辨識應用流程
    8.2.3  考慮單體不一致的電池模組參數辨識算例分析
  8.3  考慮單體不一致的電池模組功率狀態估計
    8.3.1  考慮單體不一致的電池模組功率狀態演算法設計
    8.3.2  考慮單體不一致的電池組功率狀態算例分析
  8.4  本章小結
第9章  電池系統多空間尺度的能量狀態預測
  9.1  鋰離子電池單體的剩餘能量預測演算法研究
    9.1.1  用於剩餘可用能量預測的未來工況
    9.1.2  鋰離子電池單體的剩餘可用能量估計演算法設計
    9.1.3  算例分析
  9.2  考慮單體不一致性的電池組剩餘可用能量預測方法
    9.2.1  單體不一致性對剩餘能量的影響分析
    9.2.2  電池模組中SOC與內阻的聯合估計
    9.2.3  電池模組的剩餘能量預測方法
    9.2.4  算例分析
  9.3  基於電-熱耦合模型的鋰離子電池組剩餘可用能量預測方法
    9.3.1  鋰離子電池電-熱耦合模型構建
    9.3.2  鋰離子電池單體溫度預測方法
    9.3.3  鋰離子電池模組溫度預測方法
    9.3.4  基於電-熱耦合模型的鋰離子電池組剩餘可用能量預測演算法
  9.4  本章小結
第10章  多尺度問題中的電池管理系統技術
  10.1  電池多尺度管理系統的技術需求
    10.1.1  電池管理系統基本拓撲
    10.1.2  電池管理系統基本功能
    10.1.3  電池測量功能介紹
    10.1.4  其他典型功能介紹
  10.2  電池管理系統設計與開發流程
    10.2.1  基於V模式的系統開發流程
    10.2.2  基於功能安全的系統開發流程
  10.3  本章小結
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