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第1章 储能电源及其工作特性 1

1.1 电能存储技术的应用领域 1

1.2 电化学蓄电池 3

1.2.1 铅酸电池 3

1.2.2 镍基蓄电池 9

1.2.3 锂离子电池 13

1.2.4 钠硫电池 19

1.2.5 金属空气电池 21

1.2.6 液流储能电池 24

1.2.7 动力电池综述 27

1.3 电场能储能电源 28

1.3.1 超级电容器 28

1.3.2 高压电容器 32

1.4 磁场能与机械能储能电源 34

1.4.1 超导电感 34

1.4.2 超高速飞轮 36

1.5 电压源型储能电源特性的模型描述 40

1.5.1 电池的电化学机理模型 41

1.5.2 基于外特性等效电路的电化学电源建模方法 53

1.5.3 基于物理外特性等效电路的超级电容器建模方法 59

本章参考文献 72

第2章 电压源型储能电源的充电技术 81

2.1 动力型蓄电池的充电模式 81

2.1.1 铅酸电池的充电模式 81

2.1.2 镍氢蓄电池的充电模式 83

2.1.3 锂离子电池的充电模式 83

2.2 串联储能电源组的充电电源技术 86

2.2.1 充电功率电源的结构与类型 86

2.2.2 充电功率电源对电网的负面影响与抑制措施 87

2.2.3 隔离型移相全桥DC/DC软开关变换电路 100

2.3 串联组合结构的高压电容充电电源 106

2.3.1 串联负载谐振变换器的传输特性 106

2.3.2 串联负载谐振变换器的充电输出特性 109

2.3.3 串联负载谐振高压充电电源的组合结构 112

2.4 基于无线能量传输的无线充电技术概述 115

2.4.1 电磁感应式无线充电技术 115

2.4.2 电磁谐振式无线充电技术 121

2.4.3 电场耦合式无线充电技术 125

2.4.4 电磁辐射式无线充电技术 127

本章参考文献 129

第3章 串联储能电源组的均衡技术 132

3.1 储能均衡的目的与技术分类 132

3.2 串联储能电源组的无源均衡技术 134

3.2.1 高速开关电容网络均衡技术 135

3.2.2 飞渡电容式均衡技术 135

3.3 串联储能电源组的有源均衡技术 136

3.3.1 多输出绕组变压器集中式均衡技术 137

3.3.2 多输出绕组变压器分布式均衡技术 139

3.3.3 隔离式DC/DC变换器分布式均衡技术 140

3.3.4 双向隔离式DC/DC变换器集中式均衡技术 141

3.3.5 Buck—Boost变换器集中式均衡技术 144

3.3.6 非隔离式DC/DC变换器分布式均衡技术 146

3.3.7 升降压电路衍生结构集中式均衡技术 147

3.3.8 升降压电路衍生结构分布式均衡技术 150

3.3.9 Cuk电路的衍生结构均衡技术 150

3.3.10 基于谐振变换器的分布式均衡技术 151

3.3.11 三单体直接交互均衡技术 152

3.4 基于图论的均衡系统结构分析 156

3.4.1 图论在均衡电路拓扑中的引申和定义 156

3.4.2 基于有向图的均衡拓扑结构分析 158

3.4.3 理想均衡结构的图论表达与实现 164

3.4.4 多层树状结构均衡系统的能量流路径寻优 168

本章参考文献 172

第4章 复合储能系统及相关技术 177

4.1 复合储能系统的组合方式与结构 177

4.1.1 复合储能系统组合方式 177

4.1.2 复合储能系统的能量匹配 179

4.1.3 复合储能系统的典型结构 181

4.2 混合动力汽车复合储能系统的参数匹配 187

4.2.1 混合动力汽车整车性能需求及分析 188

4.2.2 基于循环工况的复合储能系统参数匹配 193

4.2.3 复合储能系统参数匹配优化方法 196

4.2.4 复合储能系统参数匹配的步骤 198

4.2.5 不同混合度HEV复合储能系统的参数匹配 199

4.3 复合储能系统的控制 202

4.3.1 能量流动模式分析 204

4.3.2 非线性比例因子分配控制策略 208

4.3.3 基于效率优化控制策略 213

本章参考文献 224

第5章 电压源型储能电源变换技术的应用 228

5.1 超级电容电动公交客车直流驱动系统 228

5.1.1 UCEB直流驱动系统的功能与结构 228

5.1.2 馈能缓冲式软开关电流双象限驱动变换器 230

5.1.3 改善UCEB驱动系统性能的多重化直流变换技术 242

5.1.4 带耦合电感的交错并联电流双象限直流变换器 250

5.2 多层树状结构的锂离子动力电池组均衡系统 260

5.2.1 三单体直接均衡电路 260

5.2.2 基于三单体直接均衡电路的均衡系统 268

5.2.3 均衡系统的CAN总线控制 273

5.2.4 双层均衡系统实验 279

5.3 电动汽车车载充电电源 282

5.3.1 技术要求与电路结构 283

5.3.2 交错并联有源功率因数校正 284

5.3.3 改进型移相全桥ZVS软开关直流变换器 290

本章参考文献 306

名词索引 308