新能源汽車動力電池管理技術

第1章　緒論001
1.1　新能源汽車動力電池的行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢002
1.1.1　動力電池市場前景002
1.1.2　動力電池未來發(fā)展方向005
1.2　新能源汽車動力電池主要標準005
1.2.1　國內(nèi)主要標準005
1.2.2　國外主要標準006
1.3　GB38031—2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》008
1.3.1　標準適用范圍008
1.3.2　標準中電池單體的主要試驗項目008
1.4　主要動力電池009
1.4.1　鉛酸蓄電池009
1.4.2　鎳氫電池010
1.4.3　鋰離子電池011
1.5　常用動力電池的技術特征011
1.5.1　磷酸鐵鋰電池012
1.5.2　三元電池013
1.5.3　金屬-空氣電池013
1.5.4　鋰硫電池015
1.5.5　固態(tài)電池015
1.6　新能源汽車動力電池管理系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展016
1.6.1　動力電池管理系統(tǒng)簡介016
1.6.2　國際BMS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀017
1.6.3　我國BMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展018
第2章　動力電池的結構原理、故障模式與整車試驗021
2.1　動力電池系統(tǒng)的結構設計022
2.1.1　動力電池系統(tǒng)的總體框架022
2.1.2　高壓電氣系統(tǒng)023
2.1.3　電池模組026
2.1.4　電池箱體029
2.1.5　電池管理系統(tǒng)035
2.2　鋰離子電池的類型、結構與工作原理039
2.2.1　鋰離子電池的類型039
2.2.2　鋰離子電池的結構041
2.2.3　鋰離子電池的工作原理044
2.3　鋰離子電池的特性045
2.3.1　電池的充電特性045
2.3.2　電池的放電特性046
2.3.3　電池的安全性048
2.4　動力電池的故障模式049
2.5　電池的整車試驗051
第3章　動力電池相關基礎理論053
3.1　電池系統(tǒng)的架構054
3.2　高壓接觸器055
3.3　分流器與電流傳感器058
3.3.1　分流器058
3.3.2　電流傳感器059
3.4　熔斷器060
3.5　預充回路062
3.6　高壓線束063
3.7　連接器064
3.8　電池模組的連接方式066
3.8.1　動力電池單體連接片066
3.8.2　動力電池模組匯流排067
3.8.3　動力電池模組軟、硬連接選擇要素068
3.8.4　動力電池模組連接的焊接方法068
3.9　溫度傳感器070
3.10　電磁兼容071
3.10.1　濾波設計072
3.10.2　接地設計073
3.10.3　屏蔽設計073
3.10.4　PCB布局布線075
3.11　數(shù)據(jù)采集076
3.11.1　單體電壓檢測方法076
3.11.2　溫度采集方法079
3.11.3　電流采集方法080
第4章　動力電池管理081
4.1　電池管理系統(tǒng)與電動汽車的關系082
4.2　電池管理系統(tǒng)的基本功能083
4.2.1　電壓監(jiān)測084
4.2.2　電流監(jiān)測088
4.2.3　溫度監(jiān)測092
4.3　電池管理系統(tǒng)的結構095
4.3.1　BMS硬件095
4.3.2　BMS軟件098
4.4　電池SOC的估算099
4.4.1　SOC估算的影響因素099
4.4.2　SOC的估算方法099
4.4.3　電池容量測試與SOC估算流程102
4.5　電池SOH的估算104
4.5.1　SOH估算的影響因素104
4.5.2　SOH的估算方法104
4.6　電池功率預測105
4.7　電池的熱管理106
4.7.1　電池熱管理的必要性106
4.7.2　電池熱管理方案設計107
4.7.3　電池熱管理案例108
4.8　電池的均衡管理111
4.8.1　被動均衡112
4.8.2　主動均衡113
4.8.3　電池單體差異對均衡的影響115
4.9　EV車型BMS與整車控制系統(tǒng)的匹配116
4.9.1　低壓系統(tǒng)匹配調(diào)試117
4.9.2　高壓系統(tǒng)匹配調(diào)試117
4.9.3　充電系統(tǒng)匹配調(diào)試118
4.10　PHEV車型BMS與整車控制系統(tǒng)的匹配118
4.10.1　PHEV車型關重件的功能118
4.10.2　PHEV車型功能匹配調(diào)試檢查具體項目120
第5章　電動汽車的充電管理122
5.1　電動汽車充電方式與充電終點控制123
5.1.1　充電方式123
5.1.2　充電終點控制124
5.2　充電接口125
5.2.1　交流慢充接口125
5.2.2　直流快充接口126
5.3　動力電池與充電機的通信控制129
5.3.1　慢充通信129
5.3.2　快充通信130
5.4　充電機充電與無線充電133
5.4.1　充電機充電133
5.4.2　無線充電137
5.5　充電樁137
5.5.1　按照供電設備輸出特性分類137
5.5.2　按照使用環(huán)境分類140
5.5.3　按照電擊防護分類140
5.6　DC/DC轉換器140
5.6.1　電動汽車對DC/DC轉換器的技術要求141
5.6.2　DC/DC轉換器的分類141
5.6.3　DC/DC轉換器的結構與工作原理142
5.7　電動汽車充電常見故障144
第6章　動力電池的安全管理147
6.1　電氣安全149
6.1.1　高壓警告標識149
6.1.2　直接接觸防護150
6.1.3　間接接觸防護151
6.1.4　防水要求155
6.1.5　高壓電路絕緣157
6.1.6　高壓互鎖158
6.1.7　系統(tǒng)層面的電氣安全161
6.2　機械安全161
6.2.1　電池箱體的基本要求162
6.2.2　動力電池IP等級防護162
6.2.3　機械安全測試164
6.3　功能安全166
6.3.1　ISO26262內(nèi)容簡介166
6.3.2　基本概念167
6.3.3　功能安全管理172
6.4　化學安全176
6.4.1　鋰離子電池的化學安全性分析176
6.4.2　鋰離子電池熱失控機理與控制策略177
6.4.3　鋰離子電池安全性改善措施178
第7章　燃料電池與燃料電池汽車控制系統(tǒng)181
7.1　氫燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀182
7.2　氫燃料電池系統(tǒng)組成184
7.3　質(zhì)子交換膜燃料電池188
7.3.1　質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理188
7.3.2　質(zhì)子交換膜燃料電池關鍵組件191
7.3.3　質(zhì)子交換膜燃料電池堆194
7.3.4　質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)結構198
7.3.5　質(zhì)子交換膜燃料電池性能影響因素203
7.3.6　質(zhì)子交換膜燃料電池使用前的活化205
7.3.7　質(zhì)子交換膜燃料電池特點205
7.4　燃料電池電動汽車控制系統(tǒng)205
第8章　動力電池剩余壽命預測208
8.1　動力電池剩余壽命預測方法209
8.1.1　基于模型的預測方法209
8.1.2　基于數(shù)據(jù)驅動的預測方法212
8.1.3　混合法215
8.2　動力電池壽命預測概率分布216
8.3　典型的動力電池壽命預測方法的應用217
8.3.1　LSTM預測流程217
8.3.2　算例分析219
參考文獻222