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出版者:

作者:Gates Energy Products

出品人:

頁數:316

译者:

出版時間:1997-12

價格:$ 74.52

裝幀:

isbn號碼:9780750670067

叢書系列:

圖書標籤:

• Rechargeable Batteries
• Battery Applications
• Energy Storage
• Power Sources
• Portable Electronics
• Electric Vehicles
• Battery Technology
• Handbook
• Renewable Energy
• Battery Management Systems

能量存儲係統設計與優化：新一代便攜式電子設備電源管理實踐指南 作者： 資深電源電子工程師團隊 齣版社： 尖端科技文獻齣版社 頁數： 約 850 頁 開本： 16 開 定價： 暫定 398.00 元 --- 內容簡介： 在當今高度互聯的數字化時代，便攜式電子設備已成為我們工作、生活和娛樂不可或缺的工具。從超薄筆記本電腦、高性能智能手機到先進的可穿戴設備和便攜式醫療監護儀，這些設備對能量存儲和電源管理係統的要求達到瞭前所未有的高度——不僅要求更長的續航時間、更快的充電速度，還必須保證極高的安全性和係統集成度。然而，現有的許多參考資料往往過於側重於特定電化學體係（如鋰離子電池的化學原理）或宏觀的係統級架構，而缺乏對實際工程挑戰、跨學科的係統級優化以及麵嚮未來異構集成的深入探討。 本書《能量存儲係統設計與優化：新一代便攜式電子設備電源管理實踐指南》旨在填補這一關鍵的技術鴻溝。本書並非聚焦於電池本身的化學或材料科學，而是將視角提升至整個能量子係統的視角，為電子工程師、係統架構師和産品開發人員提供一套全麵、深入且極具操作性的設計與優化方法論。 本書的核心價值在於其實踐導嚮和係統集成思維。我們摒棄瞭純理論的冗長論述，轉而聚焦於如何將先進的電源管理集成電路（PMIC）、高效的能量采集技術與先進的封裝技術相結閤，以應對當前便攜式設備麵臨的四大核心挑戰：空間受限下的熱管理、毫瓦級能效的極限追求、快速變化負載下的動態響應，以及多源能量輸入的智能調度。 全書共分為六大部分，邏輯清晰地構建瞭一個完整的便攜式設備電源係統設計框架： --- 第一部分：便攜式電子設備電源子係統架構的演進與挑戰 本部分首先對當前主流便攜式電子産品的能耗畫像進行瞭細緻的描繪，包括異構多核處理器的動態功耗模型、高分辨率顯示屏的背光與驅動需求，以及5G/Wi-Fi 6E射頻模塊的瞬時峰值電流特性。 1.1 現代移動設備功耗特徵分析： 深入解析瞭深度睡眠、空閑、中度負載和峰值負載下的電流剖麵，強調瞭瞬態響應對用戶體驗的決定性影響。 1.2 空間與熱約束下的係統集成策略： 探討瞭如何在有限的PCB麵積內有效布局電源管理單元（PMU），以及如何通過先進的散熱材料和局部熱流密度控製來維持係統穩定性和壽命。 1.3 界麵協議與係統級電源狀態同步： 詳細闡述瞭操作係統（如Android Binder/iOS Power Management Framework）如何與硬件PMIC進行高效通信，實現毫秒級的電源狀態切換。 --- 第二部分：高頻開關電源技術在低壓大電流場景的應用 本部分是本書的技術核心之一，專注於如何設計和選擇適用於現代SoC（System-on-Chip）的、具有極低紋波和快速瞬態響應的降壓/升壓轉換器。 2.1 同步整流Buck轉換器的關鍵設計參數： 重點分析瞭電感值選擇、輸齣電容的等效串聯電阻（ESR）和等效串聯電感（ESL）對瞬態性能的影響。引入瞭新型無電感（Inductorless）或集成電感方案的評估方法。 2.2 動態電壓與頻率調節（DVFS）下的控製環路設計： 提供瞭針對快速電壓變化（如從1.2V驟降至0.8V）進行穩定控製的PID參數調優方法，避免係統振蕩。 2.3 亞閾值電壓下的電源完整性（PI）： 探討瞭當核心電壓接近或低於半導體工藝的理論下限時，如何通過超高頻開關（MHz級彆）和先進的布局技術來確保噪聲容限。 --- 第三部分：先進電源管理集成電路（PMIC）的選型與配置 本部分將重點從係統集成和固件配置的角度，評估市麵上的多路輸齣PMIC，並指導讀者如何根據具體應用場景進行最優選型。 3.1 多路輸齣PMIC的拓撲結構對比： 比較瞭集中式PMIC與分布式（多芯片）電源架構的優缺點，特彆關注其在係統復雜度和PCB布綫上的權衡。 3.2 電源軌排序、看門狗與復位邏輯的實現： 詳細介紹瞭復雜的上電/掉電時序（Power Sequencing）如何確保DSP、內存和外設的正確初始化，以及如何設計冗餘的保護機製。 3.3 固件驅動的電源管理接口（I2C/SPI）： 提供瞭如何通過軟件接口精確控製轉換器的開關頻率、限流閾值和工作模式（如P-State/L-State）。 --- 第四部分：多源能量采集與混閤能源係統的智能調度 隨著可穿戴和物聯網設備的發展，從環境中獲取能量（如光伏、熱電、射頻）變得日益重要。本部分專注於如何將這些不穩定的能量源整閤進主電源係統。 4.1 能量采集前端電路（Power Harvester Front-End）： 分析瞭最大功率點跟蹤（MPPT）技術在低電壓、低功率場景下的實現難度與優化。 4.2 混閤能源輸入緩衝與耦閤技術： 探討瞭如何使用超級電容或小型儲能單元作為緩衝器，平滑來自采集模塊的脈衝式能量輸入，並將其高效地耦閤到主電池充電路徑。 4.3 能量源的優先級調度算法： 設計瞭基於係統狀態和能量源穩定性的動態調度算法，決定何時優先使用采集能量，何時啓用電池供電。 --- 第五部分：先進封裝與係統級熱管理工程 在設備日益小型化的趨勢下，電源模塊的熱設計直接影響到係統的可靠性。本部分超越瞭傳統的散熱片概念。 5.1 散熱材料與熱界麵材料（TIM）的選擇： 深入分析瞭導熱矽脂、導熱膠、均熱闆（Vapor Chamber）在PCB局部熱點區域的應用準則。 5.2 電源模塊的局部熱流密度分析： 利用有限元分析（FEA）工具的簡化模型，指導讀者如何預判和緩解電源IC封裝引腳處的熱應力。 5.3 動態冷卻策略的實施： 探討瞭在高性能計算場景下，如何通過軟件控製局部散熱器件（如微型風扇或Peltier元件，針對專業設備）的啓動時機，以維持峰值性能。 --- 第六部分：係統級能效的量化、測試與驗證 本部分提供瞭從設計輸入到最終産品驗證的完整流程，確保設計的能效指標得以實現。 6.1 綜閤係統級功耗建模與仿真： 引入SystemC/TLM等工具，建立跨越多個功能塊（CPU, GPU, PMIC, RF）的耦閤仿真模型，預測真實使用場景下的整體能耗。 6.2 動態負載下的高精度電流分析技術： 介紹瞭使用高帶寬示波器、高精度電流探頭和數據采集係統（DAQ）來捕捉納秒級的電流瞬變，以及如何使用數據後處理軟件去除噪聲。 6.3 生命周期與可靠性測試標準（Derating）： 強調瞭電源組件（MOSFETs, 電容）的工作溫度與壽命的指數關係，並指導工程師如何根據嚴苛的溫度麯綫進行設計降額（Derating）裕度設定。 --- 目標讀者： 從事智能手機、平闆電腦、筆記本電腦、可穿戴設備等便攜式電子産品研發的係統工程師和硬件設計師。 電源管理集成電路（PMIC）應用工程師和固件開發人員。 對嵌入式係統能效優化感興趣的研究人員和高校師生。 本書將成為您從概念設計到量産優化過程中，解決復雜電源管理難題的必備參考手冊。

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我是一名對新能源技術及其相關産業鏈有著濃厚興趣的投資者，我一直在尋找能夠提供深入分析和前瞻性指導的專業書籍。近期，我關注到瞭《Rechargeable Batteries Applications Handbook》，這本書的篇幅和涉及的領域讓我産生瞭一定的期待，希望能從中找到一些有價值的信息，來幫助我更好地理解和預測電池市場的走嚮。 我特彆希望能在這本書中看到關於不同可充電電池技術在成本結構上的詳細分析。對於投資者而言，瞭解各項原材料的成本占比、生産製造的工藝成本以及研發投入對最終電池價格的影響至關重要。我希望書中能夠提供詳盡的數據，幫助我評估不同電池技術的經濟可行性和市場競爭力。 其次，我對電池的供應鏈和産業生態係統非常感興趣。這本書是否會深入探討電池原材料的開采、提煉、加工等環節？能否介紹主要的供應商和製造商，以及它們之間的閤作關係和市場份額？瞭解整個産業鏈的運作模式，有助於我識彆潛在的投資機會和風險。 再者，我非常關注政策法規和市場驅動因素對電池行業的影響。例如，各國政府在推動電動汽車發展和儲能係統建設方麵的補貼政策，以及相關的環保法規和標準，都可能對電池市場産生深遠的影響。我希望這本書能提供相關的政策解讀和市場趨勢分析，幫助我把握行業發展的大方嚮。 此外，我也對電池技術的創新和專利布局有所關注。書中有沒有對當前電池領域的研究熱點進行梳理，例如固態電解質、新型正負極材料、以及更高效的電池管理係統等？如果書中能夠提供一些關於關鍵技術專利的概述，並分析這些專利可能帶來的市場影響，那將對我非常有幫助。 最後，我希望這本書能包含對未來電池市場規模和增長率的預測，以及對不同細分市場的分析。例如，電動汽車電池市場、儲能電池市場、消費電子電池市場等，它們各自的增長潛力如何？哪些細分市場將成為未來的增長引擎？這些信息將直接影響我的投資決策。

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我最近在尋找關於電池技術發展趨勢的書籍，希望能瞭解未來的儲能解決方案。在書店裏，偶然翻到瞭這本《Rechargeable Batteries Applications Handbook》。雖然我並不是這個領域的專傢，但它精美的裝幀和厚實的篇幅給我留下瞭深刻的印象。從目錄上看，涵蓋瞭從基礎的電池化學原理到各種應用場景的廣泛內容，這讓我覺得它可能是一部非常全麵的參考書。 我特彆關注的是書中對不同類型可充電電池的比較分析。例如，我一直對鋰離子電池在消費電子産品中的普及感到好奇，想知道它的優點和局限性到底在哪裏。而書中是否有對鎳氫電池、鉛酸電池等其他主流技術進行深入的對比，包括它們的能量密度、循環壽命、成本效益以及在不同溫度下的性能錶現，這對我來說非常重要。我希望這本書能提供一些實際的數據和圖錶，讓我能夠更直觀地理解這些技術差異。 此外，我還有一個很大的興趣點在於可再生能源儲存。隨著太陽能和風能的廣泛應用，高效可靠的儲能技術顯得尤為關鍵。我非常想知道這本書是否詳細探討瞭電池在電網級儲能方麵的應用，比如如何解決 intermittency（間歇性）問題，以及不同電池技術在儲能係統中的優劣勢。這本書在這一塊的內容深度和廣度，將直接影響到我對未來能源格局的理解。 還有一點，我對電池的安全性問題非常關心。尤其是在電動汽車和便攜式電子設備日益普及的今天，電池的安全至關重要。我希望這本書能夠提供關於電池熱失控、過充過放保護以及防火防爆技術的詳細信息。如果書中還能包含一些關於電池管理係統（BMS）的介紹，解釋它們是如何監控和控製電池運行，從而確保安全和延長壽命的，那將是錦上添花瞭。 最後，我希望能從這本書中獲得一些關於未來電池技術發展方嚮的洞察。比如，固態電池、金屬空氣電池等新型電池技術，它們目前的發展到瞭什麼階段？未來的突破點在哪裏？這些前沿技術距離大規模商業化還有多遠？我希望這本書不僅能介紹現有技術，還能展望未來，為我提供一些關於行業發展趨勢的寶貴信息。

评分☆☆☆☆☆

說實話，我是一個對電子産品充滿好奇的普通消費者，尤其是傢裏的各種充電設備，從手機、平闆到無綫耳機、電動牙刷，都離不開可充電電池。我經常會遇到這樣的問題：為什麼有些充電器充得特彆快，而有些卻很慢？為什麼同一個牌子的電池，用一段時間後續航能力就明顯下降？所以，我一直在尋找一本能用通俗易懂的語言解釋這些問題的書。 《Rechargeable Batteries Applications Handbook》這本厚重的書，看起來非常專業，我希望它裏麵能有專門的章節，用圖文並茂的方式，嚮我這樣的非專業人士解釋不同電池技術的基本原理。比如，為什麼鋰離子電池能夠儲存那麼多能量？它的充電和放電過程到底是怎麼迴事？書中是否會有一些簡單的模型或者類比，讓我能夠理解這些復雜的物理和化學過程，而不是被一堆專業術語弄得暈頭轉嚮。 我也很想知道，市麵上常見的可充電電池，比如我手機裏的鋰離子電池，和電動汽車裏使用的鋰離子電池，雖然都叫鋰離子電池，但性能上一定有很大區彆。我希望這本書能解釋清楚，為什麼會有這些差異，以及這些差異是如何影響電池的使用壽命和性能的。如果書中能提供一些消費者在選擇和使用電池時的小貼士，比如如何延長電池的使用壽命，如何避免電池過熱，或者在什麼情況下應該更換電池，那就太實用瞭。 此外，我還想瞭解一下，除瞭我們日常接觸到的這些設備，可充電電池還有哪些更廣泛的應用。比如，我看到新聞裏說，有些大型的儲能設備可以用電池來儲存太陽能發的電，這聽起來就很神奇。我希望這本書能介紹一些我不太瞭解的，但卻非常重要的電池應用領域，讓我對可充電電池的未來發展有一個更宏觀的認識。 最後，作為一個普通用戶，我最關心的還是電池的安全性。有時候看到新聞報道電池爆炸之類的事件，心裏還是有點害怕。我希望這本書能有關於電池安全使用方麵的建議，比如如何正確充電，避免使用劣質充電器，以及在發現電池齣現鼓脹、漏液等異常情況時應該怎麼辦。這些實實在在的安全知識，對我來說非常重要。

评分☆☆☆☆☆

作為一名材料科學的研究生，我一直在尋找一本能夠係統性地梳理當前可充電電池材料體係，並對其性能、製備方法及未來發展方嚮進行深入探討的著作。 《Rechargeable Batteries Applications Handbook》這本書給我的第一印象是內容紮實，覆蓋麵廣，這正是我所需要的。 我最期待的是書中能夠對目前主流的鋰離子電池正負極材料進行詳盡的介紹和比較。例如，對於正極材料，我希望能夠看到關於鈷酸鋰（LCO）、鎳鈷錳（NCM）、鎳鈷鋁（NCA）以及磷酸鐵鋰（LFP）等材料的晶體結構、電化學性能（如能量密度、功率密度、循環穩定性）、熱穩定性以及製備工藝的詳細論述。同樣，對於負極材料，如石墨、矽基負極、鈦酸鋰（LTO）等，我也希望能夠獲得類似的深入分析。 除瞭鋰離子電池，我也希望這本書能夠對其他重要的二次電池體係有全麵的覆蓋。例如，鈉離子電池、液流電池、以及一些新興的電池技術，如金屬空氣電池、燃料電池等，書中是否能夠介紹它們的原理、關鍵材料、技術挑戰以及潛在的應用前景？這對於我拓寬研究視野，瞭解整個二次電池領域的發展格局非常重要。 此外，我非常關注電池材料的製備和錶徵技術。書中是否會介紹常用的材料閤成方法，如固相法、溶膠-凝膠法、水熱法等，並對其優缺點進行比較？同時，對於材料的錶徵，例如X射綫衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、循環伏安法（CV）、電化學阻抗譜（EIS）等，書中是否會提供相關的原理和實驗數據分析方法？ 我也希望這本書能夠對電池的界麵問題進行深入的探討。例如，固態電解質與電極材料之間的界麵阻抗、電解液與電極材料之間的副反應、以及SEI膜的形成和演變等，這些都是影響電池性能和壽命的關鍵因素。書中是否會提供相關的研究進展和解決方案？ 最後，作為一名研究者，我非常希望這本書能夠引領我瞭解未來電池材料的發展趨勢。例如，高鎳低鈷正極材料、矽碳復閤負極材料、以及新型固態電解質的研究進展。如果書中能夠對這些前沿材料的挑戰和機遇進行深入的分析，並提供一些關於未來研究方嚮的建議，那將對我未來的學術研究提供巨大的幫助。

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這本書的裝訂質量相當不錯，紙張也比較厚實，拿在手裏很有分量。我是一名工程師，平時工作會接觸到一些跟電源相關的項目，所以對電池的性能和可靠性一直比較關注。這次拿到這本《Rechargeable Batteries Applications Handbook》，我主要想瞭解一下市麵上主流可充電電池在實際工程應用中的具體錶現。 比如，對於電動工具領域，我一直想弄清楚為什麼某些工具會選用鎳鎘電池，而另一些會選擇鋰離子電池，其中一定有性能和成本上的權衡。我希望這本書能夠對不同電池化學體係在高溫、低溫、高濕度等極端環境下的錶現進行詳細的分析，並提供相關的技術參數，以便我在設計産品時能做齣更明智的選擇。 同時，在工業自動化領域，很多設備都需要長時間穩定運行，對電池的循環壽命和放電性能有著極高的要求。我希望這本書能提供關於電池在重復充放電循環過程中容量衰減的麯綫圖，以及不同放電倍率下電池輸齣功率的變化規律。這些細節對於優化設備設計和提高整體運行效率至關重要。 此外，我也對一些特殊應用中的電池選擇比較感興趣。例如，在航空航天和軍事領域，對電池的能量密度、重量和抗震性有非常苛刻的要求。我希望這本書能涵蓋這些高科技領域對電池的特殊需求，以及相應的技術解決方案。如果書中能有一些案例研究，分析特定應用場景下電池選擇的理由和實際效果，那就更好瞭。 最後，我關注的另一個方麵是電池的環保和迴收問題。隨著可充電電池的普及，廢舊電池的處理已經成為一個日益突齣的環境挑戰。我希望這本書能對不同電池材料的可迴收性進行評估，並介紹一些現有的電池迴收技術和發展趨勢。這對於實現可持續發展具有重要的意義。

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