套装 汽车动力电池核心技术图书套装 共3册 代码 模型 环境数据库 热力学系统 热管理 架构 TMS 相变材料 机械

商品名称：

汽车动力电池核心技术图书套装（共3册）(《电动汽车动力电池热管理技术》 《动力电池管理系统核心算法（第2版）》 《车用动力电池系统设计与制造》 )

作 者：

雍安娇等译[加拿大]易卜拉欣•丁塞尔Ibrahim Dincer; 熊瑞 著; 中国汽车工程学会

市 场 价：

517.70元

ISBN 号：

9787111664659; 9787111693314; 9787111763352

出 版 社：

机械工业出版社

《电动汽车动力电池热管理技术》

前言

致谢

第1章电动汽车介绍1

1.1引言1

1.2技术发展和商业化2

1.3汽车架构4

1.3.1内燃机汽车4

1.3.2纯电动汽车5

1.3.3混合动力汽车6

1.3.4燃料电池汽车8

1.4混合度9

1.4.1微混混合动力汽车10

1.4.2轻混混合动力汽车11

1.4.3强混或功率辅助混合动力汽车11

1.4.4插电式混合动力汽车（或增程式电动汽车）11

1.5混合动力车辆架构12

1.5.1串联混合动力汽车12

1.5.2并联混合动力汽车13

1.5.3并联/串联混合动力汽车13

1.5.4复杂混合动力汽车13

1.6储能系统13

1.6.1电池13

1.6.2超级电容（UCS）15

1.6.3飞轮储能器16

1.6.4燃料电池17

1.7电网连接18

1.7.1充电器的功率水平和基础设施18

1.7.2传导充电19

1.7.3感应充电20

1.7.4智能电网和V2G/V2H/V2X系统21

1.8可持续性、环境影响和成本24

1.9车辆热管理26

1.9.1散热器回路26

1.9.2电力电子冷却回路26

1.9.3驱动单元冷却回路27

1.9.4空调回路27

1.10车辆驾驶模式和循环29

1.11案例研究30

1.11.1引言30

1.11.2研究项目31

1.11.3政府奖励31

1.12结语38

缩略语39

问题39

参考文献40

第2章电动汽车电池技术42

2.1引言42

2.2当前的电池技术42

2.2.1铅酸电池43

2.2.2镍镉电池44

2.2.3镍氢电池45

2.2.4锂离子电池46

2.3正在开发的电池技术49

2.3.1锌-空气电池51

2.3.2钠-空气电池51

2.3.3锂-硫电池52

2.3.4铝-空气电池53

2.3.5锂-空气电池53

2.4电池特性55

2.4.1电池成本55

2.4.2电池对环境的影响56

2.4.3电池材料资源58

2.4.4各种负荷和环境条件的影响61

2.5电池管理系统（BMS）63

2.5.1数据采集65

2.5.2电池状态评估66

2.5.3均衡充电68

2.5.4安全管理/故障诊断72

2.5.5热管理72

2.6电池制造和测试过程72

2.6.1制造过程73

2.6.2测试流程74

2.7结语76

缩略语77

问题77

参考文献78

第3章被动式热管理系统中相变材料的使用81

3.1引言81

3.2相变材料的基本特性和类型81

3.2.1有机 PCM86

3.2.2无机化合物 PCM89

3.2.3共晶化合物 PCM90

3.3相变材料热物性参数的测量92

3.4增强传热能力93

3.5相变材料的成本和环境影响96

3.6相变材料的应用97

3.7案例1:使用PCM的EV电池包换热器设计与优化100

3.7.1系统描述及参数设置100

3.7.2潜热热能储存系统的设计和优化104

3.8案例2：强制对流作用下球形壳体中石蜡的熔化与凝固112

3.8.1数值模型验证和模型独立性测试115

3.8.2性能指标117

3.8.3结果和讨论119

3.9结语125

术语125

希腊字母126

下标126

缩略语127

问题127

参考文献128

第4章电池热管理系统的仿真及试验研究130

4.1引言130

4.2电芯和模组的数值模型开发130

4.2.1PCM应用数值研究的物理模型131

4.2.2初始条件、边界及模型假设131

4.2.3材料特性和模型输入参数133

4.2.4控制方程和本构定律138

4.2.5模拟模型的开发140

4.3电芯和模组级别的实验搭建和过程141

4.3.1电芯和模组仪表化141

4.3.2换热器的仪表化143

4.3.3相变材料和纳米颗粒混合物的制备144

4.3.4改善颗粒的表面排列147

4.3.5测试台架搭建147

4.4整车级试验搭建及流程149

4.4.1建立数据采集硬件149

4.4.2建立数据采集软件152

4.5举例说明:基于相变材料的液式电池热管理系统仿真和实验155

4.5.1电芯级的模拟与实验156

4.5.2模组中电芯之间的模拟和实验168

4.5.3模组级的模拟和实验173

4.5.4光学观测184

4.5.5整车级试验195

4.5.6案例研究结论205

4.6结语206

术语207

希腊字母207

下标208

缩略语208

问题208

参考文献209

第5章电池热管理系统的能量分析和分析210

5.1引言210

5.2热管理系统对比211

5.2.1热力学分析212

5.2.2电池传热分析215

5.3热管理系统关键零部件建模217

5.3.1压缩机219

5.3.2热交换器219

5.3.3热力膨胀阀221

5.3.4电池222

5.3.5系统参数222

5.4能量和分析223

5.4.1传统分析224

5.4.2强化分析228

5.5举例说明:液冷电池热管理系统230

5.6案例研究:基于跨临界CO2的电动汽车电池热管理系统243

5.6.1引言244

5.6.2系统开发244

5.6.3热力学分析247

5.6.4结果与讨论248

5.6.5结语252

5.7结语253

术语253

希腊字母254

下标254

缩略语255

问题255

参考文献256

第6章电池热管理系统(TMS)的成本、环境影响和多目标优化258

6.1引言258

6.2经济性分析259

6.2.1成本平衡方程259

6.2.2设备采购成本的相关性260

6.2.3成本核算261

6.2.4经济性评价263

6.2.5增强的经济性分析264

6.2.6环境经济性（环境成本）分析264

6.3环境分析265

6.3.1环境影响平衡方程265

6.3.2环境影响的相关性266

6.3.3蓄电池的生命周期评价267

6.3.4环境影响核算268

6.3.5环境评价270

6.4优化方法271

6.4.1目标函数271

6.4.2决策变量和约束272

6.4.3遗传算法273

6.5举例说明：液冷电池热管理系统275

6.5.1常规经济性分析结果275

6.5.2增强的经济分析结果278

6.5.3电池的环境影响评估283

6.5.4环境分析结果285

6.5.5多目标优化结果288

6.6结语293

术语293

希腊字母294

下标294

缩略语295

问题295

参考文献296

第7章案例研究297

7.1引言297

《动力电池管理系统核心算法（第2版）》

丛书序

第 2版前言

第 1版前言

第 1章 动力电池及其管理概述 1 

1.1 我国新能源汽车的发展规划 1 

1.2 动力电池系统的应用要求 4 

1.2.1 纯电动汽车 5 

1.2.2 混合动力汽车 6 

1.2.3 插电式混合动力汽车 7 

1.2.4 相关研发指标 7 

1.2.5 全气候动力电池系统应用要求 8 

1.3 动力电池 8 

1.3.1 动力电池的发展背景 9 

1.3.2 锂离子动力电池的原理与分类 10 

1.3.3 磷酸铁锂锂离子动力电池 12 

1.3.4 三元锂离子动力电池 14 

1.3.5 其他类型的动力电池 16 

1.4 动力电池管理系统 19 

1.4.1 BMS的基本功能 19 

1.4.2 BMS的拓扑结构 21 

1.4.3 BMS的开发流程 24 

1.5 本章小结 25

第 2章 动力电池测试 26 

2.1 动力电池测试平台 26 

2.1.1 充放电性能测试设备 26 

2.1.2 交流充放电设备 27 

2.1.3 阻抗特性测试设备 30 

2.1.4 环境模拟设备 31 

2.1.5 加速绝热量热仪 32 

2.1.6 电触发加热测试平台 33 

2.1.7 惰性气体手套箱 34 

2.2 动力电池测试流程 35 

2.2.1 国内外测试标准介绍 35 

2.2.2 BMS算法开发与实验设计 35 

2.2.3 动力电池常规电性能测试 36 

2.2.4 交流阻抗测试 42 

2.2.5 剩余寿命测试 44 

2.3 动力电池测试数据 47 

2.4 动力电池实验特性分析 48 

2.4.1 动力电池的温度特性 48 

2.4.2 动力电池的性能衰退特性 51 

2.4.3 动力电池的寿命特性 53 

2.5 本章小结 58

第 3章 动力电池建模理论 59 

3.1 电化学模型 59 

3.1.1 模型介绍 59 

3.1.2 模型构建 60 

3.1.3 参数辨识 74 

3.1.4 算例分析 74 

3.2 等效电路模型 77 

3.2.1 模型介绍 77 

3.2.2 模型构建 79 

3.2.3 参数辨识 81 

3.2.4 算例分析 84 

3.3 分数阶模型 89 

3.3.1 模型介绍 89 

3.3.2 模型构建 91 

3.3.3 参数辨识 92 

3.3.4 算例分析 93 

3.4 多模型融合 95 

3.4.1 模型融合 95 

3.4.2 神经网络融合方法 96 

3.4.3 算例分析 99 

3.5 本章小结 102

第 4章 动力电池状态估计 104 

4.1 动力电池 SOC估计 104 

4.1.1 SOC估计方法分类 104 

4.1.2 基于模型的 SOC估计方法 108 

4.1.3 基于 EKF算法的 SOC估计方法 112 

4.1.4 基于 AEKF算法的 SOC估计方法 115 

4.1.5 基于 HIF算法的 SOC估计方法 120 

4.1.6 基于集员估计算法的 SOC估计方法 122 

4.2 动力电池 SOH估计 126 

4.2.1 SOH估计方法分类 126 

4.2.2 基于 SOC估计值的可用容量估计方法 131 

4.2.3 基于响应面的可用容量估计方法 137 

4.2.4 基于 ICA/DVA的 SOH估计方法 141 

4.3 动力电池 SOC-SOH协同估计 146 

4.3.1 问题描述 146 

4.3.2 基于 MAEKF的协同估计方法 147 

4.3.3 基于 MHIF的协同估计方法 157 

4.4 动力电池 SOP预测 161 

4.4.1 持续 SOP预测方法 161 

4.4.2 典型瞬时 SOP预测方法 164 

4.4.3 动力电池 SOC与 SOP联合估计方法 172 

4.4.4 SOP评价方法介绍 179 

4.5 本章小结 181

第 5章 动力电池系统管理 182 

5.1 动力电池系统成组分析 182 

5.1.1 动力电池组的“扫帚”现象 182 

5.1.2 串联与并联动力电池组 183 

5.1.3 典型混联动力电池组性能分析 185 

5.2 动力电池组均衡管理 190 

5.2.1 动力电池被动均衡拓扑 190 

5.2.2 动力电池主动均衡拓扑 191 

5.2.3 动力电池均衡策略 199 

5.3 动力电池组建模与状态估计 201 

5.3.1 电池组的不一致性分析 201 

5.3.2 动力电池筛选方法 202 

5.3.3 动力电池组系统建模 208 

5.3.4 基于特征电池单体的动力电池组状态估计 212 

5.3.5 基于差异的动力电池组状态估计 214 

5.4 本章小结 216

第 6章 动力电池剩余寿命预测 217 

6.1 剩余寿命预测的概述 217 

6.1.1 问题描述 217 

6.1.2 方法分类 218 

6.1.3 概率分布 224 

6.2 基于 Box-Cox变换的剩余寿命预测 225 

6.2.1 Box-Cox变换技术 225 

6.2.2 应用流程 226 

6.2.3 算例分析 228 

6.3 基于长短时记忆循环神经网络的剩余寿命预测 232 

6.3.1 长短时记忆循环神经网络 233 

6.3.2 应用流程 234 

6.3.3 算例分析 237 

6.4 本章小结 240

第 7章 动力电池故障诊断 241 

7.1 动力电池系统故障类型 241 

7.1.1 动力电池及部件故障 242 

7.1.2 传感器故障 245 

7.1.3 执行器故障 246 

7.2 故障诊断方法分类 246 

7.2.1 基于电池模型的方法 247 

7.2.2 基于信号分析的方法 248 

7.2.3 基于数据驱动的方法 248 

7.2.4 基于统计分析的方法 249 

7.2.5 其他方法 249 

7.3 动力电池系统传感器故障诊断及故障容错 249 

7.3.1 基于电池模型的故障检测、隔离和辨识方法 250 

7.3.2 传感器故障容错控制及多状态估计校正 256 

7.3.3 算例分析 257 

7.4 本章小结 264

第 8章 动力电池低温加热 265 

8.1 动力电池低温加热方法分类 265 

8.1.1 外部加热法 266 

8.1.2 内部加热法 270 

8.2 交流加热方法 273 

8.2.1 锂离子动力电池生热机理 273 

8.2.2 交流加热机理 273 

8.2.3 自适应梯度加热方法 277 

8.2.4 自适应梯度加热实例 281 

8.3 复合加热方法 283 

8.3.1 复合加热原理 284 

8.3.2 复合加热实验流程 285 

8.3.3 复合加热实例 286 

8.4 本章小结 288

第 9章 动力电池优化充电 289 

9.1 恒流和恒压充电方法 289 

9.1.1 恒流充电 289 

9.1.2 恒压充电 290 

9.1.3 恒流恒压充电 290 

9.1.4 多阶恒流充电 294 

9.1.5 脉冲充电 294 

9.2 交流充电方法 298 

9.3 基于模型的优化充电方法 300 

9.3.1 基于等效电路模型的方法 300 

9.3.2 基于电化学模型的方法 301 

9.3.3 应用算例 302 

9.4 快速充电方法 307 

9.5 本章小结 310

第 10章 算法开发、评估与测试 311 

10.1 算法开发流程 311 

10.1.1 算法开发的一般流程 311 

10.1.2 基于模型的“V”开发流程 312 

10.2 系统设计与仿真辅助软件 315 

10.2.1 软件总体框架 315 

10.2.2 软件功能 315 

10.2.3 算例分析 318 

10.3 快速原型仿真测试 320 

10.3.1 系统构成 320 

10.3.2 算法集成 322 

10.3.3 算例分析 324 

10.4 硬件在环算法测试 327 

10.4.1 系统构成 328 

10.4.2 算法集成 329 

10.4.3 测试评价 332 

10.5 实车实验验证 335 

10.5.1 转鼓实验台测试 335 

10.5.2 实际道路测试 335 

10.6 本章小结 337

第 11章 新一代动力电池管理系统展望 338 

11.1 新一代动力电池管理系统概述 338 

11.2 车 -云协同架构 339 

11.3 新一代动力电池管理系统核心技术 341 

11.3.1 先进传感器技术 341 

11.3.2 动力电池系统精细化热管理技术 343 

11.3.3 电池主动管理技术 344 

11.3.4 全寿命周期管理技术 345 

11.3.5 区块链技术 346 

11.3.6 数字孪生技术 347 

11.4 本章小结 349

参考文献350

《车用动力电池系统设计与制造》

序一 为产业森林播下创新种子

序二

前言

 第1章 绪 论 

1.1 车用动力电池技术发展历程2

1.2 动力电池在电动汽车中的应用5

1.3 我国发展动力电池的意义9

1.4 常见名词与缩略语10

1.4.1 常见名词术语10

1.4.2 常见英文缩略语11

参考文献 16

 第2章 电芯产品设计 

2.1 概述18

2.2 动力电芯设计基础19

2.2.1 动力电芯的典型结构19

2.2.2 动力电芯的设计19

2.2.3 机械结构设计21

2.2.4 裸电芯设计24

2.2.5 电极极片设计27

2.2.6 电极材料设计35

2.3 电芯关键性能的设计方法38

2.3.1 高能量密度电芯的设计方法38

2.3.2 长寿命电芯的设计方法47

2.3.3 快充电芯的设计方法50

2.4 电池的智能化设计55

2.4.1 电池材料的发展57

2.4.2 智能设计的发展60

参考文献 61

 第3章 电池系统产品设计 

3.1 概述63

3.1.1 电池包的发展63

3.1.2 电池系统功能需求与设计原则65

3.2 电池包设计方法65

3.2.1 系统结构设计65

3.2.2 热管理系统介绍及设计76

3.2.3 电气设计84

3.3 电池管理系统设计89

3.3.1 概述89

3.3.2 检测概述93

3.3.3 电池状态估算97

3.3.4 故障诊断103

3.3.5 通信112

3.3.6 控制115

3.4 电池系统智能设计123

 第4章 动力电池系统可靠性管理 

4.1 可靠性基础知识127

4.1.1 可靠性的概念及内涵127

4.1.2 可靠性的重要性128

4.1.3 全生命周期可靠性管理体系128

4.2 设计可靠性管理130

4.2.1 动力电池系统可靠性应用场景分析130

4.2.2 动力电池系统可靠性需求分析135

4.2.3 设计可靠性风险评估137

4.2.4 失效模式及影响分析（FMEA）138

4.2.5 故障树分析（FTA）138

4.2.6 可靠性预测142

4.3 工艺制程可靠性管理144

4.3.1 概述144

4.3.2 来料可靠性管理145

4.3.3 防错控制146

4.3.4 智能闭环控制146

4.3.5 自相关性分析与控制148

4.4 市场可靠性管理149

4.4.1 概述149

4.4.2 可靠性评估150

4.4.3 备品备件管理151

4.4.4 售后维保151

4.5 大数据技术应用与展望152

4.5.1 制程大数据分析与预警152

4.5.2 运行大数据分析与预警153

参考文献 155

 第5章 仿真方法及在动力电池中的应用 

5.1 概述157

5.2 材料、电极极片层级的仿真方法介绍157

5.2.1 材料级别的仿真157

5.2.2 极片级别仿真159

5.3 电芯级别的仿真方法应用162

5.3.1 电芯力学性能仿真162

5.3.2 电性能仿真165

5.3.3 电芯热管理仿真169

5.3.4 多物理场耦合仿真172

5.4 电池包级别的仿真方法175

5.4.1 热管理仿真技术的应用175

5.4.2 电池包力学性能仿真179

5.5 工艺仿真技术在动力电池中的应用187

5.5.1 锂电工艺的特点及其仿真建模的挑战188

5.5.2 仿真驱动的锂电工艺开发模式189

5.5.3 锂电工艺开发的典型案例—挤压涂布流体动力学模型190

5.6 安全仿真技术开发及应用195

5.6.1 电芯安全模拟技术研究195

5.6.2 电池系统安全模拟技术研究201

5.7 动力电池仿真技术发展趋势206

参考文献 207

 第6章 动力电池测试验证方法及标准 

6.1 测试验证概述209

6.1.1 测试验证策略211

6.1.2 测试技术现状213

6.1.3 测试标准现状213

6.2 现有的测试验证方法215

6.2.1 电性能测试215

6.2.2 热管理测试217

6.2.3 寿命测试219

6.2.4 安全滥用测试 223

6.2.5 机械可靠性测试232

6.2.6 环境可靠性测试234

6.2.7 电子电气和电磁兼容测试236

6.2.8 系统功能测试244

6.3 新型测试方法及展望246

6.3.1 新型测试方法246

6.3.2 先进测试方法展望255

6.3.3 智能测试装备展望257

参考文献 258

 第7章 动力电池的智能制造 

7.1 电芯制造技术260

7.1.1 电芯制造工艺流程图260

7.1.2 关键工序及工装设备261

7.2 电池包的制造技术、关键工艺和专用设备294

7.2.1 电池包制造技术的发展294

7.2.2 电池包制造工艺流程296

7.2.3 关键工序工艺和设备302

7.3 锂离子电池极限智造314

7.3.1 锂离子电池极限智造技术的发展314

7.3.2 智能制造新技术317

7.3.3 智能化技术的应用323

参考文献 333

 附 录 

附录A DFMEA严重度评价标准336

附录B DFMEA发生度评价标准337

附录C DFMEA探测度评价标准339

附录D PFMEA严重度评价标准340

附录E PFMEA发生度评价标准341

附录F PFMEA探测度评价标准342

附录G FMEA AP矩阵343

《电动汽车动力电池热管理技术》

本书首先介绍了电动汽车及其结构，以及一定背景信息下所使用的动力电池，然后详细介绍了各种传统和*先进的电动汽车动力电池热管理系统（包括相变材料）目前正在使用或可能建议在工业中使用的材料。在接下来的章节，为读者提供了工具、方法和程序，以便在各种操作条件下为电池应用选择/开发正确的热管理设计、配置和参数，并指导读者设置仪器和操作热管理系统，以有效、成本效益高和环境友好的方式进行效能、经济和环境分析。此外，对当前的技术问题和局限性进行了进一步的解析，分析了决定这些技术能否成功和广泛采用的更微妙的因素，并且详细阐述了在不久的将来电动汽车的技术发展趋势以及兼容的热管理系统。*后，给出了在实际应用中的各种案例。这些案例使用了贯穿全书的工具、方法和程序，以进一步说明它们在电动汽车电池热管理系统的设计、开发和优化方面的功效。

《动力电池管理系统核心算法（第2版）》

《动力电池管理系统核心算法（第2版）》结合作者多年来的研究实践，阐述了电动汽车动力电池管理系统的特点及其核心算法开发的关键技术问题，详细介绍了动力电池测试、建模、状态估计、剩余寿命预测、故障诊断、低温加热、优化充电、算法开发、评估与测试以及新一代动力电池管理系统，并配有详细的算法实践步骤和开发流程，专注于分析当代新能源领域及动力电池发展存在的关键问题，从技术先进性和共性基础理论两方面帮助读者掌握新能源汽车动力电池管理系统的核心算法。

《动力电池管理系统核心算法（第2版）》可作为高等院校车辆工程相关专业（特别是新能源汽车专业）高年级和研究生的专业课教科书，也可作为电化学储能、电气化交通等相关领域技术人员的参考书。

《车用动力电池系统设计与制造》

本书论述了动力电池产品设计与制造方法，系统阐述了电芯、动力电池包的设计，以及设计过程中的关键问题分析，仿真方法、测试以及可靠性分析等方面的内容，是动力电池开发领域的一部专著。

全书共7章，主要介绍了动力电池技术发展历程和应用、电芯产品设计、电池系统产品设计、动力电池系统可靠性管理、仿真方法及在动力电池中的应用，动力电池的测试验证方法及标准，以及动力电池的智能制造技术等，供读者参考。

本书主要面向动力电池企业、电动汽车整车企业、动力电池/汽车科研院所、高等院校汽车学院等动力电池研究领域的工程师、研究人员、教师、学生等。本书既可作为动力电池产品开发与技术研究的重要参考资料，也可用于汽车动力电池的系统性教学。

熊瑞，北京理工大学教授、博导，IET Fellow，中国电工技术学会理事、储能系统与装备专委会主任委员，电动汽车产业技术创新战略联盟电池专委会副主任。长期从事电动载运工具与电化学储能系统研究与人才培养，主持国家自然科学基金、国家重点研发计划等课题，发表论文150余篇，授权专利45件、软著9部。担任《新能源与智能载运》创刊执行主编，创办储能系统和电动智能载运(ICEIV) 国际学术会议，并连续4次担任大会主席。获教育部自然一等奖，汽车工业技术发明一等奖等多项奖励。

吴凯，宁德时代新能源科技股份有限公司（CATL）首席科学家，电化学储能技术国家工程研究中心主任。