新能源汽车动力电池安全管理算法设计

1. 本书聚焦新能源汽车动力电池安全管理热难点问题，系统梳理了动力电池安全性能建模、故障诊断、系统安全设计、退役回收可重回建模等关键技术，对动力电池不同使用阶段技术难点进行了深入剖析。2. 书各章节间模块化清晰，语言简洁顺畅，图表直观明确，全彩印刷，图文搭配，并辅以实际案例。3. 本书适用于新能源汽车及相关行业工程师、技术人员、研究工作者和其他有关人员学习参考，也可作为高等院校新能源汽车动力电池、储能领域相关专业师生的参考书。

随着新能源汽车和动力电池技术的快速发展，其背后存在的安全问题也越发凸显。本书围绕新能源汽车动力电池安全管理关键技术，简述了动力电池基本参数和测试规程，聚焦于动力电池状态估计、安全管理防护，以及安全评估相关内容，重点介绍了动力电池荷电状态估计、数据驱动健康状态估计、健康状态和剩余使用寿命联合估计、故障诊断和安全防护，以及回收利用安全评估等内容。根据作者在本学科中积累的研究基础，详细描述了相关研究内容的算法设计、仿真及应用，所提出的建模及状态估计框架具有技术优选性及行业共性，可拓展应用于便携式电子设备、微电网、大规模储能等不同领域，为读者在动力电池安全管理方面的学习及研究提供参考借鉴。本书适用于新能源汽车及相关行业工程师、技术人员、研究工作者和其他有关人员学习参考，也可作为高等院校新能源汽车动力电池、储能领域相关专业师生的参考书。

前言
第1章新能源汽车及动力电池发展概述1
1.1国内外新能源汽车发展现状分析1
1.1.1国内新能源汽车发展概述1
1.1.2国外新能源汽车发展现状3
1.2动力电池发展概况5
1.2.1动力电池发展概述5
1.2.2磷酸铁锂电池6
1.2.3三元材料电池7
1.2.4钠离子电池8
1.2.5固态电池8
1.3动力电池衰退机理分析9
1.4动力电池状态估计概述11
1.4.1动力电池荷电状态（SOC）11
1.4.2动力电池健康状态（SOH）13
1.4.3动力电池剩余使用寿命预测（RUL）15
1.5本章小结17
第2章动力电池测试及基本概念18
2.1动力电池组系统的基本结构18
2.1.1单体电池及电池组18
2.1.2电池组系统19
2.2动力电池的基本性能参数21
2.3动力电池测试规程26
2.3.1动力电池基本测试原理与方法26
2.3.2典型的测试设备29
2.4动力电池测试数据分析30
2.4.1锂离子电池测试方案及数据库30
2.4.2单体动力电池衰退性能特性分析33
2.4.3实车动力电池衰退性能特性分析38
2.5本章小结43
第3章动力电池荷电状态（SOC）估计44
3.1动力电池建模44
3.2动力电池模型参数辨识46
3.2.1动力电池离线参数辨识46
3.2.2动力电池在线参数辨识50
3.3动力电池SOC估计算法设计54
3.3.1自适应扩展卡尔曼滤波原理54
3.3.2动力电池测试平台及电池组SOC估计策略57
3.3.3动力电池SOC估计结果验证分析62
3.3.4实车电池系统SOC估计及验证68
3.4本章小结70
第4章动力电池健康状态（SOH）估计71
4.1动力电池衰退数据分析71
4.1.1动力电池老化实验及数据库71
4.1.2电压差分（DV）计算方法73
4.1.3容量增量（IC）曲线获取方法74
4.1.4温度差分（DT）曲线滤波算法78
4.2基于数据驱动模型的动力电池SOH估计80
4.2.1容量增量曲线峰值点提取方法80
4.2.2支持向量机算法原理82
4.2.3基于支持向量机电池衰退模型85
4.2.4动力电池SOH估计验证分析86
4.3基于温度电压差分法的锂电池健康状态估计91
4.3.1健康特征因子提取及相关性分析91
4.3.2高斯过程回归算法原理94
4.3.3基于高斯过程回归电池衰退建模97
4.3.4动力电池健康状态估计验证分析98
4.4本章小结102
第5章动力电池健康状态和剩余使用寿命联合估计104
5.1动力电池SOH与RUL概述104
5.2动力电池SOH与RUL开环联合预估108
5.2.1基于线性回归算法的特征提取108
5.2.2多项式回归模型108
5.2.3开环SOH与RUL联合预估框架110
5.2.4动力电池健康状况预测结果及讨论112
5.3动力电池SOH与RUL闭环联合预估119
5.3.1基于DT曲线健康特征值提取120
5.3.2粒子滤波算法原理简介124
5.3.3多输出高斯过程回归算法原理126
5.3.4闭环SOH与RUL联合预估框架127
5.3.5动力电池健康状况预测结果及讨论129
5.4本章小结145
第6章动力电池系统故障诊断146
6.1动力电池系统故障分类概述146
6.2基于端电压数据的动力电池故障诊断148
6.2.1样本熵算法原理148
6.2.2电池故障检测算法设计149
6.2.3故障诊断准确性验证150
6.3基于电热耦合模型的动力电池故障诊断157
6.3.1动力电池电化学-热耦合模型157
6.3.2基于无迹卡尔曼滤波的故障诊断算法设计161
6.3.3多故障类型诊断结果验证165
6.4本章小结173
第7章动力电池系统安全管理与防护174
7.1动力电池热失控174
7.1.1动力电池热失控触发分类174
7.1.2热失控扩展机理及防护176
7.2动力电池滥用建模分析179
7.3动力电池安全管理191
7.3.1动力电池安全状态191
7.3.2动力电池系统高压安全192
7.4动力电池系统数据安全传输194
7.4.1电池系统整车级数据安全传输194
7.4.2网联级数据安全传输195
7.5动力电池安全管理发展趋势197
7.5.1机理分析到系统设计优化198
7.5.2被动安全防护到主动风险预测与维护199
7.6本章小结201
第8章动力电池回收利用安全评估202
8.1动力电池梯次利用现状分析203
8.1.1动力电池梯次利用研究背景203
8.1.2国内外电池梯次利用规范204
8.1.3动力电池梯次利用体系概述205
8.2动力电池退役后性能测试及评估207
8.2.1动力电池退役后性能特征分析208
8.2.2退役动力电池分组算法设计213
8.2.3退役动力电池分组结果验证215
8.3动力电池全生命周期评价（LCA）技术217
8.3.1动力电池回收处理方法概述217
8.3.2国内外动力电池回收模式219
8.3.3不同类型动力电池回收工艺LCA对比220
8.4本章小结221
参考文献222