本教材以動(dòng)力電池在電動(dòng)車輛上應(yīng)用的外特性介紹為基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹動(dòng)力電池系統(tǒng)匹配、動(dòng)力電池測(cè)試方法、動(dòng)力電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、動(dòng)力電池成組應(yīng)用理論、動(dòng)力電池充電方法等與電動(dòng)車輛設(shè)計(jì)和應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容。突出電動(dòng)汽車電池成組理論、動(dòng)力電池管理技術(shù)方面的科研成果和理論，用于指導(dǎo)車輛工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)、了解動(dòng)力電池及其應(yīng)用技術(shù)。本書同時(shí)也可供從事車用電池研究、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和使用人員參考，也可供相關(guān)領(lǐng)域如新能源汽車、電動(dòng)汽車行業(yè)人員參考。
2015 年, 以電動(dòng)汽車為主的新能源汽車被確定為“中國(guó)制造2025” 十大重點(diǎn)推動(dòng)領(lǐng)域之一, 并掀起了電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化應(yīng)用的熱潮。隨著新能源汽車技術(shù)的發(fā)展和規(guī)�；瘧�(yīng)用, 新型動(dòng)力電池陸續(xù)開發(fā)并應(yīng)用, 同時(shí), 動(dòng)力電池的安全性問題凸顯, 促進(jìn)了動(dòng)力電池?zé)崾Э乩碚摵蛣?dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的深入研究。
本次修訂主要優(yōu)化了教材結(jié)構(gòu), 精簡(jiǎn)和更新了第1 章、第5 章、第6 章、第12 章等章節(jié)的部分內(nèi)容, 調(diào)整了第9 章和第10 章的順序和結(jié)構(gòu), 在部分章節(jié)補(bǔ)充了新技術(shù)和新進(jìn)展, 突出了重點(diǎn)和應(yīng)用性。主要修訂內(nèi)容如下:1. 第2 章, 增加了動(dòng)力電池的相關(guān)概念、動(dòng)力電池放電方法及常見故障;2. 第3 章, 增加了動(dòng)力電池評(píng)價(jià)方法;3. 第4 章, 增加了動(dòng)力電池基本測(cè)試評(píng)價(jià);4. 第7 章, 增加了三元材料鋰離子電池內(nèi)容, 并更新了部分內(nèi)容;5. 第8 章, 增加了一些新型動(dòng)力電池內(nèi)容, 如鋁空氣電池等;6. 第9 章即第1 版中的第10 章, 更新了動(dòng)力電池一致性的部分內(nèi)容, 增加了動(dòng)力電池狀態(tài)估計(jì)的相關(guān)理論;7. 第10 章即第1 版中的第9 章, 增加了電池?zé)崾Э嘏c熱安全管理、BMS 系統(tǒng)控制策略及可靠性設(shè)計(jì)等內(nèi)容;8. 第11 章, 增加了動(dòng)力電池系統(tǒng)的布置、動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)等內(nèi)容。
本書由王震坡、孫逢春、劉鵬共同編著, 以劉鵬為主完成了主要內(nèi)容的補(bǔ)充和修訂。
北京理工大學(xué)電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室的博士生曲昌輝、張文亮、洪吉超, 碩士生朱敬娜、劉旭澤、樊文韜等協(xié)助進(jìn)行了書稿資料的整理, 在此對(duì)他們辛勤的工作表示感謝。
由于作者水平所限, 書中若有不妥之處, 懇切希望各位讀者批評(píng)指正。
編著者
序
第2 版前言
第1 版前言
第1 章 動(dòng)力電池及其驅(qū)動(dòng)的
電動(dòng)車輛 1
1. 1 動(dòng)力電池及電動(dòng)車輛發(fā)展簡(jiǎn)史 1
1. 2 國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池技術(shù)現(xiàn)狀 4
1. 3 動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)的車輛類型 7
1. 4 動(dòng)力電池及電動(dòng)汽車發(fā)展趨勢(shì) 12
第2 章 動(dòng)力電池的基本概念 13
2. 1 蓄電池分類 13
2. 2 化學(xué)能電能轉(zhuǎn)換基本原理 14
2. 3 電池的基本構(gòu)成 14
2. 4 電池及電池組 15
2. 5 電池的基本參數(shù) 16
2. 6 充、放電方法 26
2. 7 常見電池故障 31
第3 章 車輛對(duì)動(dòng)力電池的要求 33
3. 1 電動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)力的主要影響因素 33
3. 2 動(dòng)力電池的能量和功率需求 34
3. 3 動(dòng)力電池評(píng)價(jià)參數(shù) 36
3. 4 動(dòng)力電池評(píng)價(jià)方法 38
第4 章 動(dòng)力電池測(cè)試 41
4. 1 動(dòng)力電池基本測(cè)試原理與方法 41
4. 2 動(dòng)力電池基本測(cè)試評(píng)價(jià) 45
4. 3 典型的測(cè)試設(shè)備 49
第5 章 鉛酸動(dòng)力電池 53
5. 1 概述 53
5. 2 鉛酸電池的工作原理及結(jié)構(gòu) 53
5. 3 鉛酸電池的板柵合金 55
5. 4 鉛酸電池的電解液 56
5. 5 鉛酸電池的活性物質(zhì) 57
5. 6 鉛酸電池的隔板 57
5. 7 鉛酸電池的性能 58
5. 8 廢舊鉛酸電池的回收利用 62
第6 章 堿性動(dòng)力電池 63
6. 1 概述 63
6. 2 鎳鎘電池 63
6. 3 鎳氫電池 64
6. 4 堿性動(dòng)力電池的應(yīng)用 71
第7 章 鋰離子動(dòng)力電池 73
7. 1 概述 73
7. 2 鋰離子動(dòng)力電池的工作原理 74
7. 3 正極材料 75
7. 4 負(fù)極材料 79
7. 5 鋰離子電池的失效機(jī)理 80
7. 6 鋰離子動(dòng)力電池的性能 81
7. 7 鋰離子動(dòng)力電池的應(yīng)用 90
第8 章 其他電池 92
8. 1 金屬空氣電池 92
8. 2 鈉硫電池 100
8. 3 鋰硫電池 103
8. 4 Zebra 電池 104
8. 5 飛輪電池 107
8. 6 太陽能電池 108
8. 7 超級(jí)電容器 111
8. 8 燃料電池 115
第9 章 動(dòng)力電池應(yīng)用理論 121
9. 1 動(dòng)力電池一致性 121
9. 2 動(dòng)力電池組使用壽命 134
9. 3 動(dòng)力電池狀態(tài)估計(jì) 144
9. 4 溫度場(chǎng)設(shè)計(jì)方法 155
第10 章 動(dòng)力電池管理系統(tǒng) 162
10. 1 基本構(gòu)成和功能 162
10. 2 數(shù)據(jù)采集方法 163
10. 3 電量管理系統(tǒng) 169
10. 4 均衡管理系統(tǒng) 173
10. 5 熱管理系統(tǒng) 176
10. 6 電池?zé)崾Э嘏c熱安全管理 179
10. 7 電安全管理系統(tǒng) 181
10. 8 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 183
10. 9 電池組的峰值功率預(yù)測(cè) 185
10. 10 BMS 控制策略 189
10. 11 BMS 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 191
第11 章 動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)及
使用 194
11. 1 電動(dòng)車輛能耗經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)參數(shù) 194
11. 2 電池系統(tǒng)與整車的匹配方法 196
11. 3 電池包結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 201
11. 4 電池系統(tǒng)的布置 206
11. 5 動(dòng)力電池系統(tǒng)充電方法 209
11. 6 動(dòng)力電池的梯次利用與回收 213
11. 7 動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 214
第12 章 動(dòng)力電池充電基礎(chǔ)設(shè)施 217
12. 1 充電機(jī) 217
12. 2 充電站 219
參考文獻(xiàn) 226
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