內容簡介

《鋰電池等效電路建模與荷電狀態估計》是“電氣工程新技術叢書”中的一本，全書以動力鋰離子蓄電池（簡稱動力鋰電池）等效建模和荷電狀態估計方法為基礎，主要講述了鋰電池荷電狀態監測中的關鍵技術，可為動力鋰電池管理繫統的設計和應用提供技術參考。

《鋰電池等效電路建模與荷電狀態估計》針對動力鋰電池應用的技術要求，主要包括鋰電池概述、等效建模、參數辨識、荷電狀態估計方法與設計實例等內容，特色鮮明、內容繫統、實例豐富。

《鋰電池等效電路建模與荷電狀態估計》既可作為高等院校控制科學與控制、自動化、電氣工程等相關專業的教材，又可作為新能源測控技術研究人員的參考書。

  目錄

前言

*1章鋰電池概述

1*1鋰電池的背景與意義

1*2鋰電池工作機理分析

1*2*1鋰電池簡述

1*2*2鋰電池的組成

1*2*3鋰電池的工作原理

1*2*4鋰電池的分段充電

1*2*5鋰電池的外形分類

1*2*6鋰電池的優缺點

1*3鋰電池的基本概念

1*3*1電壓特性

1*3*2電流特性

1*3*3溫度特性

1*3*4容量特性

1*3*5充放電倍率

1*3*6充放電次數

1*3*7鋰電池功率

1*3*8內阻特性

1*3*9荷電狀態

1*3*10放電深度

1*3*11自放電率

1*3*12庫倫效率

1*4鋰電池的應用領域和發展趨勢

1*4*1鋰電池的發展歷史

1*4*2主要應用領域

1*4*3行業發展趨勢

1*4*4國內發展現狀和前景

*2章鋰電池類型及其特點

2*1鋰電池的分類與特點

2*1*1磷酸鐵鋰電池

2*1*2鈷酸鋰電池

2*1*3錳酸鋰電池

2*1聚合物鋰電池

2*1*5鈦酸鋰電池

2*2不同類型鋰電池對比分析

2*3鋰電池的工作特性

2*3*1鋰電池的充電特性

2*3*2鋰電池的放電特性

2*3*3鋰電池的溫度特性

第3章電池管理與等效建模

3*1電池管理繫統

3*1*1電池管理繫統概述

3*1*2電池管理繫統及其必要性

3*2等效電路建模方法分析

3*2*1電池建模概述

3*2*2電池建模類型及概念

3*2*3電池Rint模型

3*2*4電池Thevenin模型

3*2*5電池PNGV模型

3*2*6電池GNL模型

3*2*7改進的電池模型

3*2*8電池模型的建立

3*3典型鋰電池工作性能測試設備

3*3*1常規充放電設備

3*3*2電池工作環境模擬設備

3*3*3電池組BMS測試設備

3*4鋰電池工作特性分析

3*4*1內阻特性分析

3*4*2材料特性分析

3*4*3充放電特性分析

3*4*4開路電壓特性分析

3*4*5溫度特性分析

3*5等效建模與參數辨識

3*5*1等效建模方法概述

3*5*2等效電路建模與狀態空間表達

3*5*3等效模型與參數辨識方法概述

第4章動力鋰電池測試平臺搭建與

實驗分析

4*1理論研究

4*1*1電池性能的影響因素

4*1*2等效模型對比分析

4*2繫統設計與實驗分析

4*2*1充放電繫統設計

4*2*2特性實驗與分析

4*2*3混合脈衝功率特性測試實驗

4*3參數辨識

4*3*1取點計算法

4*3*2曲線擬合法

4*3*3等效模型參數驗證

4*4鋰電池Thevenin模型與參數

辨識

4*4*1電池模型與狀態空間描述

4*4*2鋰電池Thevenin模型參數辨識

4*4*3模型參數結果及分析

第5章鋰電池PNGV等效電路建模與

參數辨識

5*1鋰電池PNGV模型及改進

5*1*1電池PNGV電路模型

5*1*2內阻測量方法

5*1*3內阻辨識實驗

5*2模型參數辨識方法研究

5*2*1實驗方法選擇

5*2*2模型參數辨識

5*3實驗設計與結果分析

5*3*1實驗設備與步驟

5*3*2實驗結果

5*3*3參數變化曲線擬合

5*4實驗驗證

5*4*1仿真模型的構建

5*4*2仿真結果與分析

第6章基於遺忘因子*小二乘的模型

參數辨識

6*1辨識原理分析

6*1*1*小二乘法原理

6*1*2加入遺忘因子的*小二乘法

辨識

6*1*3電池模型的*小二乘形式

6*2實驗分析

6*2*1算法仿真分析

6*2*2實驗特性研究

6*2*3脈衝實驗

6*3模型效果驗證

第7章基於改進Nernst模型的鋰電池

參數辨識

7*1鋰電池Nernst模型及改進

7*2模型參數辨識方法研究

7*2*1狀態空間描述

7*2*2模型參數辨識

7*3實驗設計與結果分析

7*3*1實驗設備與步驟

7*3*2實驗結果

7*3*3辨識結果

7*4多倍率組合模擬工況下的實驗

驗證

第8章荷電狀態估計基礎

8*1荷電狀態定義與影響因素

8*1*1荷電狀態的定義

8*1*2影響SOC的主要因素

8*2荷電狀態估計研究現狀

8*3現有估計方法概述

8*3*1基礎方法

8*3*2卡爾曼濾波及其擴展算法

8*3*3其他方法

8*3*4基於優勢互補的算法融合與

比較

8*4國家標準中不同工況測試

概述

8*4*1混合動力乘用車用功率型蓄

電池

8*4*2混合動力商用車用功率型蓄

電池

8*4*3純電動乘用車用能量型蓄

電池

8*4*4純電動商用車用能量型蓄

電池

第9章基於Thevenin模型的SOC

估計和端電壓跟蹤

9*1跟蹤模型構建與參數辨識

9*1*1跟蹤模型的構建

9*1*2模型參數辨識

9*2迭代計算與模型構建

9*2*1卡爾曼濾波法計算流程

9*2*2擴展卡爾曼濾波法

9*2*3估計過程的迭代計算

9*2*4實時SOC估計模型構建

9*3實驗效果分析

9*3*1端電壓跟蹤結果

9*3*2SOC估計效果分析

*10章基於無跡卡爾曼濾波的鋰

電池SOC估計

10*1鋰電池SOC估計概述

10*2無跡卡爾曼濾波法

10*3基於Thevenin和UKF的SOC

估計

10*3*1無跡變換

10*3*2估計模型構建

10*4實驗效果分析

10*4*1恆流放電實驗分析

10*4*2模型實現與工況實驗分析

10*4*3循環放電擱置工況下實驗

分析

10*4*4動態應力測試工況下實驗

分析

*11章基於二階RC模型和EKF的

SOC估計

11*1等效模型構建

11*1*1二階等效模型

11*1*2電池HPPC實驗與參數辨識

11*1*3二階模型的效果分析

11*1*4輸出結果差分原因分析

11*2擴展卡爾曼濾波

11*3基於EKF的SOC估計

11*4實驗效果分析

11*4*1BBDST工況

11*4*2結果驗證

*12章基於改進EKF的鋰電池SOC

估計

12*1現有算法的對比分析

12*2等效建模與狀態空間描述

12*2*1等效電路分析

12*2*2狀態方程構建

12*3改進EKF法

12*4實驗與分析

12*4*1模型構建

12*4*2實驗結果與分析

*13章基於等效模型和EKF的

鋰電池SOC估計

13*1鋰電池等效建模

13*1*1Thevenin等效模型

13*1*2電池HPPC實驗及參數辨識

13*1*3模型精度驗證

13*2算法仿真與繫統設計

13*2*1EKF法分析

13*2*2基於Simulink的模型構建

13*2*3仿真環境搭建

13*2*4驗證與分析

13*3靜態SOC估計方法

13*3*1坐標轉換法

13*3*2二分法迭代算法

13*4實驗結果分析

*14章基於UKF-EKF的鋰電池SOC

估計

14*1聯合UKF-EKF估計的特點與

優勢

14*2基於UKF-EKF法的SOC估計

實現

14*3實驗結果分析

*15章基於等效建模和改進UKF的

SOC估計

15*1鋰電池SOC估計等效模型

構建

15*2平方根無跡卡爾曼濾波法

15*2*1Cholesky分解與QR分解

15*2*2SR-UKF法流程

15*3改進算法實現SOC估計

15*3*1標準協方差匹配算法

15*3*2改進的協方差匹配算法

15*4仿真與實驗分析

*16章基於支持向量機的鋰電池

SOC估計

16*1研究背景

16*2理論方法研究

16*2*1估計方法研究

16*2*2核函數和參數的選擇

16*3繫統設計與實驗結果

16*3*1鋰電池充電過程

16*3*2鋰電池放電過程

*17章基於自適應卡爾曼的鋰電池

SOC估計

17*1鋰電池狀態空間模型構建

17*2自適應卡爾曼濾波法與SOC

估計

17*2*1自適應卡爾曼濾波法概述

17*2*2迭代計算過程

17*3基於AKF的SOC估計

17*3*1迭代計算框架設計

17*3*2基於AKF的計算步驟

17*3*3模型設計與實現

17*4實驗分析

17*4*1HPPC實驗

17*4*2模型參數辨識

17*4*3等效模型參數實驗驗證

17*4*4鋰電池SOC估計實驗

*18章基於粒子濾波的鋰電池SOC

估計

18*1粒子濾波法

18*1*1貝葉斯估計

18*1*2蒙特卡羅法

18*1*3重要性采樣

18*2粒子濾波估計SOC的實現

18*2*1等效電路建模

18*2*2計算流程

18*2*3粒子退化

18*2*4重采樣

18*3算法驗證與分析

18*3*1參數辨識實驗

18*3*2電池SOC估計實驗

參考文獻