動力電池管理系統(tǒng)核心算法

叢書序

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(fā)展規(guī)劃1

1.2　動力電池及管理系統(tǒng)的應(yīng)用要求3

1.2.1　純電動汽車4

1.2.2　混合動力汽車4

1.2.3　插電式混合動力汽車5

1.2.4　相關(guān)研發(fā)指標6

1.3　動力電池6

1.3.1　動力電池的發(fā)展背景6

1.3.2　鋰離子動力電池的原理與分類8

1.3.3　磷酸鐵鋰鋰離子動力電池10

1.3.4　三元鋰離子動力電池12

1.4　動力電池管理系統(tǒng)14

1.4.1　BMS的基本功能15

1.4.2　BMS的拓撲結(jié)構(gòu)16

1.4.3　BMS的開發(fā)流程18

1.5　本章小結(jié)19

第2章　動力電池測試20

2.1　動力電池系統(tǒng)測試平臺20

2.1.1　充放電性能測試設(shè)備20

2.1.2　頻域-阻抗特性測試設(shè)備22

2.1.3　環(huán)境模擬設(shè)備23

2.1.4　動力電池測試平臺24

2.2　動力電池測試流程26

2.2.1　國內(nèi)外測試標準介紹26

2.2.2　BMS算法開發(fā)與實驗設(shè)計26

2.2.3　動力電池常規(guī)電性能測試28

2.2.4　交流阻抗測試32

2.2.5　剩余壽命測試35

2.3　動力電池測試數(shù)據(jù)37

2.4　動力電池實驗特性分析38

2.4.1　動力電池的溫度特性38

2.4.2　動力電池的性能衰退特性41

2.4.3　動力電池的壽命特性43

2.5　本章小結(jié)48

第3章　動力電池建模理論49

3.1　電化學模型49

3.1.1　模型介紹49

3.1.2　模型構(gòu)建50

3.1.3　參數(shù)辨識61

3.1.4　算例分析62

3.2　等效電路模型64

3.2.1　模型介紹64

3.2.2　模型構(gòu)建67

3.2.3　參數(shù)辨識68

3.2.4　算例分析73

3.3　分數(shù)階模型77

3.3.1　模型介紹77

3.3.2　模型構(gòu)建79

3.3.3　參數(shù)辨識80

3.3.4　算例分析80

3.4　本章小結(jié)83

第4章　動力電池SOC和SOH估計84

4.1　SOC估計84

4.1.1　SOC估計分類84

4.1.2　基于模型的SOC估計方法89

4.1.3　基于AEKF算法的動力電池SOC估計91

4.1.4　基于HIF算法的動力電池SOC估計97

4.2　動力電池SOH估計100

4.2.1　動力電池SOH方法分類100

4.2.2　基于SOC估計值的動力電池可用容量估計方法105

4.2.3　基于響應(yīng)面的動力電池可用容量估計方法110

4.2.4　基于ICA/DVA的SOH估計方法114

4.3　基于多時間尺度的動力電池SOC-SOH協(xié)同估計119

4.3.1　問題描述119

4.3.2　基于MAEKF的協(xié)同估計方法120

4.3.3　基于MHIF的協(xié)同估計方法129

4.4　本章小結(jié)133

第5章　動力電池系統(tǒng)狀態(tài)估計134

5.1　動力電池系統(tǒng)成組分析134

5.1.1　動力電池組的“掃帚”現(xiàn)象134

5.1.2　串聯(lián)與并聯(lián)動力電池組135

5.1.3　典型混聯(lián)電池組的性能分析136

5.2　動力電池組狀態(tài)估計141

5.2.1　電池組的不一致性分析141

5.2.2　動力電池篩選方法142

5.2.3　不一致性的量化方法148

5.2.4　動力電池組系統(tǒng)建模151

5.2.5　基于特征單體的動力電池組狀態(tài)估計153

5.3　動力電池SOP預測157

5.3.1　典型瞬時SOP預測方法157

5.3.2　持續(xù)SOP預測方法165

5.3.3　動力電池SOC與SOP聯(lián)合估計167

5.3.4　SOP評價方法介紹173

5.4　本章小結(jié)176

第6章　動力電池剩余壽命預測177

6.1　剩余壽命預測的概述177

6.1.1　問題描述177

6.1.2　方法分類178

6.1.3　概率分布183

6.2　基于Box-Cox變換的剩余壽命預測185

6.2.1　Box-Cox變換技術(shù)185

6.2.2　應(yīng)用流程186

6.2.3　算例分析188

6.3　基于長短時記憶循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的剩余壽命預測191

6.3.1　長短時記憶循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)192

6.3.2　應(yīng)用流程193

6.3.3　算例分析196

6.4　本章小結(jié)198

第7章　動力電池低溫加熱和優(yōu)化充電199

7.1　動力電池低溫加熱方法分類199

7.1.1　空氣加熱法200

7.1.2　寬線金屬膜加熱法200

7.1.3　動力電池內(nèi)部交流電加熱法200

7.1.4　動力電池內(nèi)部自加熱法201

7.1.5　其他加熱法202

7.2　交流加熱原理202

7.2.1　鋰離子動力電池的生熱機理202

7.2.2　交流加熱機理203

7.3　自適應(yīng)梯度加熱方法205

7.3.1　問題描述205

7.3.2　自適應(yīng)梯度加熱方法207

7.3.3　自適應(yīng)梯度加熱流程209

7.3.4　算例分析210

7.4　動力電池優(yōu)化充電213

7.4.1　恒流恒壓充電213

7.4.2　多階恒流充電213

7.4.3　脈沖充電214

7.4.4　基于模型的充電方法215

7.4.5　應(yīng)用算例217

7.5　本章小結(jié)219

第8章　算法開發(fā)、2100433B

《動力電池管理系統(tǒng)核心算法》結(jié)合作者十多年來的研究實踐，闡述了動力電池管理系統(tǒng)的特點與技術(shù)難題，針對新能源汽車應(yīng)用，詳細闡述了動力電池系統(tǒng)實驗設(shè)計、動態(tài)建模、荷電狀態(tài)估計、健康狀態(tài)估計、峰值功率預測、剩余壽命預測、低溫快速加熱與優(yōu)化充電以及相應(yīng)核心算法的工程應(yīng)用和實踐問題，并配有詳細的算法實踐步驟和開發(fā)流程，可作為相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員的參考用書，也可以作為汽車專業(yè)的高年級本科生和研究生的專業(yè)課教科書。

在通常的情況下，系統(tǒng)核心參數(shù)是不需要填寫的，但是如果系統(tǒng)內(nèi)存在大于64M情況下，你必須填寫系統(tǒng)核心參數(shù)，例如：

mem=128M

在少數(shù)情況下，SCSI設(shè)備需要使用“線性模式”，請檢查你的SCSI適配器手冊。

系統(tǒng)會自動檢測你的機器中現(xiàn)有的SCSI設(shè)備，如果確實存在SCSI設(shè)備，“為SCSI模式使用線性模式”選項為黑色，如果沒有則為灰色。

多種操作系統(tǒng)

如果安裝了多種操作系統(tǒng)，那么可以使用LILO來管理各種系統(tǒng)的選擇式啟動，鼠標單擊編輯。為各種系統(tǒng)指定名稱，在每次啟動系統(tǒng)時，都可以從啟動管理程序的選擇菜單中，選擇要啟動的那個操作系統(tǒng)。指定其中一個系統(tǒng)為默認值，這樣每次機器啟動時此系統(tǒng)為LILO默認的操作系統(tǒng)。

系統(tǒng)重新啟動，你就可以進入XteamLinux的世界。由于安裝程序?qū)⒐怛?qū)門鎖住，所以只有在系統(tǒng)重新啟動后才能將光盤取出。

你可以根據(jù)自己的實際情況來選擇你需要的服務(wù)器軟件，對話框的右側(cè)有對左側(cè)所列服務(wù)器軟件的簡要介紹。

一般選擇默認配置即可，鼠標單擊確認。

屏幕顯示：服務(wù)器軟件設(shè)置保存完畢

這時按“確定”。

配置鼠標程序。選擇你的鼠標的型號，如果是二鍵鼠標，移動光標到“[ ]模擬3鍵鼠標？”，按空格鍵選中此選項。

選擇鼠標的端口號，/dev/cau0是DOS下的COM1，如此類推。

制造質(zhì)量管理系統(tǒng)的核心應(yīng)該是制造與質(zhì)量的平衡和制造與質(zhì)量的雙向保證。制造直接體現(xiàn)著企業(yè)追求的效率，質(zhì)量要求著企業(yè)的責任，怎樣來平衡效率和責任，效益與成本就是制造質(zhì)量管理系統(tǒng)的核心。

動力電池管理及維護技術(shù)是電動汽車的核心技術(shù)，是電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。本書講述了電動汽車動力電池的發(fā)展、參數(shù)、測試等基礎(chǔ)知識，重點講解應(yīng)用最廣泛的鋰離子動力電池，同時兼顧鎳氫電池、鉛酸電池等其他類型動力電池和儲能裝置。