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目錄

譯者序

第1章引言

1.1電池管理系統(tǒng)及應(yīng)用

1.2技術(shù)現(xiàn)狀

1.3面臨的挑戰(zhàn)

第2章鋰離子電池原理

2.1電池運(yùn)行

2.2電池結(jié)構(gòu)

2.3電池化學(xué)

2.4安全性

2.5壽命

2.6性能

2.7集成

第3章大規(guī)模系統(tǒng)

3.1定義

3.2輔助設(shè)備

3.3負(fù)荷交互

3.4變化與差異

3.5應(yīng)用參數(shù)

第4章系統(tǒng)描述

4.1典型輸入

4.2典型輸出

4.3典型功能

4.4總結(jié)

第5章結(jié)構(gòu)

5.1單片式

5.2分布式

5.3半分布式

5.4連接方式

5.5額外的可擴(kuò)展性

5.6電池組架構(gòu)

5.7電源

5.8控制電源

5.9計(jì)算架構(gòu)

第6章測(cè)量

6.1電池電壓測(cè)量

6.2電流測(cè)量

6.2.1電流傳感器

6.2.2電流感測(cè)

6.3電流和電壓同步

6.4溫度測(cè)量

6.5測(cè)量不確定度和電池管理系統(tǒng)性能

6.6互鎖狀態(tài)

目錄鋰離子電池管理系統(tǒng)第7章控制

7.1接觸器控制

7.2軟起動(dòng)或預(yù)充電電路

7.3控制拓?fù)?/p>

7.4接觸器分閘瞬態(tài)

7.5顫動(dòng)檢測(cè)

7.6節(jié)能器

7.7接觸器拓?fù)?/p>

7.8接觸器故障檢測(cè)

第8章電池管理系統(tǒng)功能

8.1充電策略

8.1.1恒流/恒壓充電方法

8.1.2目標(biāo)電壓充電方法

8.1.3恒流充電方法

8.2熱管理

8.3運(yùn)行模式

第9章高壓電子的基本原理

9.1高壓直流故障

9.2高壓電子安全性

9.3導(dǎo)電性負(fù)極細(xì)絲

9.4浮動(dòng)測(cè)量

9.4.1Y型電容

9.5高壓絕緣

9.6絕緣設(shè)備靜電抑制

9.7絕緣檢測(cè)

第10章通信

10.1概念

10.2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

10.2.1I2C/SPI

10.2.2RS-232 和 RS-485

10.2.3局域互聯(lián)網(wǎng)

10.2.4CAN

10.2.5Ethernet和TCP/IP

10.2.6Modbus

10.2.7FlexRay

10.3網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

第11章電池模型

11.1概述

11.2戴維南等效電路

11.3滯后現(xiàn)象

11.4庫(kù)侖效率

11.5非線性元件

11.6自放電模型

11.7電池物理模型

11.7.1Doyle-Fuller-Newman模型

11.7.2單粒子模型

11.8電池模型的狀態(tài)空間表示

參考文獻(xiàn)

第12章參數(shù)識(shí)別

12.1蠻力方法

12.2在線參數(shù)識(shí)別

12.3SOC/OCV 特征

12.4卡爾曼濾波

12.5遞歸最小二乘法

12.6電化學(xué)阻抗譜

第13章限制算法

13.1用途

13.2目標(biāo)

13.3限制策略

13.4確定安全操作區(qū)域

13.5溫度

13.6SOC/DOD

13.7電池電壓

13.8故障

13.9一階預(yù)測(cè)功率限制

13.10極化依賴極限

13.11限制違規(guī)檢測(cè)

13.12多串聯(lián)電池組并行的限制

第14章平衡充電

14.1平衡策略

14.2平衡優(yōu)化

14.3電荷轉(zhuǎn)移平衡

14.3.1快速電容

14.3.2感應(yīng)電荷轉(zhuǎn)移平衡

14.3.3變壓器電荷平衡

14.4耗散平衡

14.5平衡故障

第15章荷電狀態(tài)估測(cè)算法

15.1概述

15.2技術(shù)

15.3定義

15.4庫(kù)侖計(jì)數(shù)

15.5SOC的校正

15.6OCV的測(cè)量

15.7溫度補(bǔ)償

15.8卡爾曼濾波

15.9其他觀察方法

參考文獻(xiàn)

第16章健康狀態(tài)估測(cè)算法

16.1健康狀態(tài)

16.2故障機(jī)制

16.3預(yù)測(cè)性SOH模型

16.4阻抗檢測(cè)

16.4.1被動(dòng)法

16.4.2主動(dòng)法

16.5容量估算

16.6自放電檢測(cè)

16.7參數(shù)估算

16.8雙回路系統(tǒng)

16.9剩余使用壽命估算

16.10粒子濾波器

參考文獻(xiàn)

第17章故障檢測(cè)

17.1概述

17.2故障檢測(cè)

17.2.1過度充電/過度放電

17.2.2過溫

17.2.3過載電流

17.2.4電池失衡/過度自放電

17.2.5內(nèi)部短路檢測(cè)

17.2.6鋰電鍍層檢測(cè)

17.2.7通風(fēng)檢測(cè)

17.2.8過度容量減損

17.3應(yīng)對(duì)策略

參考文獻(xiàn)

第18章硬件實(shí)現(xiàn)

18.1包裝和產(chǎn)品研發(fā)

18.2電池管理系統(tǒng)的集成電路選擇

18.3構(gòu)件選型

18.3.1微處理器

18.3.2其他構(gòu)件

18.4電路設(shè)計(jì)

18.5布局

18.6EMC

18.7電源架構(gòu)

18.8制造

第19章軟件實(shí)現(xiàn)

19.1安全關(guān)鍵軟件

19.2設(shè)計(jì)目標(biāo)

19.3安全關(guān)鍵軟件的分析

19.4驗(yàn)證

19.5模型實(shí)現(xiàn)

19.6平衡

19.7溫度對(duì)SOC估算的影響

第20章安全

20.1功能安全

20.2危害分析

20.3安全目標(biāo)

20.4安全概念和策略

20.5安全參考設(shè)計(jì)

第21章數(shù)據(jù)收集

21.1使用壽命數(shù)據(jù)收集

第22章魯棒性與穩(wěn)定性

22.1故障模式分析

22.2環(huán)境耐久性

22.3濫用情況

22.4可靠性工程

第23章最佳案例

23.1工程系統(tǒng)開發(fā)

23.2行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

23.3質(zhì)量

第24章未來發(fā)展

24.1子模塊建模

24.2自適應(yīng)算法

24.3高級(jí)安全性

24.4系統(tǒng)集成

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前言/序言

譯者序

近年來，在世界各國(guó)政府的大力支持下，以鋰離子電池為首的電化學(xué)電池技術(shù)受電力儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等新型應(yīng)用需求的帶動(dòng)，市場(chǎng)規(guī)模以可觀的增長(zhǎng)率逐步提高，現(xiàn)代電池管理系統(tǒng)受到越來越多領(lǐng)域的關(guān)注?，F(xiàn)代電池管理系統(tǒng)部件為幾乎每個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域提供了高可靠性和高質(zhì)量的電子控制系統(tǒng)。因此，電池系統(tǒng)有望成為一種安全可靠的能源，通過現(xiàn)代電池單體和化學(xué)技術(shù)提供高性能的表現(xiàn)。

本書全面詳細(xì)地介紹了鋰離子電池領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r和技術(shù)發(fā)展。本書中的方法、設(shè)計(jì)和技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)以合理的成本提供可接受性能的系統(tǒng)。通常，降低電路、模型和算法的復(fù)雜性是實(shí)現(xiàn)實(shí)際成本目標(biāo)所必需的，書中概述了這些權(quán)衡的有效方法。用于測(cè)量和計(jì)算隱性電池參數(shù)(如充電狀態(tài))的預(yù)測(cè)算法的發(fā)展也取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。現(xiàn)代電池管理系統(tǒng)結(jié)合了從基本物理和電池性能測(cè)試的機(jī)理模型發(fā)展而來的電池模型，該模型可以在電池工作時(shí)通過動(dòng)態(tài)測(cè)量模型參數(shù)進(jìn)行更新，這不僅確保模型保持正確，而且可以監(jiān)控電池隨時(shí)間的老化，同時(shí)可以測(cè)量電池的健康狀況，并在適當(dāng)?shù)那闆r下采取行動(dòng)。

本書引言介紹了電池管理系統(tǒng)及應(yīng)用、技術(shù)現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)；鋰離子電池原理，講述了電池運(yùn)行、電池結(jié)構(gòu)和電池化學(xué)；大規(guī)模系統(tǒng)的定義，講述了輔助設(shè)備、負(fù)荷交互、變化與差異及應(yīng)用參數(shù)；系統(tǒng)描述、結(jié)構(gòu)和測(cè)量；并對(duì)有關(guān)系統(tǒng)控制的各方面、電池管理系統(tǒng)功能方面、高壓電子的基本原理、通信、電池模型、參數(shù)識(shí)別、限制算法、平衡充電、荷電狀態(tài)估測(cè)算法、健康狀態(tài)估測(cè)算法、故障檢測(cè)、硬件實(shí)現(xiàn)、軟件實(shí)現(xiàn)等都進(jìn)行了描述和介紹。

本書將重點(diǎn)介紹最常見的技術(shù)，并討論可用于開發(fā)實(shí)際系統(tǒng)的合適的實(shí)現(xiàn)方法。與其他電池相比，鋰離子電池在計(jì)算電池充電狀態(tài)時(shí)面臨著獨(dú)特的挑戰(zhàn)，這需要更復(fù)雜的方法，而大規(guī)模鋰離子系統(tǒng)應(yīng)用需要比以往電池供電應(yīng)用更高的精度。在科學(xué)文獻(xiàn)中已經(jīng)提出了許多模擬和建模技術(shù)，用于完成電池管理系統(tǒng)所需的許多復(fù)雜軟件任務(wù)，如計(jì)算充電狀態(tài)、電池容量、模型參數(shù)和功率限制。控制理論和狀態(tài)估計(jì)的許多概念已被用于確定電池參數(shù)。

本書適合想要了解和研究電池相關(guān)技術(shù)的讀者，電氣專業(yè)領(lǐng)域的教師、研究生以及相關(guān)工作人員。

許多人都對(duì)本書做出了很大的貢獻(xiàn)，感謝機(jī)械工業(yè)出版社為本書的出版提供指導(dǎo)，感謝所有人的支持！

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