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店铺： 世纪书缘专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111550570

商品编码：11038613735

包装：01

开本：04

商品参数

大规模锂离子电池管理系统
	定价	69.00
	出版社	机械工业出版社
	版次	B1
	出版时间	2016-11-01
	开本	04
	作者
	装帧	01
	页数	268
	字数
	ISBN编码	9787111550570

原 书 前 言


在撰写本书时，锂离子电池（Li�睮on）已经成为消费类产品（例如手机或笔记本电脑）所用小型电池的主要选择，并且在汽车牵引和陆基分布式储能等大型电池应用中，也逐渐呈现出取代铅酸电池和镍氢电池的趋势。

仅当管理得当时，锂离子电池才能够表现出比其他化学电池更加优良的特性，因此，锂离子电池需要配备有效的电池管理系统（BMS）。

本书旨在协助工程师或项目管理者对大容量锂离子电池组进行选择、规定、设计、部署和应用的工作。

在过去的六年中，我开发了数个大型锂离子电池组用电池管理系统，积累了对这些系统需求、挑战和解决方法的见解，并通过讲演、出版白皮书和答疑等多种方式分享了我所了解的知识。我希望能够通过本书以—种更加系统和更加综合的方式与大家分享有关大型锂离子电池组管理系统的相关知识。由于我对于本领域的认识和了解并不是十分全面，因此书中的—些表述难免有不妥之处。对此，我表示诚挚的歉意，并希望读者能够通过网站（http：//book�盠iIonBMS�眂om）联系指正，以便于在勘误表和网站上做出澄清和回应。

本书主要关于电力电子和控制系统等相关内容，并不涉及化学原理方面的知识。在本书中，电池被看作是黑盒子，仅针对其对外等效电路进行介绍。总体而言，本书适合对物理和技术具有—定理解基础的人阅读。本书的第5章则为对于电力电子和软件算法具有—定基础的读者编写。

全书共分为6章，从基础概念开始，然后逐步延伸到更深层、更实用的细节。

第1章介绍了锂离子电池和电池管理系统的概念，并阐述了开发锂离子电池管理系统的必要性。

第2章论述了电池管理系统的分类方法：按功能分类、按技术方法以及按拓扑分类。

第3章讲解了电池管理系统可具备的功能。

第4章探究了商用电池管理系统方案。

第5章深入探究了电池管理系统的电子电路以及算法（如果需要设计定制的电池管理系统）。

第6章介绍了锂离子电池管理系统发布的全过程。

Davide Andrea

内容介绍

内容简介

本书主要介绍大规模锂离子电池组的电力电子和控制系统等相关内容，并不涉及电池化学原理方面的知识。针对大规模锂离子电池管理系统的技术、功能、拓扑、商业可行性、电子电路以及算法进行了专业深入的探究，并介绍了电池管理系统的部署问题。
在当前储能技术大力发展的背景下，这本适时出版的图书描述了本领域中重要的技术挑战，并探索了应对挑战的有效的解决方法。本书通过列举大量的图形、图像和表格深入地阐述了为什么以及如何对锂离子电池管理系统进行设计、安装、配置和故障排除。这份实用资源对当下可用的规模化的电池管理系统进行了公正的描述和比较。此外，本书还针对在限定的功能要求下如何选择正确的电池管理系统保证锂离子电池组运行低消耗、少用时进行了描述。

目录

目录

译者的话

原书前言

第1章概述

1��1命名规则

1��1��1单体电池、电池和电池组

1��1��2电阻

1��2锂离子单体电池

1��2��1形状

1��2��2化学过程

1��2��3安全性

1��2��4安全运行区

1��2��5效率

1��2��6老化

1��2��7建模

1��2��8串联组串中的均压问题

1��3锂离子电池管理系统

1��3��1电池管理系统定义

1��3��2锂离子电池管理系统的功能

1��3��3电池管理系统选型

1��4锂离子电池

1��4��1荷电状态（SOC）、放电深度（DOD）和容量

1��4��2—致性及均衡

1��4��3健康状态

参考文献

第2章电池管理系统分类

2��1按功能分类

2��1��1恒流恒压充电器

2��1��2分流器

2��1��3监测器

2��1��4监控器

2��1��5均衡器

2��1��6保护器

2��1��7功能对比

2��2按技术分类

2��2��1简单系统（模拟系统）

2��2��2复杂系统（数字系统）

2��2��3技术对比

2��3按拓扑分类

2��3��1集中式

2��3��2模块式

2��3��3主从式

2��3��4分布式

2��3��5拓扑对比

第3章BMS功能

3��1测量

3��1��1电压

3��1��2温度

3��1��3电流

3��2管理

3��2��1保护

3��2��2热管理

3��2��3平衡

3��2��4再分配

3��2��5分布式充电

3��3评价

3��3��1荷电状态和放电深度

3��3��2容量

3��3��3电阻

3��3��4健康状态（SOH）

3��4外部通信

3��4��1专用模拟线路

3��4��2专用数字线路

3��4��3数据连接

3��5登录和遥测

参考文献

第4章市售电池管理系统

4��1引言

4��1��1简单系统

4��1��2复杂系统

4��1��3单体电池制造商的电池管理系统

4��1��4对比

第5章定制型BMS设计

5��1BMS专用集成电路

5��1��1BMS专用集成电路的选择

5��1��2BMS专用集成电路的比较

5��2模拟BMS设计

5��2��1模拟调节器

5��2��2模拟监控器

5��2��3模拟均衡器

5��2��4模拟保护器

5��3现有的数字BMS设计

5��3��1ATMEL公司生产的BMS处理器

5��3��2Elithion公司生产的BMS芯片集

5��3��3National Semiconductors公司生产的成套BMS

5��3��4Peter Perkins生产的开源BMS

5��3��5德州仪器公司生产的bq29330/bq20z90

5��3��6德州仪器生产的bq78PL114/bq76PL102

5��4定制型数字BMS设计

5��4��1电压及温度测量

5��4��2电流测量

5��4��3评估功能

5��4��4通信

5��4��5优化

5��4��6开关

5��4��7日志记录

5��5电池接口

5��5��1非分布式

5��5��2分布式

5��6分布式充电

第6章BMS的设计

6��1安装

6��1��1电池组设计

6��1��2BMS与电池组的连接

6��1��3BMS与系统连接

6��2配置

6��2��1单体电池配置

6��2��2电池组配置

6��2��3系统配置

6��3测试

6��4故障排除

6��4��1接地

6��4��2屏蔽

6��4��3过滤

6��4��4电线布置

6��4��5非计划断路

6��5应用

参考文献

符号及缩略语

术语

《智慧能源，澎湃动力：解析现代电力系统的基石》 在当今社会，能源的转型与升级已成为驱动文明进步的核心议题。我们正迈入一个由可再生能源主导、电网互联互通、终端需求多元化的新时代。在这个宏大的能源变革图景中，电力系统的稳定运行、高效利用以及智能化管理，是确保这一切得以实现的基石。本书旨在深入剖析现代电力系统所面临的挑战与机遇，重点聚焦于支撑这一转型浪潮的关键技术与理念，为读者勾勒出一幅全面而深入的智慧能源发展蓝图。 第一章：电力系统的演进与转型：从传统到智慧 我们将从回顾电力系统发展的历史脉络开始。传统的电力系统，以集中式火力发电为主要模式，其特点是“发电跟着负荷走”。这种模式在过去支撑了工业化进程，但也存在着资源消耗大、环境污染重、对外部扰动敏感等固有弊端。 然而，随着全球对可持续发展的日益重视，以及可再生能源（如太阳能、风能）技术的飞速发展，电力系统的结构发生了根本性的改变。分布式发电的兴起，使得能源生产的地理位置变得更加分散，传统的集中式调度模式面临严峻挑战。电网需要从单向的输配电网络，转变为一个能够双向互动、信息流与能量流并流的复杂系统。 本章将详细阐述这一演进过程，分析传统电力系统向智慧电网转型的驱动因素，包括： 可再生能源的整合挑战： 太阳能和风能的间歇性和波动性，对电网的稳定运行提出了前所未有的要求。如何平抑这些波动，确保电力供应的可靠性，是智慧电网面临的核心问题。 电动汽车的普及与影响： 作为一种新型的大规模负荷，电动汽车的充电行为对电网的负荷分布和峰谷时段产生了显著影响。同时，电动汽车也可能成为未来电网的分布式储能单元，参与电网的调峰调频。 数字化与信息化的赋能： 物联网、大数据、人工智能等先进技术在电力系统中的应用，使得对电网运行状态的实时监测、精准预测与智能控制成为可能。 用户参与度的提升： 智能电表、需求侧响应等机制的推行，使用户能够更主动地参与到电力系统的运行中，实现能源的优化配置。 通过对这些关键转型要素的深入探讨，读者将深刻理解现代电力系统为何必须向“智慧化”方向发展，以及这一转型将如何重塑我们的能源消费模式和生活方式。 第二章：可再生能源的并网与消纳：技术挑战与解决方案 可再生能源的蓬勃发展是能源转型中最具颠覆性的力量之一。然而，其固有的不确定性和波动性，给电网的稳定运行带来了巨大的挑战。本章将聚焦于可再生能源并网技术，深入分析其在接入、运行和消纳过程中遇到的技术难题，并介绍当前和未来的解决方案。 我们将详细探讨以下几个方面： 分布式发电的接入技术： 逆变器技术： 介绍了各种类型逆变器（如光伏逆变器、风力发电机组逆变器）的关键技术指标、控制策略以及并网要求，如最大功率点跟踪（MPPT）、谐波抑制、电压和频率支撑等。 并网保护： 分析了分布式电源并网过程中可能出现的各种故障，以及相应的保护措施，以确保电网的安全稳定运行。 电网对可再生能源波动的适应性： 储能技术的应用： 详细阐述了不同类型的储能技术（如锂离子电池储能、抽水蓄能、飞轮储能、压缩空气储能等）在平抑可再生能源波动、削峰填谷、提供调频调压服务方面的作用。我们将着重分析这些储能技术如何与电网协同工作，提高电网的灵活性和可靠性。 虚拟同步机（Virtual Synchronous Machine, VSM）技术： 介绍VSM技术如何使分布式电源具备传统同步发电机的惯量和同步特性，从而增强电网的稳定性。 预测技术： 探讨基于气象数据、历史数据以及机器学习算法的光伏和风电功率预测技术，以提高电网调度的精准度。 智能调度与优化： 需求侧响应（Demand-Side Response, DSR）： 分析DSR如何通过引导用户在特定时段调整用电行为，从而与可再生能源的发电出力相匹配。 微电网技术： 介绍微电网的概念、结构以及其在整合分布式能源、提高供电可靠性方面的优势，尤其是在与主电网断开连接的情况下。 能源管理系统（Energy Management System, EMS）： 探讨EMS在优化可再生能源消纳、平衡供需、降低运行成本中的核心作用。 通过对这些技术细节的深入剖析，读者将能全面理解可再生能源大规模并网所涉及的复杂技术体系，以及如何通过科技创新来克服其固有的挑战。 第三章：智能电网中的数据采集与分析：感知、决策与控制 数据是构建智慧电网的灵魂。本章将聚焦于智能电网中的数据采集、传输、存储与分析技术，探讨它们如何支撑电网的智能化决策与高效控制。 我们将深入研究： 智能传感器与监测设备： 智能电表（Smart Meters）： 详细介绍智能电表的各项功能，包括实时计量、远程抄表、双向通信、分时电价计费等，以及它们如何成为电网信息化的“触角”。 其他监测设备： 探讨如传感器网络、状态估计装置、故障录波器等在电网状态监测、故障诊断与定位中的关键作用。 通信网络架构与协议： 通信技术： 分析了电力通信网络中常用的各种通信技术，如光纤通信、无线通信（4G/5G、LoRa）、PLC（电力线载波通信）等，以及它们的优缺点在不同应用场景下的适应性。 通信协议： 介绍IEC 61850、DL/T 645等电力通信领域的重要标准协议，确保不同设备之间的数据能够互联互通、标准统一。 大数据平台与分析技术： 海量数据处理： 探讨如何构建能够处理海量、高维度、实时性强的数据的平台，为后续分析提供基础。 数据分析方法： 介绍在电力系统数据分析中常用的技术，如统计分析、机器学习（包括监督学习、无监督学习、强化学习）、深度学习等。 应用场景： 重点阐述这些数据分析技术在电网负荷预测、设备状态监测与故障诊断、电网运行优化、需求侧响应管理、售电侧用户行为分析等方面的实际应用。 数据安全与隐私保护： 面临的挑战： 分析智能电网数据在采集、传输、存储过程中可能面临的安全威胁，如数据泄露、篡改、拒绝服务攻击等。 安全措施： 介绍端到端的加密技术、身份认证、访问控制、安全审计等保障数据安全与用户隐私的策略。 通过本章的学习，读者将深刻认识到数据在构建现代化电力系统中的核心价值，以及如何利用先进的数据技术来实现电网的精细化管理和智能化运行。 第四章：面向未来的电力系统：韧性、弹性与可持续性 展望未来，电力系统将朝着更加智能、更加绿色、更加韧性的方向发展。本章将探讨未来电力系统可能面临的新挑战与新机遇，以及支撑这些发展的关键技术和理念。 我们将关注以下几个方面： 电网的韧性与弹性： 韧性： 探讨如何构建能够抵抗和快速从自然灾害、网络攻击等突发事件中恢复的电力系统，例如通过分布式储能、冗余通信、智能重构等手段。 弹性： 分析电力系统如何具备自适应能力，能够根据运行环境的变化进行自我调整和优化，例如通过智能负荷管理、动态电价、分布式能源的协同控制等。 多能源协同与整合： 区域能源系统： 探讨如何将电力、热力、燃气、交通等多种能源形式进行有机整合，实现能源的高效利用和系统整体优化。 能源互联网： 展望能源互联网的愿景，即一个高度互联、智能、灵活的能源网络，能够实现能源的按需分配和个性化服务。 能源转型中的政策与市场机制： 碳排放交易与绿色电力证书： 分析这些市场化机制如何引导能源结构向低碳化转型。 电价机制创新： 探讨动态定价、实时定价等新电价机制如何引导用户优化用电行为，与可再生能源的波动相匹配。 监管框架的演进： 分析监管机构如何适应能源转型的新形势，制定适应性强的政策和标准。 用户赋能与新商业模式： 虚拟电厂（Virtual Power Plant, VPP）： 介绍VPP如何聚合分布式能源、储能、电动汽车等资源，形成一个可控的虚拟发电厂，参与电网调度和电力市场。 能源服务公司（Energy Service Company, ESCO）： 探讨ESCO在提供能源效率服务、合同能源管理等方面的作用。 区块链在能源领域的应用： 探索区块链技术在能源交易、点对点电力交易、碳排放追踪等方面的潜在价值。 本书的最终目标是为读者提供一个关于现代电力系统全貌的认知框架，从基本原理到前沿技术，从挑战应对到未来展望。通过对这些内容的深入学习，我们相信读者能够更好地理解我们所处的能源时代，并为构建一个更加清洁、高效、可靠的未来能源系统贡献自己的力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计和书名吸引了我，虽然我对电池管理系统不是非常了解，但“大规模”这个词引起了我的兴趣。我总觉得，当事物达到一定规模后，其背后的逻辑和挑战都会发生质的变化。就像从一个人管理家务，变成一个公司管理数千名员工，中间必然涉及一套复杂的管理体系。我猜测这本书讲的 BMS 也是如此，它不仅仅是监测电压电流这么简单，而是涉及到整个系统的架构、分布式控制、故障诊断、甚至是与电网的协同调度。书中提到的“锂离子数据采集”让我联想到，如何从一个由成千上万个电池组成的巨型“躯体”中，准确地捕捉到每一个微小的“心跳”和“体温”，并且这些数据还能被有效地处理和分析，最终转化为有意义的决策。这背后一定有非常精妙的算法和工程设计。我还挺好奇，在“大规模”的背景下，如何平衡成本、性能和安全性这三个看似相互制约的要素。比如，会不会有更经济的传感器方案？如何通过软件优化来弥补硬件的某些不足？以及，当出现极端情况时，如何最大限度地避免连锁反应，保护整个系统的安全？我对这些“幕后”的细节非常感兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一名电气工程专业的学生，最近在做一个关于储能系统的课程设计，正好需要了解一些关于锂离子电池管理系统的知识。这本书的名字听起来很贴合我的需求，特别是“大规模锂离子电池管理系统”和“大规模储能技术”这两个关键词。我之前看的资料大多是针对小型电池组的 BMS，而对于动辄几兆瓦时、几十兆瓦时的大型储能电站，其 BMS 设计的复杂性和挑战性肯定是呈几何级增长的。我特别关注书中关于系统集成、通信协议、热管理策略、以及安全保护方面的论述。例如，如何在一个庞大的系统中，实现对所有电池单体的实时监控和协同控制？如何设计有效的通信网络，确保数据的可靠传输？对于如此大量的电池，如何有效地散热，防止热失控？在发生故障时，如何快速、准确地定位问题并采取隔离措施，以保障整个系统的安全？另外，书名中提到的“电池化学原理”，我想这应该是理解电池性能和寿命的基础，了解了电池的化学特性，才能更好地设计出满足其工作需求的管理策略。希望这本书能够提供一些理论指导，也最好能有一些实际工程的案例，这样对于我完成课程设计会非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容对我来说，就像是一扇全新的大门。我原本对电池管理系统只有模糊的概念，知道它是个控制电池充电放电的“大脑”，但具体怎么运作，有哪些关键技术，之前完全没头绪。这次看到这本书，特别是里面提到的“锂离子数据采集”和“大规模储能技术”，让我觉得它可能能填补我这方面的知识空白。现在储能行业发展得如火如荼，无论是为了电网的稳定运行，还是为了可再生能源的并网，大规模的锂离子电池储能系统都扮演着至关重要的角色。而 BMS 则是确保这些庞大系统能够安全、高效、经济地运行的核心。书里如果能详细介绍如何从海量的电池单体中精准地采集电压、电流、温度等数据，并在此基础上进行状态估计，比如 SOC（State of Charge）和 SOH（State of Health）的估算，那就太有价值了。我特别期待书中关于算法和模型的讲解，比如卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波、以及各种机器学习算法在 BMS 中的应用。此外，对于大规模储能系统的设计和优化，比如如何进行模块化设计，如何实现系统级的故障诊断和冗余，也都是我很感兴趣的方面。希望这本书能提供一些实用的指导和案例分析，让我对这个复杂而又迷人的领域有更深入的理解。

评分☆☆☆☆☆

我最近在关注储能技术，尤其是锂离子电池在电网侧的应用。市面上有很多关于电池基础知识的书，但专门讲“大规模”电池管理系统的，感觉还不是特别多。这本书的出现，让我眼前一亮。我之前对 BMS 的理解，更多停留在电动汽车层面，知道它要管理好电池的充放电、均衡、温度等。但对于储能电站这种动辄几十兆瓦甚至上百兆瓦的规模，其 BMS 的复杂性和挑战绝对是指数级的。我非常想知道，在如此大的尺度下，如何实现高效的能量调度和优化？如何保证多组电池的协同工作，避免出现“短板效应”？书中提到的“电池化学原理”让我觉得，这本书不仅有工程实践，还深入到基础理论，这很重要，因为脱离了对电池本质的理解，很多管理策略可能就无的放矢了。我特别期待书中能介绍一些先进的电池状态估计算法，以及如何在高压、大电流的场景下实现可靠的故障诊断和安全保护。另外，考虑到储能系统的生命周期成本，书中关于电池寿命管理和残余价值评估的部分，也会是我重点关注的内容。希望这本书能提供一些前沿的理论和实用的工程经验，让我对大规模锂离子电池储能系统有一个更全面、更深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书我还没来得及仔细看，只是翻了翻目录和一些章节，但感觉还是挺有意思的。我对电池管理系统（BMS）这个领域一直挺好奇的，特别是现在新能源汽车和储能技术这么火，BMS 的重要性就不用说了。书里提到了“大规模锂离子电池管理系统”，这听起来就很硬核，估计讲的会是那种用于电网储能或者大型电动车的 BMS，跟我们日常见到的电动自行车 BMS 可能完全不是一个量级。我特别想知道，在处理成百上千个电池单体的时候，怎么保证它们都能正常工作，避免过充过放，延长寿命，同时还要考虑安全问题。书里好像还提到了“电池化学原理”，这部分内容我得好好啃一下，毕竟了解电池的内在特性才能更好地设计和管理它。光靠感觉和经验来管理电池肯定是不行的，背后肯定有复杂的物理和化学理论支撑。这本书的编排风格我觉得挺好的，不会上来就抛一堆公式，而是先讲概念，再深入细节，这样对于我这种想入门但又有点畏惧技术性强的读者来说，比较容易接受。当然，要真正掌握里面的技术，还得花时间去做大量的练习和模拟。不过，光是能系统地了解这个领域，我觉得就很有价值了。