描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 平装-胶订是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302512295
锂离子电池是目前汽车领域1独特的体系之一，其涉及多种工程交叉学科，而大多数工程领域涉及的学科较为单一。本书讲述锂离子电池的发展历程、专业术语和行业标准，这些都是理解锂离子电池和成功提出新电池概念所必须了解的。无论你是电机工程师、机械工程师或化学家，《锂离子电池组设计手册 电池体系、部件、类型和术语》都可帮助你更好地理解作为能源储存系统的不同电池工程领域。
● 简述电池专业术语，以便读者更好地理解电池以及相关部件和市场。
● 使用简洁的计算公式对电池进行普适性的计算。
● 清晰讲述锂离子电池的不同部件以及重要性。
● 解释不同的锂离子电池电芯和化学体系的差别，确定不同的化学体系和电芯类型适用于何种场合。
● 概括电池类型之间的差别，如功率型电池和能量型电池之间的差异。
● 详细讲述不同类型新能源汽车的构造，包括纯电动汽车、插电式混合电动汽车、混合电动汽车等。
● 回顾汽车电气化发展简史，并展望未来发展的趋势。
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 最大持续放电电流 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
自1991年第一款锂离子电池商业化以来，锂离子电池以高比能量的特点迅速占领了便携式电子产品市场。近年来，随着全球对能源及环境问题的日益关注，电动汽车产业逐渐成为世界主要经济体国家角逐的领域。相比于燃料电池、铅酸电池或者其他蓄电池，锂离子电池具有质量及体积比能量高、能量转换效率高、绿色环保等优点，应用于汽车动力不仅可以提高新能源的利用效率、减少对化石能源的依赖，还有利于降低汽车尾气对PM2.5的影响，改善城市大气质量，因此以锂离子电池作为动力电源是新能源汽车的主要发展方向。锂离子电池在当前及未来的国民经济和人们生活中占据着越来越重要的位置，其技术发展也日新月异。
2008年中国在奥运会上采用新能源汽车受到了世界关注，自此锂离子动力电池技术及市场在国内得到了快速发展。国内在“十二五”“十三五”发展规划中都提到大力发展新能源汽车，并在全国范围内从技术创新、产业整合、市场培育等各个方面给予了大力支持，使得越来越多的资金、人才和企业投入到了锂电产业中。目前，国内优秀的锂离子电池材料及电池生产企业已经达到世界领先水平，但行业整体技术水平良莠不齐，特别是模组技术，距离美、日、韩等国的技术水平还有相当大的差距，这极大地影响了我国动力锂离子电池产业及电动汽车产业的国际竞争力。
鉴于国内系统介绍锂离子电池组装技术的书籍不是很多，同时为了提升锂电技术及产业的全球观，译者选取了XALT Energy公司John Warner的专业论著进行了翻译。《锂离子电池组设计手册 电池体系、部件、类型和术语》几乎涵盖了锂离子电池涉及的所有知识，包括电池及汽车电气化发展简史、电池和电网行业的基本术语、电池组的设计标准和选择、电池的可靠性设计和可维护性设计、电池的计算机辅助设计、锂离子电池及其他化学电池的介绍、电源管理系统、热管理系统、系统控制电子元件、机械包装及材料选择、电池耐滥用性、行业标准和组织、锂离子电池的回收及利用、锂离子电池应用技术、锂离子电池和电气化的发展及展望。
《锂离子电池组设计手册 电池体系、部件、类型和术语》对于企业新员工培训或者打算从事锂电行业并想系统学习该方面知识的人士来说是一本非常合适的书籍。《锂离子电池组设计手册 电池体系、部件、类型和术语》也可以作为大学教学的辅助教材，或者作为市场调研工作者和新能源爱好者的参考书籍。
《锂离子电池组设计手册 电池体系、部件、类型和术语》翻译工作由清华大学何向明教授领导的锂离子电池课题组人员共同完成，主要人员有何向明、王莉、赵云、王腾跃和王正阳。此外，感谢课题组朴楠、陈雨晴、郑思奇、王思源等人在《锂离子电池组设计手册 电池体系、部件、类型和术语》编写过程中给予的建议和帮助。同时，还要特别感谢清华大学汽车系欧阳明高教授课题组的任东生博士在《锂离子电池组设计手册 电池体系、部件、类型和术语》翻译过程中给予的协助。
为了符合中文的语言习惯，《锂离子电池组设计手册 电池体系、部件、类型和术语》在尽量保持原文大意的基础上，进行了适当的语言修改和文字润色。如有错误或不足之处，敬请读者批评指正。
2018年8月18日
清华园
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