大规模锂电池储能系统设计分析

　　锂离子电池因具有高能量密度、长循环寿命、低成本价格、环保无污染等特点，在便携式电子设备、电动汽车、航空航天等领域中成为重要支撑环节，目前已从小容量应用扩展到成组系统应用。 本书内容包括电池类型、电性能、热性能、寿命、安全性、应用、系统设计、结论共8章，既理论又实践地介绍了电池的基本机理、结构、设计以及应用场景，全面地描述了电池的性能、设计方法、仿真及应用，涉及电池多层面实验、不同形式的建模以及实际应用中的相关要求、流程和标准。针对不同应用场景，书中还给出了设计应用实例。 本书的目的是提供锂离子电池领域的基本知识，以期为对该领域有兴趣的技术人员、研究工作者、工程师、学生和其他专业人员提供广泛参考。

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目录

译者的话

原书前言

第1章电池类型

11铅酸电池

12镍基电池

13钠β电池

131钠硫电池

132金属氯化物电池

133挑战与未来工作

14液流电池

141氧化还原液流电池

142混合型液流电池

143挑战和未来工作

15锂离子电池

151锂离子阴极

152锂离子阳极

153锂离子电解质

154锂离子的挑战和未来工作

16锂硫电池

161锂硫阴极

162锂硫阳极

163挑战和未来工作

17金属空气电池

171锌空气电池

172锂空气电池

173挑战和未来工作

18新兴化学

181钠离子电池

182液态金属电池

第2章电性能

21电池内部热力学

22锂电池单体组成

23充放电电压特性

24电池等效电路

25电池的电化学模型

251电极内电荷通过电子传递

252离子在电解质中的电荷输运

253电极和电解质之间的电荷转移

254离子分布

26锂离子电池的电气特性

261容量测量

262功率测量

263成分表征

参考文献

第3章热性能

31电池的产热

311焦耳热的产热

312电极反应的产热

313熵变产热

32热参数的实验测量

321电池等温量热仪

322IBC的基本操作

323IBC的典型应用

33差示扫描量热仪

331差示扫描量热仪和电池

34红外成像

341热能的来源

342校准和误差

343成像电池系统

3 5热管理系统的理想特性

351设计电池热管理系统

352优化

36结论

参考文献

第4章电池寿命

41概述

411物理学

412日历寿命与循环寿命

413性能衰减区域

414寿命终止

415将电池寿命预测扩展到电池组

416电化学电池中的衰减机制

417锂离子电池常见的衰减机制

42建模

421基于物理的模型

422半经验模型

43测试

431筛选/基准测试

432实验设计

433RPT

434其他诊断测试

参考文献

第5章电池安全性

51安全影响因素

511电故障

512热故障

513电化学故障

514机械故障

515化学故障

52安全性模型探究

521局部故障的挑战

522多单元电池模块中保护装置的有效性

523机械考量因素

524压力累积

525设计短路保护电路

53安全性评估

531反应热的测量：加速量热仪

532无源元件的热机械特性

533单体电池级测试

参考文献

第6章应用

61电池相关要求

611电气要求

612热要求

613机械要求

614安全/滥用要求

62汽车应用场景

621驾驶循环

622SLI电池

623启停（微）混合动力车

624助力混合动力车

625插电式混合动力车

626电池电动汽车

63电网应用场景

631需量电费管理和不间断电源

632区域调节和输配电设备升级延期

633社区储能

634其他并网应用

参考文献

第7章系统设计

71电气设计

711功率/能量比

712串/并联拓扑

713系统均衡

72热设计

73机械设计

74电子控制

741电池管理的作用

742BMS硬件

743电池均衡

744状态估算

745电池参考模型

746状态估计

747电流/功率限值计算

75设计流程

76设计标准

77案例研究1：车用电池设计

771寿命预测模型

772根据电池老化数据拟合寿命参数

773车用电池温度预测

774控制与寿命的权衡

78案例研究2：大型公共事业客户的用户侧调峰

781终端用户的需求和约束

782终端用户负荷曲线与费率结构

783基线

784增加冷却量

785降低目标SOC

786降低最高SOC

79系统规范

参考文献

第8章结论