电池体系.部件.类型和术语/锂离子电池组设计手册

目 录


第1章 引言 1
1.1 影响消费者购买电动汽车的因素 2
1.2 电动汽车是汽车技术发展的需要 4
1.3 本书的目的 4
1.4 章节概要 6
第2章 汽车电气化史 9
2.1 现代蓄电池的历史 11
2.2 电气工业的出现 14
2.3 早期电动汽车的发展 14
2.4 现代汽车的电气化 17
第3章 基本术语 23
3.1 汽车行业的术语 23
3.2 电网术语 28
3.3 电池行业术语 28
第4章 电池组的设计标准和选择 37
4.1 欧姆定律和基本的电池计算 40
4.1.1 计算电池组所需的电池单体数量 42
4.1.2 计算电池组的能量和容量 43
4.1.3 计算电池组寿命终端时的能量 45
4.1.4 计算系统功率 46
4.1.5 *大持续放电电流 48
4.1.6 计算充电电压 48
4.2 将客户需求转换为电池组设计 48
4.3 功率与能量的比值 50
4.4 电网用电池系统的计算 51
4.5 计算公式总结 51
4.6 小结 52
第5章 电池组的可靠性设计与维护设计 55
5.1 可靠性设计和维护设计 56
5.2 质量与可靠性 57
5.3 失效模式与影响分析 58
5.4 维护设计 61
5.5 本章总结 62
5.6 小结 63
第6章 计算机辅助的电池设计优化工具 65
6.1 组织和分析产品 65
6.2 分析工具 67
6.3 电池尺寸设计优化工具 69
6.4 小结 69
第7章 锂离子电池和其他化学电池 71
7.1 铅酸电池 73
7.2 镍金属基电池 77
7.2.1 镍镉电池 78
7.2.2 镍氢电池 79
7.3 钠基电池 80
7.4 锂离子电池 81
7.5 正极(阴极，Cathode) 85
7.6 负极(阳极，Anode) 86
7.7 隔膜 87
7.8 电解质 88
7.9 安全性 89
7.10 锂离子电池的型号和大小 90
7.11 锂离子电池生产商 92
7.12 小结 95
第8章 电池管理系统 97
8.1 BMS类型 98
8.2 BMS中的硬件 99
8.3 BMS的主要功能——均衡管理 101
8.3.1 被动式均衡 104
8.3.2 主动式均衡 105
8.4 BMS的其他功能 106
8.5 BMS的软件控制系统 107
8.6 小结 107
第9章 系统控制电子器件 109
9.1 接触器/继电器 110
9.2 高压互锁回路 112
9.3 保险丝 112
9.4 电池断开单元 114
9.5 连接器 114
9.6 充电 116
9.7 小结 118
第10章 热管理 119
10.1 为什么需要冷却 123
10.2 为什么要加热 126
10.3 主动热管理系统 127
10.4 被动热管理系统 132
10.5 温度——保护和绝热 133
10.6 热电偶和测量 133
10.7 小结 135
第11章 电池的机械包装及材料选择 137
11.1 模组设计 138
11.2 金属封装 139
11.3 塑料和复合物封装 141
11.4 电池封装标准 142
11.5 小结 143
第12章 电池耐滥用性 145
12.1 锂离子电池失效机制 146
12.2 测试与表征 148
12.3 安全与滥用测试 151
12.4 认证测试 153
12.4.1 联合国危险货物运输标准 153
12.4.2 保险商实验室锂离子电池认证标准 155
12.4.3 海上认证 155
12.5 小结 156
第13章 行业标准与组织 157
13.1 非强制标准 159
13.1.1 美国汽车工程师协会(SAE) 159
13.1.2 国际标准化组织(ISO) 164
13.1.3 国际电工委员会(IEC) 164
13.1.4 电气和电子工程师协会(IEEE) 166
13.1.5 保险商实验室(UL) 167
13.1.6 挪威船级社(Det Norske Veritas，DNV-GL) 168
13.2 研究、开发和贸易团体 169
13.2.1 美国先进电池联盟(USABC) 169
13.2.2 先进电池技术国家联盟(NAATBatt) 170
13.2.3 便携式可充电电池协会(PRBA) 170
13.2.4 轻型电动车协会(LEVA) 170
13.2.5 美国国家实验室 171
13.3 强制性标准 171
13.4 中国标准和行业组织 172
13.5 欧洲标准和行业组织 175
13.5.1 国际电池和能源储存联盟 175
13.5.2 EUROBAT 175
13.5.3 德国汽车工业协会 176
13.6 小结 176
第14章 锂离子电池的二次利用和资源回收 177
14.1 维修与再制造 178
14.2 清洗、再利用和二次生命 179
14.3 锂电回收合作 181
14.4 电池的回收再制造 182
14.5 小结 184
第15章 锂离子电池的应用 185
15.1 在个人交通工具方面的应用 185
15.2 汽车方面的应用 190
15.2.1 微混合电动车 190
15.2.2 混合电动车 192
15.2.3 插电式混合电动车与增程式电动车 193
15.2.4 纯电动车 197
15.2.5 燃料电池电动汽车 200
15.3 公共交通工具 201
15.4 卡车 203
15.5 工业方面的应用 204
15.6 机器人和自动化应用 205
15.7 航海和海洋应用 206
15.8 电网应用 207
15.8.1 大型能源储存 209
15.8.2 辅助服务 211
15.8.3 输电及配电基础设施服务 212
15.8.4 用户能源管理服务 212
15.8.5 社区储能 213
15.9 航空航天方面的应用 213
第16章 锂离子电池和电动化的未来发展 217
16.1 锂离子电池和电动化的未来 217
16.2 大趋势 217
16.3 技术趋势 219
16.4 电池技术的未来发展趋势 220
16.5 结论 222
附录A 美国先进电池联盟对12V启/停电池组的发展目标 225
附录B 美国先进电池联盟对48V电池组的发展目标 227
附录C 美国先进电池联盟对混合动力电池组的发展目标 229
附录D 美国先进电池联盟对插电式混合动力电池组的发展目标 231
附录E 美国先进电池联盟对纯电动汽车电池组的发展目标 233
附录F 术语表 235