Battery Management Systems pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Pop, Valer/ Bergveld, Henk Jan/ Danilov, Dmitry/ Regtien, Paul P. l./ Notten, Peter H. l.

出品人:

页数:223

译者:

出版时间:

价格:1228.00 元

装帧:

isbn号码:9781402069444

丛书系列:

图书标签:

• 电池管理系统
• BMS
• 储能
• 电源管理
• 电动汽车
• 能量存储
• 锂电池
• 充电控制
• 电池安全
• 电子工程

《现代电力电子与驱动技术：从理论到应用》 图书简介 目标读者与定位： 本书旨在为电力电子、电机驱动、可再生能源系统及自动化工程领域的专业人士、高级本科生和研究生提供一套全面且深入的理论基础与工程实践指导。我们聚焦于当前工业界最迫切需要的技术领域——先进的电力电子变换器拓扑、高效的电机控制策略，以及系统级的集成与优化。本书不涵盖电池管理系统（BMS）的具体技术细节，而是将其视为一个独立且更偏向化学和系统级监控的领域，将重点放在能量转换的核心物理原理和控制算法上。 核心内容模块： 本书结构严谨，共分为五大部分，涵盖了现代电力电子与驱动技术的核心范畴： --- 第一部分：电力电子基础与器件物理 本部分致力于夯实读者对电力电子核心器件和基本拓扑的理解。我们不讨论电池的健康状态监测或热管理，而是深入分析开关器件在极端条件下的性能边界。 第一章：功率半导体器件的演进与特性 详细介绍了双极性器件（IGBT、GTO）和单极性器件（MOSFET、SiC MOSFET、GaN HEMT）的工作机理。重点分析了开关损耗模型（导通损耗、开关损耗）的精确计算方法，并对比了硅基、碳化硅基和氮化镓基器件在不同频率和电压等级下的优劣势。内容包括了器件的寄生参数对高频开关性能的影响分析，以及如何通过优化栅极驱动电路来抑制开关振铃和提高可靠性。（不涉及电池充放电管理或电池模型） 第二章：基础功率变换器拓扑与分析 系统梳理了DC/DC、DC/AC和AC/DC变换器的经典与新型拓扑结构。重点解析了高频软开关技术（ZVS、ZCS）在变换器中的应用，旨在最大限度降低器件损耗，提高系统效率。我们深入研究了变换器在非线性负载下的工作特性，包括输入电流谐波抑制、输出电压纹波的数学分析与滤波器设计。对于特定的高功率密度应用，本书详细讨论了多电平变换器（如T型、飞跨 H 桥）的调制策略和串联均压技术。 --- 第二部分：先进电机驱动技术 本部分是本书的重点，深入探讨了如何利用电力电子技术精确、高效地驱动各类现代电机，特别是永磁同步电机（PMSM）和开关磁阻电机（SRM）。 第三章：永磁同步电机（PMSM）的矢量控制 详述了基于d-q坐标系解耦控制的理论基础，包括磁场定向控制（FOC）的数学推导。重点关注如何精确估计电机转子位置和速度——利用高精度编码器和非侵入式观测器（如滑模观测器、Luenberger观测器）在噪声和参数不确定性下的性能表现。我们强调了参数辨识（如静摩擦、转动惯量）对控制精度的影响，并给出了实时参数更新的工程实践方法。（不涉及电池的SOC/SOH估计或电池状态监测） 第四章：先进调制策略与磁链控制 超越传统的正弦脉宽调制（SPWM）和空间矢量脉宽调制（SVPWM），本书深入探讨了针对特定目标（如低谐波、高效率或高动态响应）的调制技术。内容包括了非对称调制、亚谐波注入法，以及面向永磁同步阻抗（PMSM）和开关磁阻电机（SRM）的直接转矩控制（DTC）和磁链脉冲控制（MPC）的最新进展。特别分析了在弱磁调速区域，如何通过精确控制电压矢量来维持电机稳定运行。 第五章：无传感器控制与鲁棒性 针对伺服和高可靠性应用中传感器易受环境影响的问题，本书提供了详尽的无传感器控制方案。包括基于高频注入法的低速启动与零速运行时转子位置估计，以及利用卡尔曼滤波（EKF）和自适应滤波技术对电机模型参数漂移的补偿策略。 --- 第三部分：可再生能源并网系统 本部分聚焦于电力电子技术在现代电网中的应用，特别是光伏逆变器和电能质量控制。 第六章：电能质量控制与有源滤波器 系统分析了电能质量问题（谐波、电压跌落、不平衡）对电网的影响。详细介绍了并网逆变器的控制结构，侧重于并网点阻抗的建模与控制，以确保在电网阻抗变化时系统仍能保持稳定。重点讨论了静止无功发生器（SVG）和基于先进控制策略的级联多电平（CHB）逆变器在消除谐波和提供无功支撑方面的应用。（不涉及储能系统的物理电池组连接） 第七章：光伏并网逆变器的最大功率点跟踪（MPPT） 本书详细剖析了各种MPPT算法（扰动观察法、电导增量法、基于模型的预测控制法）的动态响应和收敛速度。重点讨论了在阵列阴影、温度突变等复杂环境下的鲁棒MPPT策略，以及如何将MPPT与并网控制策略（如电流控制环和电压控制环）无缝集成，实现电能质量与能量最大化的双重目标。 --- 第四部分：电力电子系统的建模、仿真与设计 本部分提供了将理论转化为可制造产品的工程方法论。 第八章：平均状态空间建模与离散化 介绍了电力电子系统（如开关变换器和电机驱动系统）的精确平均状态空间模型建立方法。详细阐述了如何将连续时间模型转化为适用于数字控制器的离散时间模型，并讨论了采样时间对闭环系统稳定性和动态性能的影响。 第九章：高级控制算法与数字化实现 深入探讨了模型预测控制（MPC）在电力电子系统中的应用，包括其在电流控制、速度控制和系统级优化的优势。此外，本书还提供了在DSP或FPGA平台上实现高速数字控制的实践指南，包括死区时间补偿、载波同步和故障安全机制的设计。 --- 第五部分：高功率密度与热管理（非电池相关） 本部分关注提高系统效率和功率密度，重点在于器件级和系统级的热设计。 第十章：散热技术与封装设计 探讨了不同热路径（从芯片结到环境）的热阻分析，以及功率模块的优化设计，包括使用热界面材料（TIMs）、液冷技术（冷板设计）和直插式散热器。重点分析了结温预测模型在指导器件选型和系统寿命评估中的作用。（本章侧重于功率器件的热耗散，而非电池组的温度控制） 总结： 《现代电力电子与驱动技术：从理论到应用》是一部聚焦于能量转换物理、先进控制算法和工程实践的专著。它为读者提供了掌握现代高功率密度、高效率电力电子系统的必备知识框架，强调了如何设计和控制那些负责将电能高效转化为机械能或进行电能质量改善的核心变换器和驱动系统。

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