电动车辆动力电池系统及应用技术 第3版

本书以动力电池在电动车辆上应用的外特性介绍为基础，重点介绍了动力电池及其驱动的电动车辆、动力电池的基本概念、锂离子动力电池、其他电池、车辆对动力电池的要求、动力电池测试、动力电池应用理论与技术、动力电池管理系统、动力电池系统设计及使用、动力电池的回收利用、动力电池充电方法与基础设施等内容。 本书突出电动汽车电池成组理论、动力电池管理技术方面的科研成果和理论，主要用于指导车辆工程专业学生学习、了解动力电池及其应用技术，同时也可供从事车用电池研究、开发、生产、销售和使用人员以及相关领域如新能源汽车、电动汽车行业人员参考。 本书配有PPT课件，可免费赠送给采用本书作为教材的教师，可登录www.cmpedu.com下载。本书配有动力电池教学实验相关视频，读者可扫内封上的二维码进行观看。

高等院校教师

第3版前言 第2版前言 第1版前言 第1章动力电池及其驱动的电动 车辆1 11动力电池及电动车辆发展简史1 12国内外动力电池技术现状5 13动力电池驱动的车辆类型8 131厂内车辆8 132电力机车9 133娱乐及运动场地车辆10 134残疾人或医疗服务用车10 135低速电动汽车11 136机场地面保障车辆12 137电动滑板车、电动平衡车、 摩托车和自行车13 138电动汽车14 139特种车辆——电驱动装甲车15 1310电驱动非道路车辆——矿用车16 14动力电池及电动汽车发展趋势17 习题18 第2章动力电池的基本概念19 21蓄电池分类19 211按电解液种类分类19 212按工作性质和储存方式分类19 213按电池所用正、负极材料分类19 22化学能电能转换基本原理20 23电池的基本构成20 24电池及电池组21 25电池的基本参数22 251电池的基本参数介绍22 252容量23 253内阻25 254能量与能量密度26 255功率与功率密度27 256荷电状态28 257电池健康状态28 258电池功率状态29 259温度性能30 2510放电性能30 2511使用寿命31 2512一致性32 2513成本32 2514效率32 2515记忆效应33 26电池应用常见问题33 习题34 第3章锂离子动力电池35 31概述35 32锂离子动力电池的工作原理36 33正极材料37 331金属氧化物37 332三元材料39 333锂离子电池正极材料的纳米化40 34负极材料40 341碳材料41 342氧化物负极材料41 343金属及合金类负极材料42 35锂离子电池的失效机理42 36锂离子动力电池的性能44 361充放电特性44 362安全性48 363热特性49 37锂离子动力电池的应用53 习题54 第4章其他电池55 41铅酸动力电池55 411工作原理55 412应用情况57 42碱性动力电池57 43镍镉电池58 44镍氢电池58 45钠离子动力电池60 46金属空气电池62 461锌空气电池62 462铝空气电池63 463锂空气电池65 464应用情况67 47钠硫电池68 471工作原理68 472特性与应用情况69 48锂硫电池70 481工作原理70 482特性与应用情况71 49Zebra电池71 491工作原理72 492特性与应用情况73 410飞轮电池74 4101工作原理74 4102特性与应用情况75 411太阳能电池75 4111工作原理76 4112分类76 4113特性与应用情况77 412超级电容器79 4121工作原理79 4122分类80 4123特性与应用80 413燃料电池82 4131构造和原理83 4132分类84 4133质子交换膜燃料电池系统85 4134特性与应用情况87 习题88 第5章车辆对动力电池的要求89 51电动车辆驱动力的主要影响因素89 52动力电池的能量和功率需求90 521纯电动场地车辆91 522纯电动道路车辆91 523混合动力电动车辆91 53动力电池评价参数92 54动力电池评价方法94 541电池单一特性的评价94 542动力电池性能综合评价法95 习题97 第6章动力电池测试98 61动力电池基本测试原理与方法98 62动力电池基本测试评价102 621动力电池电气性能测试规范与方法102 622动力电池安全性能测试规范与方法108 63典型的测试设备115 631充放电性能试验台115 632环境模拟试验系统116 633电池滥用试验设备117 习题118 第7章动力电池应用理论与技术119 71动力电池一致性及其表征119 711电池组一致性的动静态表现形式122 712电池组电压一致性统计规律125 713电池组一致性评价指标127 714提高一致性的措施130 715应用实例130 72动力电池组使用寿命132 721电池容量退化机理133 722电池寿命影响因素134 723电池组寿命模型136 724电池组寿命分析实例140 73动力电池状态估计（SOC、SOH、 SOP）142 731电池荷电状态（SOC）估计142 732电池健康状态（SOH）估计152 733电池功率状态（SOP）估计156 74动力电池温度场分析方法159 741电池内传热的基本方式159 742热管理系统设计过程中的关键技术161 743电池组的热特性仿真与测试163 75动力电池热失控机理分析165 751电池热失控与热安全的概念165 752电池热失控触发条件166 753电池热失控机理166 754热失控在动力电池系统内的扩展174 755热失控预警176 习题179 第8章动力电池管理系统180 81基本构成和功能180 811系统架构180 812基本功能182 82数据采集方法183 821单体电压检测方法183 822温度采集方法187 823电流采集方法188 824烟雾采集方法188 83动力电池系统均衡管理189 831能量耗散型均衡管理189 832非能量耗散型均衡管理190 833应用中存在的问题191 84热管理系统192 841电池组热管理系统设计流程192 842热管理系统设计过程中的结构与参数选择193 843热管理系统设计实现194 85数据通信系统196 851CAN总线通信196 852FlexRay通信197 853工业以太网198 86电池安全管理系统198 861高压绝缘检测系统198 862峰值功率200 87BMS控制策略201 871控制流程与逻辑202 872BMS精度的影响分析205 873BMS可靠性设计206 88典型设计流程207 881V模型与开发工具208 882BMS功能需求分析209 883基于Simulink的模型软件开发与软件在环测试209 884BMS硬件在环测试210 89电池管理系统发展趋势211 891域控制器211 892高压功能集成211 893云BMS212 894电池包内无线通信212 895爆炸熔断器212 习题213 第9章动力电池系统设计及使用215 91电动车辆能耗经济性评价参数215 911续驶里程215 912单位里程容量消耗216 913单位里程能量消耗216 914单位容量消耗行驶里程和单位能量消耗行驶里程216 915等速能耗经济特性216 916比能耗217 92电池系统与整车的匹配方法218 921车辆行驶动力学功率平衡方程218 922纯电动车辆电池组匹配方法219 923混合动力车辆电池组匹配方法220 93电池包结构与设计223 931电池包的结构设计223 932电池包的安全结构225 94动力电池系统安全防护227 941电气安全防护227 942机械安全防护231 95电池系统的布置233 96动力电池系统设计的发展趋势235 961电池系统的放置位置由行李舱到底盘均布235 962电池系统与底盘骨架一体化设计235 963动力电池系统安全性成为设计的重点235 964热管理系统趋于完善236 965电池管理系统智能化发展237 习题237 第10章动力电池的回收利用238 101动力电池回收利用体系238 1011政策法规体系239 1012电池溯源体系243 1013产业布局情况分析245 102动力电池预处理技术246 1021动力电池预处理概述246 1022拆解技术247 1023物理破碎分选流程251 103动力电池梯次利用技术253 1031动力电池梯次利用概述253 1032检测分选技术254 1033基于大数据的残值评估技术255 1034重组集成技术256 1035梯次利用电池均衡控制技术257 104动力电池再生利用技术258 1041动力电池再生利用概述258 1042火法冶金再生技术258 1043湿法冶金再生技术259 1044生物淋滤回收技术259 习题260 第11章动力电池充电方法与基础设施261 111动力电池充、放电方法261 1111常规充电方法261 1112快速充电方法265 1113充电优化方法267 1114放电方法268 112动力电池系统充电方法269 1121动力电池系统充电控制策略269 1122动力电池系统充电管理模式270 1123动力电池系统充电方式271 113充电技术与充电设备274 1131充电机的类型274 1132充电机充电原理277 1133充电技术发展趋势278 114换电技术与换电站279 1141动力电池自动更换技术279 1142换电模式应用与分析284 115充电站290 1151主要功能与布局291 1152充电站建设形式293 1153充电站智能运维294 1154典型电动汽车充电站298 习题299 参考文献300