鋰電池儲能科學與技術

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《鋰電池儲能科學與技術》，王順利 等 著，出版社： 機械工業出版社。

機械工業出版社成立於1950年，是建國後國家設立的第一家科技出版社，前身為科學技術出版社，1952年更名為機械工業出版社。機械工業出版社（以下簡稱機工社）由機械工業信息研究院作為主辦單位，目前隸屬於國務院國資委。

目錄

內容簡介

本書針對儲能鋰電池應用的技術要求，以儲能鋰電池狀態估計和電源管理方法為出發點，主要包括儲能鋰電池概述、儲能鋰電池控制策略、核心狀態參量預估方法與儲能電池電源管理設計實例等內容。

本書特色鮮明、內容系統、實例豐富，既可用於高等院校新能源科學與工程、自動化、電氣工程及其自動化等相關專業教學與科學研究，又可作為儲能科學與技術應用研究人員的技術參考書。

目錄

前言

第1章儲能鋰電池概述

11儲能鋰電池的背景與意義

12儲能鋰電池工作機理分析

121儲能鋰電池簡述

122儲能鋰電池的組成

123儲能鋰電池的工作原理

124儲能鋰電池的分段充電

13儲能鋰電池的分類與特點

131磷酸鐵鋰電池

132鈷酸鋰電池

133錳酸鋰電池

134三元聚合物儲能鋰電池

135鈦酸鋰電池

136不同類型儲能鋰電池性能對比

分析

14儲能鋰電池的工作特性

141儲能鋰電池的充電特性

142儲能鋰電池的放電特性

143儲能鋰電池的溫度特性

15儲能鋰電池的基本概念

151電壓特性

152電流特性

153溫度特性

154容量特性

155充放電倍率

156充放電次數

157儲能鋰電池功率

158內阻特性

159荷電狀態

1510放電深度

1511自放電率

1512庫倫效率

16儲能鋰電池的應用領域和

發展趨勢

161主要應用領域

162行業發展趨勢

163國內發展現狀和前景

第2章儲能鋰電池BMS核心參數與

控制策略

21儲能電池關鍵參數的測量

211電壓

212溫度

213電流

22鋰離子電池儲能安全保護

221基礎安全保護措施

222鋰離子電池儲能安全

223儲能電池管理單元

224永久性失效保護

225BMS設計規範

226儲能鋰電芯的品質保障

227提高電池安全性

23鋰離子電池組儲能的熱管理

231熱管理的必要性

232風冷

233液冷

234相變冷卻

235熱管冷卻

24常規充電管理

241恆流充電法

242恆壓充電法

243階段式充電法

244充電器設計

25快速充電管理

251脈衝式充電法

252變電流間歇充電法

253變電壓間歇充電法

254充電過程保護

26儲能鋰電池核心參數估算

現狀

261荷電狀態（SOC）估算研究

現狀

262功率狀態（SOP）評估研究

現狀

263健康狀態（SOH）預測研究

現狀

第3章鋰離子電池電化學儲能特性

分析

31鋰離子電池儲能工作原理

分析

32儲能鋰電池特性測試

321能量測試實驗

322混合脈衝功率特性測試實驗

323電池容量校正實驗

324不同倍率充放電實驗

325電池老化測試實驗

33儲能鋰電池工作特性分析

331能量特性分析

332內阻特性分析

333開路電壓特性分析

334電池溫度特性分析

34SOC影響因素分析

341電池溫度特性分析

342充放電倍率實驗分析

343電池老化影響分析

35儲能鋰電池老化特性研究

351SOH影響因素分析

352老化過程OCV-SOC規律

353電池老化內阻分析

36儲能鋰電池遲滯特性研究

361電池遲滯現象

362次環遲滯特性

363遲滯溫度依賴性

364遲滯路徑依賴性

37儲能鋰電池OCV-SOC模型

371帶遲滯效應的等效電路模型

372模型參數辨識

373PI遲滯模型

38儲能鋰電池建模

381電化學模型建模

382等效電路模型建模

383等效電路模型定階研究

384改進的等效電路模型構建

39儲能鋰電池模型參數辨識

391鋰離子電池開路電壓估算

392鋰離子電池離線參數辨識

研究

393遞推最小二乘在線參數辨識

算法

394遺忘因子遞推擴展最小二乘在

線參數辨識

310實時跟蹤數據的全參數在線

辨識

3101參數辨識方法的對比分析

3102全參數在線辨識的構建

311儲能鋰電池參數辨識與模型

驗證

3111鋰離子電池複雜測試工況

3112複雜工況下參數辨識驗證

3113等效電路模型對比分析

第4章儲能鋰電池SOC估算方法

研究

41SOC估算存在的問題及局限性

分析

42基於EKF及其改進算法的SOC

估算

421KF算法

422KF算法運算過程推導

423非線性KF算法改進

424基於自適應濾波與有限差分

算法研究

425基於EKF算法的SOC估算

研究

426基於SR-UKF算法的電池SOC

估算

427基於AFD-EKF算法的SOC

估算

428基於雙在線迭代SR-UKF算法

的SOC估算

43基於多影響因素校正的電池

SOC迭代估算

431鋰離子電池SOC估算模型

構建

432貝葉斯濾波及其衍生算法

研究與改進

433非線性模型下的KF算法

改進

434測量噪聲對估算影響分析與

校正

435典型工況下SOC估算結果及

分析

436基於互聯網+的電池SOC

估算

44基於BP神經網絡的SOC估算

模型研究

441BP神經網絡算法分析

442BP神經網絡SOC估算模型

建立

443實驗數據集預處理

444仿真測試

45基於NARX神經網絡的SOC

估算模型研究

451NARX神經網絡算法分析

452網絡超參數設計

453基於NARX神經網絡的SOC

估算模型建立

454基於NARX的SOC估算模型

評價指標選取與仿真測試

455基於AEKF優化NARX神經

網絡的SOC估算模型

456基於NARX-AEKF的SOC估

算模型仿真測試

46複雜工況下SOC估算性能

分析

461恆流放電實驗的電池SOC

估算

462DST工況實驗SOC估算

463BBDST工況電池SOC估算實驗

分析

464多變溫度下的HPPC實驗電池

SOC估算研究

465大功率間歇性放電SOC估算

實驗驗證

466無人機定製工況下的SOC估算

精度分析

第5章儲能鋰電池SOP估算方法

研究

51基於多約束條件下的鋰離子

電池SOP估算策略

511開路電壓約束下的峰值電流

512SOC約束下的峰值電流

513在線多約束條件下的SOP

估算

514儲能鋰離子電池SOC與SOP

聯合估算方法

52基於SWMI-AEKF算法的能量

狀態估算研究

521EKF算法

522基於先驗噪聲估算的改進

AEKF算法

523基於SWMI-AEKF算法的SOE

估算

53儲能鋰電池SOE估算驗證

531BBDST工況下SOE估算

驗證

532DST工況下SOE估算驗證

533不同參數辨識方法下SOE估算

分析

54儲能鋰電池SOE與峰值功率

協同預估研究

541基於模型的鋰離子電池峰值

功率估算

542基於SOE的鋰離子電池峰值

功率估算

543SOE與峰值功率協同預估

策略

55基於SOE的儲能鋰電池峰值

功率估算驗證

551BBDST工況下持續峰值功率

估算驗證

552DST工況下持續峰值功率估算

驗證

553初始SOE對峰值功率估算影響

分析

56考慮SOC和端電壓的SOP評估

分析

561功率參考數據獲取及特例

分析

562BBDST工況驗證

563DST工況驗證

564不同持續時間下驗證分析

第6章儲能鋰電池SOH估算方法

研究

61儲能鋰電池SOH估算策略

分析

611SOH定義及其數學描述

612SOH估算存在的問題及局限性

分析

62基於粒子濾波理論的改進

算法

621粒子濾波算法改進策略分析

622基於改進粒子濾波的電池SOH

估算

63基於不同迭代周期的SOC-

SOH協同估算

631SOC-SOH協同估算模型

構建

632SOC-SOH協同迭代估算

流程

633典型工況下SOH估算結果及

分析

64基於AEKF的SOH估算

641EKF迭代運算分析

642噪聲AEKF算法分析

643建立基於容量估算的狀態空間

方程

65基於雙時間尺度ADEKF算法

的SOH估算

651雙擴展卡爾曼濾波算法用於

SOH估算

652雙時間尺度ADEKF算法用於

SOH估算

66基於融合雙因子的SOH估算

方法研究

661歐姆內阻估算SOH

662融合雙因子估算SOH

67航空儲能鋰電池SOH估算

效果分析

671基於內阻的估算結果分析

672基於容量的估算結果分析

673內阻和容量聯合估算結果

驗證

第7章電池組的均衡及能量安全

管理

71均衡調節的意義

72電池組的均衡管理分類

721均衡電路拓撲結構

722被動均衡電路

723主動均衡電路

73均衡能量轉移策略及均衡

電路設計實例

731均衡策略拓撲結構

732基於MSP430的BMS設計

733基於STM32的BMS設計

734基於ISL78600的BMS設計

735基於AD7280A的BMS設計

736基於LTC6804的BMS設計

74BMS的性能測試與故障

排除

741BMS性能測試

742故障原因及其分析

743故障解決方法

參考文獻