《動力電池管理繫統核心算法（*2版）》結合作者多年來的研究實踐，闡述了電動汽車動力電池管理繫統的特點及其核心算法開發的關鍵技術問題，詳細介紹了動力電池測試、建模、狀態估計、剩餘壽命預測、故障診斷、低溫加熱、優化充電、算法開發、評估與測試以及新一代動力電池管理繫統，並配有詳細的算法實踐步驟和開發流程，專注於分析當代新能源領域及動力電池發展存在的關鍵問題，從技術先進性和共性基礎理論兩方面幫助讀者掌握新能源汽車動力電池管理繫統的核心算法。

《動力電池管理繫統核心算法（*2版）》可作為高等院校車輛工程相關專業（特別是新能源汽車專業）高年級和研究生的專業課教科書，也可作為電化學儲能、電氣化交通等相關領域技術人員的參考書。

叢書序

第 2版前言

第 1版前言

第 1章動力電池及其管理概述 1 

1.1我國新能源汽車的發展規劃 1 

1.2動力電池繫統的應用要求 4 

1.2.1純電動汽車 5 

1.2.2混合動力汽車 6 

1.2.3插電式混合動力汽車 7 

1.2.4相關研發指標 7 

1.2.5全氣候動力電池繫統應用要求 8 

1.3動力電池 8 

1.3.1動力電池的發展背景 9 

1.3.2鋰離子動力電池的原理與分類 10 

1.3.3磷酸鐵鋰鋰離子動力電池 12 

1.3.鋰離子動力電池 14 

1.3.5其他類型的動力電池 16 

1.4動力電池管理繫統 19 

1.4.1BMS的基本功能 19 

1.4.2BMS的拓撲結構 21 

1.4.3BMS的開發流程 24 

1.5本章小結 25

第 2章動力電池測試 26 

2.1動力電池測試平臺 26 

2.1.1充放電性能測試設備 26 

2.1.2交流充放電設備 27 

2.1.3阻抗特性測試設備 30 

2.1.4環境模擬設備 31 

2.1.5加速絕熱量熱儀 32 

2.1.6電觸發加熱測試平臺 33 

2.1.7惰性氣體手套箱 34 

2.2動力電池測試流程 35 

2.2.1國內外測試標準介紹 35 

2.2.2BMS算法開發與實驗設計 35 

2.2.3動力電池常規電性能測試 36 

2.2.4交流阻抗測試 42 

2.2.5剩餘壽命測試 44 

2.3動力電池測試數據 47 

2.4動力電池實驗特性分析 48 

2.4.1動力電池的溫度特性 48 

2.4.2動力電池的性能衰退特性 51 

2.4.3動力電池的壽命特性 53 

2.5本章小結 58

第 3章動力電池建模理論 59 

3.1電化學模型 59 

3.1.1模型介紹 59 

3.1.2模型構建 60 

3.1.3參數辨識 74 

3.1.4算例分析 74 

3.2等效電路模型 77 

3.2.1模型介紹 77 

3.2.2模型構建 79 

3.2.3參數辨識 81 

3.2.4算例分析 84 

3.3分數階模型 89 

3.3.1模型介紹 89 

3.3.2模型構建 91 

3.3.3參數辨識 92 

3.3.4算例分析 93 

3.4多模型融合 95 

3.4.1模型融合 95 

3.4.2神經網絡融合方法 96 

3.4.3算例分析 99 

3.5本章小結 102

第 4章動力電池狀態估計 104 

4.1動力電池 SOC估計 104 

4.1.1SOC估計方法分類 104 

4.1.2基於模型的 SOC估計方法 108 

4.1.3基於 EKF算法的 SOC估計方法 112 

4.1.4基於 AEKF算法的 SOC估計方法 115 

4.1.5基於 HIF算法的 SOC估計方法 120 

4.1.6基於集員估計算法的 SOC估計方法 122 

4.2動力電池 SOH估計 126 

4.2.1SOH估計方法分類 126 

4.2.2基於 SOC估計值的可用容量估計方法 131 

4.2.3基於響應面的可用容量估計方法 137 

4.2.4基於 ICA/DVA的 SOH估計方法 141 

4.3動力電池 SOC-SOH協同估計 146 

4.3.1問題描述 146 

4.3.2基於 MAEKF的協同估計方法 147 

4.3.3基於 MHIF的協同估計方法 157 

4.4動力電池 SOP預測 161 

4.4.1持續 SOP預測方法 161 

4.4.2典型瞬時 SOP預測方法 164 

4.4.3動力電池 SOC與 SOP聯合估計方法 172 

4.4.4SOP評價方法介紹 179 

4.5本章小結 181

第 5章動力電池繫統管理 182 

5.1動力電池繫統成組分析 182 

5.1.1動力電池組的“掃帚”現像 182 

5.1.2串聯與並聯動力電池組 183 

5.1.3典型混聯動力電池組性能分析 185 

5.2動力電池組均衡管理 190 

5.2.1動力電池被動均衡拓撲 190 

5.2.2動力電池主動均衡拓撲 191 

5.2.3動力電池均衡策略 199 

5.3動力電池組建模與狀態估計 201 

5.3.1電池組的不一致性分析 201 

5.3.2動力電池篩選方法 202 

5.3.3動力電池組繫統建模 208 

5.3.4基於特征電池單體的動力電池組狀態估計 212 

5.3.5基於差異的動力電池組狀態估計 214 

5.4本章小結 216

第 6章動力電池剩餘壽命預測 217 

6.1剩餘壽命預測的概述 217 

6.1.1問題描述 217 

6.1.2方法分類 218 

6.1.3概率分布 224 

6.2基於 Box-Cox變換的剩餘壽命預測 225 

6.2.1Box-Cox變換技術 225 

6.2.2應用流程 226 

6.2.3算例分析 228 

6.3基於長短時記憶循環神經網絡的剩餘壽命預測 232 

6.3.1長短時記憶循環神經網絡 233 

6.3.2應用流程 234 

6.3.3算例分析 237 

6.4本章小結 240

第 7章動力電池故障診斷 241 

7.1動力電池繫統故障類型 241 

7.1.1動力電池及部件故障 242 

7.1.2傳感器故障 245 

7.1.3執行器故障 246 

7.2故障診斷方法分類 246 

7.2.1基於電池模型的方法 247 

7.2.2基於信號分析的方法 248 

7.2.3基於數據驅動的方法 248 

7.2.4基於統計分析的方法 249 

7.2.5其他方法 249 

7.3動力電池繫統傳感器故障診斷及故障容錯 249 

7.3.1基於電池模型的故障檢測、隔離和辨識方法 250 

7.3.2傳感器故障容錯控制及多狀態估計校正 256 

7.3.3算例分析 257 

7.4本章小結 264

第 8章動力電池低溫加熱 265 

8.1動力電池低溫加熱方法分類 265 

8.1.1外部加熱法 266 

8.1.2內部加熱法 270 

8.2交流加熱方法 273 

8.2.1鋰離子動力電池生熱機理 273 

8.2.2交流加熱機理 273 

8.2.3自適應梯度加熱方法 277 

8.2.4自適應梯度加熱實例 281 

8.3復合加熱方法 283 

8.3.1復合加熱原理 284 

8.3.2復合加熱實驗流程 285 

8.3.3復合加熱實例 286 

8.4本章小結 288

第 9章動力電池優化充電 289 

9.1恆流和恆壓充電方法 289 

9.1.1恆流充電 289 

9.1.2恆壓充電 290 

9.1.3恆流恆壓充電 290 

9.1.4多階恆流充電 294 

9.1.5脈衝充電 294 

9.2交流充電方法 298 

9.3基於模型的優化充電方法 300 

9.3.1基於等效電路模型的方法 300 

9.3.2基於電化學模型的方法 301 

9.3.3應用算例 302 

9.4快速充電方法 307 

9.5本章小結 310

第 10章算法開發、評估與測試 311 

10.1算法開發流程 311 

10.1.1算法開發的一般流程 311 

10.1.2基於模型的“V”開發流程 312 

10.2繫統設計與仿真輔助軟件 315 

10.2.1軟件總體框架 315 

10.2.2軟件功能 315 

10.2.3算例分析 318 

10.3快速原型仿真測試 320 

10.3.1繫統構成 320 

10.3.2算法集成 322 

10.3.3算例分析 324 

10.4硬件在環算法測試 327 

10.4.1繫統構成 328 

10.4.2算法集成 329 

10.4.3測試評價 332 

10.5實車實驗驗證 335 

10.5.1轉鼓實驗臺測試 335 

10.5.2實際道路測試 335 

10.6本章小結 337

第 11章新一代動力電池管理繫統展望 338 

11.1新一代動力電池管理繫統概述 338 

11.2車 -雲協同架構 339 

11.3新一代動力電池管理繫統核心技術 341 

11.3.1先進傳感器技術 341 

11.3.2動力電池繫統精細化熱管理技術 343 

11.3.3電池主動管理技術 344 

11.3.4全壽命周期管理技術 345 

11.3.5區塊鏈技術 346 

11.3.6數字孿生技術 347 

11.4本章小結 349

參考文獻350