锂电池等效电路建模与荷电状态估计电子书

书名页

版权

前言

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