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Advanced Model-Based Charging Control fo欧阳权,陈剑华中科技大学出版社9787577207988全新正版

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作者欧阳权,陈剑

出版社华中科技大学出版社

ISBN9787577207988

出版时间2024-06

装帧精装

开本16开

定价158元

货号1203303854

上书时间2024-10-15

博学淘书斋

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商品详情

品相描述：全新

商品描述: 作者简介
欧阳权，自动化学院讲师，硕士生导师，博士毕业于浙江大学控制科学与工程专业，本科毕业与华中科技大学自动化专业。主要研究方向为无人机蜂群控制，无人机飞行控制，新能源系统集成与控制，智能控制，非线性控制等。发表相关SCI/EI论文27篇，授权专利1项，公开发明专利6项，其中包括8篇一作/学生一作国际很好SCI期刊IEEE汇刊（1篇为高引论文）。主持国家自然基金青年项目1项，江苏省双创博士项目（世界名校类<高校创新>），浙江大学工业控制国家重点实验室开放课题，曾参与包括国家自然基金重点项目，装发等在内多个项目，指导本科生获得全国大学生电子设计竞赛（无人机组）,中国机器人大赛等并获奖。曾经获得硕士研究生国家奖学金（2014）、博士研究生国家奖学金（2017）、浙江大学三好研究生（2014、2017）、浙江大学优秀毕业生（2018）和浙江省普通高等学校优秀毕业生（2018）等荣誉。 IEEE Membership, 中国自动化学会会员，IEEE PES 中国区技术委员会动力电池技术分委会理事。担任IEEE Transactions on Industrial Electronics, IEEE Transactions on Industrial Informatics, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, IEEE Transactions on Vehicular Technology等国际很好SCI期刊的审稿人。

目录
Contents1 Introduction .................................................. 1 1.1 Brief Introduction of Lithium-Ion Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.1.1 Comparison with Other Commonly Used Batteries . . . . 1 1.1.2 Applications of Lithium-Ion Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.2 Format Comparison of Lithium-Ion Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.3 Electrochemical Mechanism of Lithium-Ion Batteries . . . . . . . . . 6 1.3.1 Composition of Lithium-Ion Batteries . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.2 Charging-Discharging Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.4 Motivation of Advanced Model-Based Battery Charging Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.4.1 Non-model-based Charging Control . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4.2 Model-Based Charging Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2 Lithium-Ion Battery Charging Technologies: Fundamental Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1 Definitions Related to Battery Charging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.1 Basic Performance Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.1.2 State Indicators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.2 Charging Objectives and Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.1 Charging Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2.2.2 Safety-Related Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3 Lithium-Ion Battery Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1 Electrochemical Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.1.1 Pseudo-Two-Dimensional Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.1.2 One-Dimensional Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.1.3 Single Particle Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.2 Equivalent Circuit Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.2.1 Rint Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3.2.2 Thevenin Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313.2.3 PNGV Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4 Neural Network-Based State of Charge Observer for Lithium-Ion Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.1 Battery Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4.2 Neural Network-Based Nonlinear Observer Design for SOC Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.2.1 Neural Network-Based Nonlinear Observer Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4.2.2 Convergence Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4.3 Experimental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.3.1 Experiment for Parameter Extraction . . . . . . . . . . . . . . . . 42 4.3.2 Experiments for SOC Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 5 Co-estimation of State of Charge and Model Parameters for Lithium–Ion Batteries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.1 Battery Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.2 Co-estimation of Model Parameters and SOC . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.2.1 On-line Battery Model Parameter Identification . . . . . . . 55 5.2.2 Robust Observer for SOC Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . 59 5.2.3 Summary of the Overall SOC Estimation Strategy . . . . . 62 5.3 Experimental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 5.3.1 Experimental Results for Battery Model Parameter On-line Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 5.3.2 Experimental Results for SOC Estimation . . . . . . . . . . . . 68 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 6 User-Involved Battery Charging Control with Economic Cost Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6.1 Battery Model and Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6.1.1 Battery Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 6.1.2 Safety-Related Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 6.2 Charging Tasks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6.2.1 User-Involved Charging Task . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6.2.2 Economic Cost Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 6.2.3 Energy Loss Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 6.2.4 Multi-objective Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 6.3 Optimal Battery Charging Control Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 6.3.1 Optimal Charging Control Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . 83 6.3.2 Optimal Charging Current Determined by Barrier Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 6.4 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 6.4.1 Charging Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866.4.2 Comparison with Other Commonly Used Optimization Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 6.4.3 Comparison with Charging Control Strategy without Economic Cost Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . 86 6.4.4 Comparison with Charging Control Strategy Without Energy Loss Optimization . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 6.4.5 Simulation Results for Different Weight Selections . . . . 88 6.4.6 Simulation Results for Different User Demands . . . . . . . 89 6.4.7 Comparison with Traditional CC-CV Charging Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 6.5 Experimental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 7 Charging Analysis for Lithium-Ion Battery Packs . . . . . . . . . . . . . . . . 101 7.1 Cell Equalization Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 7.2 Multi-module Battery Pack Charger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 7.2.1 Model and Control of Battery Pack Charger . . . . . . . . . . 103 7.2.2 Performance Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 7.3 Battery Pack Charging System Combining Traditional Charger and Equalizers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 7.3.1 Classification of Equalization Systems . . . . . . . . . . . . . . . 107 7.3.2 Bidirectional Modified C？k Converter-Based Equalizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 7.3.3 Modified Isolated Bidirectional Buck-Boost Converter-Based Equalizer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 8 User-Involved Charging Control for Battery Packs: Centralized Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 8.1 Battery Pack Model and Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 8.1.1 Battery Pack Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 8.1.2 Charging Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 8.2 User-Involved Charging Control Design for Battery Packs . . . . . . 123 8.2.1 Charging Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 8.2.2 Optimal Battery Pack Charging Control Design . . . . . . . 126 8.3 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 8.3.1 Charging Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 8.3.2 High Current Charging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 8.3.3 Effect Analysis of Weight Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 8.4 Experimental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 References . . . . . . . . . . . . . . . . .

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