電池建模與電池管理系統設計

內容簡介

本書專注於電池系統工程的學科領域，提供了先進電池管理系統開發所必需的背景、模型、求解技術和系統理論。本書主題涵蓋了從基本電化學到系統工程等多個方面，並提供了用於純電動和混合動力汽車平台、電力儲能等系統工程的電池建模基礎。本書主要內容包括：電池相關的電化學知識、電池建模中的控制方程和離散化方法、系統回響及不同類型電池模型、電池相關參數估計與電池管理系統。

圖書目錄

譯者的話

原書前言

第1章引言1

1.1儲能套用2

1.2電池的作用7

1.3電池系統工程8

1.4基於模型的方法9

1.5電化學基礎10

1.6電池設計11

1.7本書的目的12

第2章電化學14

2.1鉛酸電池15

2.2鎳-氫電池19

2.3鋰離子21

2.4性能比較22

2.4.1能量密度和比能量22

2.4.2充電與放電24

2.4.3循環壽命26

2.4.4工作溫度範圍27

第3章控制方程28

3.1熱力學與法拉第定律29

3.2電極動力學32

3.2.1Butler-Volmer方程32

3.2.2雙電層電容33

3.3多孔電極的固相34

3.3.1嵌入物的傳輸35

3.3.2電荷守恆35

3.4多孔電極的電解液相37

3.4.1離子傳輸37

3.4.2電荷守恆40

3.4.3濃溶液理論41

3.5電池電壓42

3.6電池溫度43

3.6.1Arrhenius方程43

3.6.2能量守恆43

3.7副反應與老化44

習題46

第4章離散化方法51

4.1解析法53

4.1.1電解質擴散53

4.1.2鉛電極中電解液——固相耦合擴散60

4.1.3鋰離子電池和鎳氫電池中的固相擴散61

4.2帕德近似法62

4.2.1鋰離子電池中的固相擴散63

4.3積分近似法64

4.3.1電解液擴散64

4.3.2鋰離子和鎳氫電池中的固相擴散66

4.4Ritz法67

4.4.1單域中的電解液擴散67

4.4.2耦合域中的電解液擴散68

4.4.3鉛電極中電解液——固相耦合擴散71

4.5有限元法72

4.5.1電解質擴散73

4.5.2鋰離子電極中的電解液——固相耦合擴散75

電池建模與電池管理系統設計

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