近年來，電動汽車行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，在5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等新技術的助推下，以電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化為核心的汽車行業(yè)新四化正重塑汽車產(chǎn)業(yè)新格局，其中，電動化是所有這些高級智能技術的*佳基礎載體。電動汽車在全球范圍內(nèi)普及與推廣已成為一個重要的發(fā)展趨勢。電動汽車主要的能量來源為動力電池，可用的動力電池包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池等，其中鋰離子電池是目前主流應用的動力電池，也是本書主要介紹的動力電池類型。動力電池管理系統(tǒng)是新能源汽車不可或缺的關鍵部件，其核心功能主要包括參數(shù)采集、狀態(tài)估計、均衡管理、熱管理、通信及故障診斷等。本書探討了動力電池的電化學模型、黑箱模型、等效電路模型等建模方法，并簡述了相應的參數(shù)辨識方法。為了更好地利用動力電池，對電池管理系統(tǒng)（BMS）提出了越來越高的要求，尤其是在全氣候、全電范圍、全生命周期的高精度電池狀態(tài)估算方面。本書結(jié)合仿真案例，從經(jīng)驗模型、基于電池模型的估算方法及數(shù)據(jù)驅(qū)動算法幾個方面詳細闡述了荷電狀態(tài)的估算方法；從直接測量、間接分析、數(shù)據(jù)驅(qū)動和多尺度聯(lián)合估算等方面，全面敘述了健康狀態(tài)的估算方法；結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)驅(qū)動算法，詳盡論述了功率狀態(tài)、能量狀態(tài)和安全狀態(tài)的估算方法。動力電池組可用充電容量由當前容量*高單體的可充入容量決定，可用放電容量由當前容量*低單體的可放電容量決定，并且這種不一致性會隨時間累積而逐漸增大，導致電池組提前老化，在充放電循環(huán)過程中可能導致過充和過放現(xiàn)象，進而存在熱失控安全風險。因而，使用以*長壽命為目標的充電優(yōu)化控制算法進行主動干預，配合被動均衡與無損主動均衡，縮小單體不一致性，*大限度地提高電池組的能量利用率，同時輔以高均溫性能的熱管理系統(tǒng)，將有效確保電池組充放電過程的安全。本書對這方面內(nèi)容進行了重點討論。隨著汽車制造技術與信息通信技術等新一代技術的深度融合，汽車產(chǎn)業(yè)正加快向四化的方向發(fā)展，車載電子系統(tǒng)變得越來越復雜的同時，逐步具備了網(wǎng)聯(lián)通信功能，包括與其他車輛、基礎設施通信以及接入互聯(lián)網(wǎng)，而系統(tǒng)的功能安全一直是汽車電子控制領域的研究重點，因此，對電池管理系統(tǒng)的整車集成搭載，也需要特別關注。數(shù)字孿生是一種集成多物理、多尺度、多學科屬性，具有實時同步、忠實映射、高保真度特性，能夠?qū)崿F(xiàn)物理世界與信息世界交互與融合的技術手段，不僅能實現(xiàn)全壽命周期管理，還能借助物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術，進行海量數(shù)據(jù)的挖掘，因此，基于數(shù)字孿生的下一代電池管理系統(tǒng)將成為很有前途的研究方向。感謝對本書提出寶貴意見的評審專家！在本書撰寫過程中也得到了華中科技大學出版社的大力支持，在此致以誠摯的感謝！課題組研究生郭斌、高心磊、何瑢、華旸、周思達、周新岸、張正杰、張祚銘、范智偉、顧啟蒙、金鑫娜、李佶翀、李琳、曹瑞、王明悅、張力開、于瀚卿等為本書編寫也做出了貢獻，在此表示感謝！由于作者水平有限，書中錯誤與不妥之處在所難免，敬請廣大讀者批評指正。楊世春于北京航空航天大學