面向电动车辆的超级电容系统应用技术PDF电子书下载

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第1章 新能源汽车发展概述 1

1.1 新能源成为汽车工业发展的趋势之一 2

1.1.1 能源危机 2

1.1.2 环境污染 3

1.1.3 新能源汽车的优势 5

1.2 电动汽车分类 8

1.3 新能源汽车发展现状与趋势 13

1.3.1 国内外发展概况 14

1.3.2 纯电动汽车发展现状 15

1.3.3 混合动力电动汽车发展现状 18

1.3.4 插电式混合动力电动汽车发展现状 20

1.3.5 燃料电池电动汽车发展现状 22

1.4 新能源汽车常用电源系统 24

第2章 超级电容器技术概述 27

2.1 概述 28

2.2 超级电容器的优势 29

2.3 主要应用领域 30

2.3.1 交通运输业 31

2.3.2 工业领域 34

2.3.3 可再生能源 38

2.3.4 军事领域 39

2.4 超级电容器技术特性 40

2.4.1 技术特性 40

2.4.2 优缺点 42

2.5 超级电容器的分类 44

2.5.1 双电层电容器 44

2.5.2 赝电容器 45

2.6 工艺流程 46

2.7 使用注意事项 46

2.8 超级电容器电动车应用中面临的问题 47

第3章 超级电容器与电池 49

3.1 电能的存储机理 50

3.1.1 能量的存储形式 50

3.1.2 电容器和电池的储能模式 51

3.1.3 法拉第与非法拉第过程 51

3.2 超级电容器与电池的运行机理 52

3.2.1 超级电容器的运行机理 52

3.2.2 超级电容器的基本结构 53

3.2.3 电池的基本工作原理 54

3.2.4 电池的基本构成 55

3.3 超级电容器与电池的类型 56

3.3.1 可区分的体系 56

3.3.2 超级电容器与电池的设计与等效电路模型 59

3.4 电荷存储密度的区别 62

3.4.1 每个原子或分子的电荷密度 62

3.4.2 可获得的能量密度比较 62

3.5 充放电特性比较 63

3.5.1 超级电容器充放电特性 63

3.5.2 电池充放电特性 67

3.5.3 超级电容器与电池的充电曲线比较 72

3.5.4 基于循环伏安法的超级电容器和电池单元充放电行为比较 74

3.5.5 非理想极化电容器电极的充电过程 76

3.6 性能和技术应用比较 77

3.6.1 性能比较 77

3.6.2 技术应用比较 78

3.7 电化学电容器与电池性能的总体比较 79

第4章 超级电容系统关键技术概述 83

4.1 超级电容器电极材料及制造工艺 84

4.1.1 用于电化学电容器的碳材料 84

4.1.2 碳材料的表面性质和官能度 88

4.1.3 碳材料的双层电容 93

4.1.4 用于电容器碳材料的热处理和化学处理 95

4.2 用于电化学电容器的金属氧化物 99

4.2.1 氧化钌的制备 100

4.2.2 RuO2的状态和化学构造 103

4.2.3 RuO2的充放电机理 106

4.3 导电聚合物的研究情况 107

4.4 超级电容电解液及其稳定性 108

4.4.1 水性电解液 108

4.4.2 有机电解液 109

4.4.3 凝胶电解液 111

4.4.4 固体电解液 111

第5章 超级电容系统建模方法 113

5.1 超级电容系统建模的国内外发展现状 114

5.2 超级电容系统建模的难点 117

5.3 超级电容器双电层模型 118

5.3.1 Helmholtz双电层模型 118

5.3.2 Gouy-Chapman双电层模型 119

5.3.3 Stern-Grahame双电层模型 120

5.4 超级电容等效电路模型对比研究 120

5.4.1 模型结构 121

5.4.2 最优模型参数估计 123

5.4.3 模型对比 124

5.5 超级电容器的扩展模型 128

第6章 超级电容系统状态估计方法 131

6.1 超级电容系统状态估计的意义 132

6.2 超级电容SOC估计国内外发展现状 133

6.3 超级电容系统状态估计的难点 134

6.4 超级电容系统状态估计方法 134

6.4.1 基于卡尔曼滤波器的在线模型参数估计方法 134

6.4.2 基于H∞状态观测器的超级电容SOC估计器 142

6.4.3 基于分数阶模型的超级电容系统建模与状态估计 147

6.5 超级电容系统的老化特征与寿命测试 155

6.5.1 超级电容系统的老化特征 155

6.5.2 超级电容系统的老化影响因素 156

6.5.3 超级电容器的寿命测试方法 157

6.6 超级电容器的寿命预测 159

6.6.1 基于推断法和阿伦尼乌斯方程的寿命预测模型 159

6.6.2 基于试验测试的电容器老化寿命研究 163

6.7 现有超级电容器寿命老化研究的不足与探讨 170

第7章 电动车辆用复合电源系统设计与能量管理技术 173

7.1 电动车辆用复合电源发展背景 174

7.2 电动车辆用复合电源国内外发展现状 175

7.3 复合电源系统构型与建模 177

7.3.1 复合电源系统构型 177

7.3.2 动力电池组模型 179

7.3.3 超级电容组模型 180

7.4 基于多目标优化的复合电源优化设计 182

7.5 超级电容组管理技术 186

7.6 复合电源能量管理策略现状及存在问题 187

7.7 基于小波变换的复合电源能量管理策略 188

参考文献 191

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