新能源汽车动力电池系统 / 普通高等教育新能源汽车工程专业创新教材
定价：￥69.90
作者： 刘帅，董非，李晓杰
出版时间：2025-09-15
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111788164
- 1-1
- 562177
- 平装
- 2025-09-15
- 463
内容简介
《新能源汽车动力电池系统》是一本全面介绍新能源汽车动力电池技术的专业教材。本书从电动汽车与动力电池的概述入手，详细阐述了电动汽车的发展历史、类型特点，以及动力电池的类型、特点与基本原理。接着，深入探讨了动力电池的化学原理，包括三元电池、铁锂电池的材料结构特性、电池化学机理和材料改性方法，以及新型电池（如钠离子电池、固态电池、金属空气电池）的化学原理。
在动力电池结构方面，本书详细讲解了电池电芯、电池模组、电池箱体以及电池电气系统的构造、性能与制造技术。同时，对动力电池管理系统（BMS）的功能、硬件、软件及测试验证方法进行了全面介绍。此外，还深入探讨了动力电池系统的热管理设计，包括冷却系统、加热系统、保温系统的设计以及热管的应用。
针对动力电池的热失控问题，本书从电池材料的热安全性、电池热失控机制、电池火灾危险性以及电池安全对策等方面进行了详细分析。最后，本书还介绍了动力电池流体传热仿真分析的基本原理和技术，为动力电池系统的设计与优化提供了有力的工具。
本书内容全面、结构清晰、语言简练，既适合作为高等院校新能源汽车工程、车辆工程等专业的教材，也适合作为新能源汽车行业技术人员、科研人员以及管理人员的参考用书。
在动力电池结构方面，本书详细讲解了电池电芯、电池模组、电池箱体以及电池电气系统的构造、性能与制造技术。同时，对动力电池管理系统（BMS）的功能、硬件、软件及测试验证方法进行了全面介绍。此外，还深入探讨了动力电池系统的热管理设计，包括冷却系统、加热系统、保温系统的设计以及热管的应用。
针对动力电池的热失控问题，本书从电池材料的热安全性、电池热失控机制、电池火灾危险性以及电池安全对策等方面进行了详细分析。最后，本书还介绍了动力电池流体传热仿真分析的基本原理和技术，为动力电池系统的设计与优化提供了有力的工具。
本书内容全面、结构清晰、语言简练，既适合作为高等院校新能源汽车工程、车辆工程等专业的教材，也适合作为新能源汽车行业技术人员、科研人员以及管理人员的参考用书。
目录
前言
第1章电动汽车与动力电池概述1
1.1电动汽车的发展历史1
1.2发展电动汽车的意义3
1.3电动汽车的发展概述4
1.3.1国外电动汽车发展状况4
1.3.2国内电动汽车发展状况6
1.3.3全球电动汽车发展现状7
1.3.4电动汽车发展前景7
1.4电动汽车的类型与特点9
1.4.1纯电动汽车的类型9
1.4.2纯电动汽车的特点11
1.5动力电池的类型与特点12
1.5.1动力电池的发展历史12
1.5.2动力电池的类型13
1.5.3动力电池的性能比较14
1.5.4对动力电池的要求14
1.6动力电池基本原理16
第2章动力电池化学原理18
2.1动力电池工作原理18
2.1.1动力电池术语18
2.1.2电池化学原理27
2.1.3动力电池特性28
2.2三元电池29
2.2.1材料结构特性29
2.2.2电池化学机理30
2.2.3材料改性方法31
2.3铁锂电池32
2.3.1材料结构特性33
2.3.2电池化学机理35
2.3.3材料改性方法39
2.4新型电池化学原理40
2.4.1钠离子电池40
2.4.2固态电池41
2.4.3金属空气电池43
第3章动力电池结构45
3.1电池电芯45
3.1.1电芯构造46
3.1.2电芯构型48
3.1.3电芯性能50
3.1.4电芯制造技术53
3.2电池模组63
3.2.1电池模组构型63
3.2.2电池模组连接64
3.2.3电池模组制造技术70
3.3电池箱体73
3.3.1电池箱体结构设计73
3.3.2电池箱体结构分析74
3.3.3电池箱体制造技术76
3.4电池电气系统77
3.4.1电池系统电气构造77
3.4.2电池系统电气原理80
第4章动力电池管理系统（BMS）81
4.1BMS的功能及其重要性81
4.1.1BMS的角色定位81
4.1.2BMS的主要功能82
4.2BMS的硬件85
4.2.1拓扑结构的选择85
4.2.2电压、温度、电流采集87
4.2.3BMS中两个关键硬件模块92
4.2.4BMS的抗干扰94
4.3BMS的软件97
4.3.1电池状态估计97
4.3.2电池荷电状态（SOC）估算98
4.3.3电池健康状态（SOH）估算100
4.3.4电池功率状态（SOP）估算103
4.3.5通信功能与故障诊断105
4.4BMS的测试与验证109
4.4.1物理参数采样精度测试109
4.4.2EMC性能测试111
4.4.3SOC估算功能测试112
4.4.4电池均衡功能测试115
4.4.5BMS的可靠性测试116
第5章动力电池系统热管理118
5.1热管理系统设计概述118
5.1.1热管理系统的“V”模型开发
模式118
5.1.2仿真分析的应用120
5.1.3实验验证125
5.2冷却系统设计126
5.2.1冷却方式的选择127
5.2.2自然冷却系统127
5.2.3强制风冷系统129
5.2.4液冷系统135
5.2.5直冷系统148
5.3加热系统设计150
5.3.1设计需求151
5.3.2电加热膜设计152
5.3.3PTC加热设计154
5.3.4液热设计155
5.4保温系统设计157
5.4.1保温设计概述157
5.4.2模组保温设计158
5.4.3箱体保温设计158
5.5热管的应用159
5.5.1热管简介159
5.5.2热管在热管理系统中的应用160
5.5.3热管应用注意事项160
第6章动力电池热失控162
6.1电池材料的热安全性162
6.1.1锂盐及其电解液热安全性162
6.1.2溶剂及其电解液热安全性165
6.1.3正极材料的热安全性169
6.1.4负极材料的热安全性174
6.1.5辅助材料的热安全性178
6.2电池热失控机制180
6.2.1电池热失控过程181
6.2.2电池热失控诱因183
6.2.3电池热失控预测184
6.3电池火灾危险性186
6.3.1电池火灾的事故树分析186
6.3.2电池火灾行为190
6.4电池安全对策205
6.4.1电池本质安全对策205
6.4.2电池消防安全对策214
第7章动力电池流体传热仿真分析218
7.1动力电池系统仿真分析原理218
7.1.1有限元分析方法218
7.1.2计算流体力学218
7.2流体传热仿真分析技术224
7.2.1流体传热仿真方案概述224
7.2.2电池共轭传热仿真225
7.2.3电池等效电路模型（ECM）
仿真255
7.2.4电池NTGK模型仿真275
7.2.5电池热失控仿真284
第1章电动汽车与动力电池概述1
1.1电动汽车的发展历史1
1.2发展电动汽车的意义3
1.3电动汽车的发展概述4
1.3.1国外电动汽车发展状况4
1.3.2国内电动汽车发展状况6
1.3.3全球电动汽车发展现状7
1.3.4电动汽车发展前景7
1.4电动汽车的类型与特点9
1.4.1纯电动汽车的类型9
1.4.2纯电动汽车的特点11
1.5动力电池的类型与特点12
1.5.1动力电池的发展历史12
1.5.2动力电池的类型13
1.5.3动力电池的性能比较14
1.5.4对动力电池的要求14
1.6动力电池基本原理16
第2章动力电池化学原理18
2.1动力电池工作原理18
2.1.1动力电池术语18
2.1.2电池化学原理27
2.1.3动力电池特性28
2.2三元电池29
2.2.1材料结构特性29
2.2.2电池化学机理30
2.2.3材料改性方法31
2.3铁锂电池32
2.3.1材料结构特性33
2.3.2电池化学机理35
2.3.3材料改性方法39
2.4新型电池化学原理40
2.4.1钠离子电池40
2.4.2固态电池41
2.4.3金属空气电池43
第3章动力电池结构45
3.1电池电芯45
3.1.1电芯构造46
3.1.2电芯构型48
3.1.3电芯性能50
3.1.4电芯制造技术53
3.2电池模组63
3.2.1电池模组构型63
3.2.2电池模组连接64
3.2.3电池模组制造技术70
3.3电池箱体73
3.3.1电池箱体结构设计73
3.3.2电池箱体结构分析74
3.3.3电池箱体制造技术76
3.4电池电气系统77
3.4.1电池系统电气构造77
3.4.2电池系统电气原理80
第4章动力电池管理系统（BMS）81
4.1BMS的功能及其重要性81
4.1.1BMS的角色定位81
4.1.2BMS的主要功能82
4.2BMS的硬件85
4.2.1拓扑结构的选择85
4.2.2电压、温度、电流采集87
4.2.3BMS中两个关键硬件模块92
4.2.4BMS的抗干扰94
4.3BMS的软件97
4.3.1电池状态估计97
4.3.2电池荷电状态（SOC）估算98
4.3.3电池健康状态（SOH）估算100
4.3.4电池功率状态（SOP）估算103
4.3.5通信功能与故障诊断105
4.4BMS的测试与验证109
4.4.1物理参数采样精度测试109
4.4.2EMC性能测试111
4.4.3SOC估算功能测试112
4.4.4电池均衡功能测试115
4.4.5BMS的可靠性测试116
第5章动力电池系统热管理118
5.1热管理系统设计概述118
5.1.1热管理系统的“V”模型开发
模式118
5.1.2仿真分析的应用120
5.1.3实验验证125
5.2冷却系统设计126
5.2.1冷却方式的选择127
5.2.2自然冷却系统127
5.2.3强制风冷系统129
5.2.4液冷系统135
5.2.5直冷系统148
5.3加热系统设计150
5.3.1设计需求151
5.3.2电加热膜设计152
5.3.3PTC加热设计154
5.3.4液热设计155
5.4保温系统设计157
5.4.1保温设计概述157
5.4.2模组保温设计158
5.4.3箱体保温设计158
5.5热管的应用159
5.5.1热管简介159
5.5.2热管在热管理系统中的应用160
5.5.3热管应用注意事项160
第6章动力电池热失控162
6.1电池材料的热安全性162
6.1.1锂盐及其电解液热安全性162
6.1.2溶剂及其电解液热安全性165
6.1.3正极材料的热安全性169
6.1.4负极材料的热安全性174
6.1.5辅助材料的热安全性178
6.2电池热失控机制180
6.2.1电池热失控过程181
6.2.2电池热失控诱因183
6.2.3电池热失控预测184
6.3电池火灾危险性186
6.3.1电池火灾的事故树分析186
6.3.2电池火灾行为190
6.4电池安全对策205
6.4.1电池本质安全对策205
6.4.2电池消防安全对策214
第7章动力电池流体传热仿真分析218
7.1动力电池系统仿真分析原理218
7.1.1有限元分析方法218
7.1.2计算流体力学218
7.2流体传热仿真分析技术224
7.2.1流体传热仿真方案概述224
7.2.2电池共轭传热仿真225
7.2.3电池等效电路模型（ECM）
仿真255
7.2.4电池NTGK模型仿真275
7.2.5电池热失控仿真284
