Modeling-Dynamics-and-Control-of-Electrified-Vehicles_2018

《Modeling-Dynamics-and-Control-of-Electrified-Vehicles_2018》是一本专注于电动车辆建模、动态和控制的科技专著。该书强调了在未来的绿色出行中，混合动力汽车（HEVs）和纯电动汽车（EVs）的重要角色，它们利用电动机取代燃油发动机，从而减少对化石能源的依赖并最终减少有害排放。这类汽车能够在家中、办公室或停车场使用集中式电站甚至可再生能源发电的电能进行夜间或日间充电。书中特别强调了作为电动系统关键部分的能量存储系统，即电池技术。 锂离子电池（Li-ion电池）是目前最常见的选择，因其高能量密度和功率密度以及低自放电率而受到青睐。Li-ion电池在移动通信和便携式设备中的应用非常普遍。然而，这项技术仍然相当脆弱，且受到众多限制，包括安全性、成本、回收和充电基础设施等问题。例如，Doughty和Roth在2012年讨论了与安全相关的问题；Lajunen和Suomela在同年讨论了成本问题；Gaines在2011年讨论了回收问题；Veneri等人在2012年讨论了充电基础设施问题。 为了保证电动汽车的电池系统安全可靠地工作，必须依赖电池管理系统（BMS）来监测电池的温度、电压和电流，并实时精确地估计电池的状态。BMS需要关注电池的状态有：电池荷电状态（State of Charge, SoC）、电池健康状态（State of Health, SoH）和电池功能状态（State of Function, SoF）。然而，直接测量这些状态是困难的，因为它们涉及复杂的电化学过程，这使得电池状态的直接测量变得复杂。 BMS的关键任务包括电池健康监测、状态估计、热管理、故障诊断、寿命预测、充电策略和系统集成等。这些任务确保电池系统能够在变化的环境条件下以及在车辆整个生命周期内提供可靠的服务。例如，温度和电压的实时监测对于电池健康至关重要，因为不适宜的工作条件（例如温度过高或过低）会加速电池老化和劣化，进而影响电动汽车的性能和安全性。 书中还提到了电池状态估计的挑战，包括对电池电荷容量、可用功率和老化状态等的准确评估。由于电池内部的复杂性，这些参数往往难以直接测量。因此，研究者们开发了各种算法和模型，如电化学模型、等效电路模型和数据驱动模型等，来间接估计这些状态。这些模型通常会结合实时数据和历史数据，通过滤波算法如卡尔曼滤波（Kalman Filter）来优化电池状态的估计。 除了电池管理系统，书中还可能涉及电动汽车的建模和动态控制。建模是理解电动汽车动力学、电池行为和车辆整体性能的关键步骤。动态控制则关注如何通过调节电动机输出和电池充放电策略来优化车辆性能，比如加速、制动和能量回收。书中可能还讨论了车辆动力学模型的不同类型，包括纵向动力学、横向动力学和车辆操纵性模型等，以及它们如何应用于电动车辆的动态控制策略设计。 本书深入探讨了电动车辆的电池技术、电池管理系统、建模方法和动态控制策略，这些都是当前电动汽车产业发展中的核心问题和研究热点。通过对这些问题的研究和解决，可以推动电动汽车技术的进步，提高能源效率，降低运行成本，延长电池寿命，从而有助于实现更清洁、更高效的未来绿色交通方式。