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内容简介
《锂电池等效电路建模与荷电状态估计》是“电气工程新技术丛书”中的一本，全书以动力锂离子蓄电池（简称动力锂电池）等效建模和荷电状态估计方法为基础，主要讲述了锂电池荷电状态监测中的关键技术，可为动力锂电池管理系统的设计和应用提供技术参考。 《锂电池等效电路建模与荷电状态估计》针对动力锂电池应用的技术要求，主要包括锂电池概述、等效建模、参数辨识、荷电状态估计方法与设计实例等内容，特色鲜明、内容系统、实例丰富。 《锂电池等效电路建模与荷电状态估计》既可作为高等院校控制科学与控制、自动化、电气工程等相关专业的教材，又可作为新能源测控技术研究人员的参考书。
章节目录
- 封面
- 书名页
- 版权页
- 前言
- 目录
- 第1章 锂电池概述
- 1.1 锂电池的背景与意义
- 1.2 锂电池工作机理分析
- 1.2.1 锂电池简述
- 1.2.2 锂电池的组成
- 1.2.3 锂电池的工作原理
- 1.2.4 锂电池的分段充电
- 1.2.5 锂电池的外形分类
- 1.2.6 锂电池的优缺点
- 1.3 锂电池的基本概念
- 1.3.1 电压特性
- 1.3.2 电流特性
- 1.3.3 温度特性
- 1.3.4 容量特性
- 1.3.5 充放电倍率
- 1.3.6 充放电次数
- 1.3.7 锂电池功率
- 1.3.8 内阻特性
- 1.3.9 荷电状态
- 1.3.10 放电深度
- 1.3.11 自放电率
- 1.3.12 库伦效率
- 1.4 锂电池的应用领域和发展趋势
- 1.4.1 锂电池的发展历史
- 1.4.2 主要应用领域
- 1.4.3 行业发展趋势
- 1.4.4 国内发展现状和前景
- 第2章 锂电池类型及其特点
- 2.1 锂电池的分类与特点
- 2.1.1 磷酸铁锂电池
- 2.1.2 钴酸锂电池
- 2.1.3 锰酸锂电池
- 2.1.4 三元聚合物锂电池
- 2.1.5 钛酸锂电池
- 2.2 不同类型锂电池对比分析
- 2.3 锂电池的工作特性
- 2.3.1 锂电池的充电特性
- 2.3.2 锂电池的放电特性
- 2.3.3 锂电池的温度特性
- 第3章 电池管理与等效建模
- 3.1 电池管理系统
- 3.1.1 电池管理系统概述
- 3.1.2 电池管理系统及其必要性
- 3.2 等效电路建模方法分析
- 3.2.1 电池建模概述
- 3.2.2 电池建模类型及概念
- 3.2.3 电池Rint模型
- 3.2.4 电池Thevenin模型
- 3.2.5 电池PNGV模型
- 3.2.6 电池GNL模型
- 3.2.7 改进的电池模型
- 3.2.8 电池模型的建立
- 3.3 典型锂电池工作性能测试设备
- 3.3.1 常规充放电设备
- 3.3.2 电池工作环境模拟设备
- 3.3.3 电池组BMS测试设备
- 3.4 锂电池工作特性分析
- 3.4.1 内阻特性分析
- 3.4.2 材料特性分析
- 3.4.3 充放电特性分析
- 3.4.4 开路电压特性分析
- 3.4.5 温度特性分析
- 3.5 等效建模与参数辨识
- 3.5.1 等效建模方法概述
- 3.5.2 等效电路建模与状态空间表达
- 3.5.3 等效模型与参数辨识方法概述
- 第4章 动力锂电池测试平台搭建与实验分析
- 4.1 理论研究
- 4.1.1 电池性能的影响因素
- 4.1.2 等效模型对比分析
- 4.2 系统设计与实验分析
- 4.2.1 充放电系统设计
- 4.2.2 特性实验与分析
- 4.2.3 混合脉冲功率特性测试实验
- 4.3 参数辨识
- 4.3.1 取点计算法
- 4.3.2 曲线拟合法
- 4.3.3 等效模型参数验证
- 4.4 锂电池Thevenin模型与参数辨识
- 4.4.1 电池模型与状态空间描述
- 4.4.2 锂电池Thevenin模型参数辨识
- 4.4.3 模型参数结果及分析
- 第5章 锂电池PNGV等效电路建模与参数辨识
- 5.1 锂电池PNGV模型及改进
- 5.1.1 电池PNGV电路模型
- 5.1.2 内阻测量方法
- 5.1.3 内阻辨识实验
- 5.2 模型参数辨识方法研究
- 5.2.1 实验方法选择
- 5.2.2 模型参数辨识
- 5.3 实验设计与结果分析
- 5.3.1 实验设备与步骤
- 5.3.2 实验结果
- 5.3.3 参数变化曲线拟合
- 5.4 实验验证
- 5.4.1 仿真模型的构建
- 5.4.2 仿真结果与分析
- 第6章 基于遗忘因子最小二乘的模型参数辨识
- 6.1 辨识原理分析
- 6.1.1 最小二乘法原理
- 6.1.2 加入遗忘因子的最小二乘法辨识
- 6.1.3 电池模型的最小二乘形式
- 6.2 实验分析
- 6.2.1 算法仿真分析
- 6.2.2 实验特性研究
- 6.2.3 脉冲实验
- 6.3 模型效果验证
- 第7章 基于改进Nernst模型的锂电池参数辨识
- 7.1 锂电池Nernst模型及改进
- 7.2 模型参数辨识方法研究
- 7.2.1 状态空间描述
- 7.2.2 模型参数辨识
- 7.3 实验设计与结果分析
- 7.3.1 实验设备与步骤
- 7.3.2 实验结果
- 7.3.3 辨识结果
- 7.4 多倍率组合模拟工况下的实验验证
- 第8章 荷电状态估计基础
- 8.1 荷电状态定义与影响因素
- 8.1.1 荷电状态的定义
- 8.1.2 影响SOC的主要因素
- 8.2 荷电状态估计研究现状
- 8.3 现有估计方法概述
- 8.3.1 基础方法
- 8.3.2 卡尔曼滤波及其扩展算法
- 8.3.3 其他方法
- 8.3.4 基于优势互补的算法融合与比较
- 8.4 国家标准中不同工况测试概述
- 8.4.1 混合动力乘用车用功率型蓄电池
- 8.4.2 混合动力商用车用功率型蓄电池
- 8.4.3 纯电动乘用车用能量型蓄电池
- 8.4.4 纯电动商用车用能量型蓄电池
- 第9章 基于Thevenin模型的SOC估计和端电压跟踪
- 9.1 跟踪模型构建与参数辨识
- 9.1.1 跟踪模型的构建
- 9.1.2 模型参数辨识
- 9.2 迭代计算与模型构建
- 9.2.1 卡尔曼滤波法计算流程
- 9.2.2 扩展卡尔曼滤波法
- 9.2.3 估计过程的迭代计算
- 9.2.4 实时SOC估计模型构建
- 9.3 实验效果分析
- 9.3.1 端电压跟踪结果
- 9.3.2 SOC估计效果分析
- 第10章 基于无迹卡尔曼滤波的锂电池SOC估计
- 10.1 锂电池SOC估计概述
- 10.2 无迹卡尔曼滤波法
- 10.3 基于Thevenin和UKF的SOC估计
- 10.3.1 无迹变换
- 10.3.2 估计模型构建
- 10.4 实验效果分析
- 10.4.1 恒流放电实验分析
- 10.4.2 模型实现与工况实验分析
- 10.4.3 循环放电搁置工况下实验分析
- 10.4.4 动态应力测试工况下实验分析
- 第11章 基于二阶RC模型和EKF的SOC估计
- 11.1 等效模型构建
- 11.1.1 二阶等效模型
- 11.1.2 电池HPPC实验与参数辨识
- 11.1.3 二阶模型的效果分析
- 11.1.4 输出结果差分原因分析
- 11.2 扩展卡尔曼滤波
- 11.3 基于EKF的SOC估计
- 11.4 实验效果分析
- 11.4.1 BBDST工况
- 11.4.2 结果验证
- 第12章 基于改进EKF的锂电池SOC估计
- 12.1 现有算法的对比分析
- 12.2 等效建模与状态空间描述
- 12.2.1 等效电路分析
- 12.2.2 状态方程构建
- 12.3 改进EKF法
- 12.4 实验与分析
- 12.4.1 模型构建
- 12.4.2 实验结果与分析
- 第13章 基于等效模型和EKF的锂电池SOC估计
- 13.1 锂电池等效建模
- 13.1.1 Thevenin等效模型
- 13.1.2 电池HPPC实验及参数辨识
- 13.1.3 模型精度验证
- 13.2 算法仿真与系统设计
- 13.2.1 EKF法分析
- 13.2.2 基于Simulink的模型构建
- 13.2.3 仿真环境搭建
- 13.2.4 验证与分析
- 13.3 静态SOC估计方法
- 13.3.1 坐标转换法
- 13.3.2 二分法迭代算法
- 13.4 实验结果分析
- 第14章 基于UKF-EKF的锂电池SOC估计
- 14.1 联合UKF-EKF估计的特点与优势
- 14.2 基于UKF-EKF法的SOC估计实现
- 14.3 实验结果分析
- 第15章 基于等效建模和改进UKF的SOC估计
- 15.1 锂电池SOC估计等效模型构建
- 15.2 平方根无迹卡尔曼滤波法
- 15.2.1 Cholesky分解与QR分解
- 15.2.2 SR-UKF法流程
- 15.3 改进算法实现SOC估计
- 15.3.1 标准协方差匹配算法
- 15.3.2 改进的协方差匹配算法
- 15.4 仿真与实验分析
- 第16章 基于支持向量机的锂电池SOC估计
- 16.1 研究背景
- 16.2 理论方法研究
- 16.2.1 估计方法研究
- 16.2.2 核函数和参数的选择
- 16.3 系统设计与实验结果
- 16.3.1 锂电池充电过程
- 16.3.2 锂电池放电过程
- 第17章 基于自适应卡尔曼滤波法的锂电池SOC估计
- 17.1 锂电池状态空间模型构建
- 17.2 自适应卡尔曼滤波法与SOC估计
- 17.2.1 自适应卡尔曼滤波法概述
- 17.2.2 迭代计算过程
- 17.3 基于AKF的SOC估计
- 17.3.1 迭代计算框架设计
- 17.3.2 基于AKF的计算步骤
- 17.3.3 模型设计与实现
- 17.4 实验分析
- 17.4.1 HPPC实验
- 17.4.2 模型参数辨识
- 17.4.3 等效模型参数实验验证
- 17.4.4 锂电池SOC估计实验
- 第18章 基于粒子滤波的锂电池SOC估计
- 18.1 粒子滤波法
- 18.1.1 贝叶斯估计
- 18.1.2 蒙特卡罗法
- 18.1.3 重要性采样
- 18.2 粒子滤波估计SOC的实现
- 18.2.1 等效电路建模
- 18.2.2 计算流程
- 18.2.3 粒子退化
- 18.2.4 重采样
- 18.3 算法验证与分析
- 18.3.1 参数辨识实验
- 18.3.2 电池SOC估计实验
- 参考文献
- 封底
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锂电池等效电路建模与荷电状态估计是2021年由机械工业出版社出版,作者王顺利 李小霞 熊莉英 等。
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