新能源汽車動(dòng)力電池管理技術(shù)

第1章　緒論001
1.1　新能源汽車動(dòng)力電池的行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢(shì)002
1.1.1　動(dòng)力電池市場(chǎng)前景002
1.1.2　動(dòng)力電池未來(lái)發(fā)展方向005
1.2　新能源汽車動(dòng)力電池主要標(biāo)準(zhǔn)005
1.2.1　國(guó)內(nèi)主要標(biāo)準(zhǔn)005
1.2.2　國(guó)外主要標(biāo)準(zhǔn)006
1.3　GB38031—2020《電動(dòng)汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》008
1.3.1　標(biāo)準(zhǔn)適用范圍008
1.3.2　標(biāo)準(zhǔn)中電池單體的主要試驗(yàn)項(xiàng)目008
1.4　主要?jiǎng)恿﹄姵?09
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(dòng)力電池的技術(shù)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(dòng)力電池管理系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展016
1.6.1　動(dòng)力電池管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介016
1.6.2　國(guó)際BMS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀017
1.6.3　我國(guó)BMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展018
第2章　動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)原理、故障模式與整車試驗(yàn)021
2.1　動(dòng)力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)022
2.1.1　動(dòng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dòng)力電池的故障模式049
2.5　電池的整車試驗(yàn)051
第3章　動(dòng)力電池相關(guān)基礎(chǔ)理論053
3.1　電池系統(tǒng)的架構(gòu)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(yù)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(dòng)力電池單體連接片066
3.8.2　動(dòng)力電池模組匯流排067
3.8.3　動(dòng)力電池模組軟、硬連接選擇要素068
3.8.4　動(dòng)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(shè)計(jì)072
3.10.2　接地設(shè)計(jì)073
3.10.3　屏蔽設(shè)計(jì)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(cè)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(dòng)力電池管理081
4.1　電池管理系統(tǒng)與電動(dòng)汽車的關(guān)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(cè)084
4.2.2　電流監(jiān)測(cè)088
4.2.3　溫度監(jiān)測(cè)092
4.3　電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(cè)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(yù)測(cè)105
4.7　電池的熱管理106
4.7.1　電池?zé)峁芾淼谋匾?06
4.7.2　電池?zé)峁芾矸桨冈O(shè)計(jì)107
4.7.3　電池?zé)峁芾戆咐?08
4.8　電池的均衡管理111
4.8.1　被動(dòng)均衡112
4.8.2　主動(dòng)均衡113
4.8.3　電池單體差異對(duì)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(guān)重件的功能118
4.10.2　PHEV車型功能匹配調(diào)試檢查具體項(xiàng)目120
第5章　電動(dòng)汽車的充電管理122
5.1　電動(dòng)汽車充電方式與充電終點(diǎn)控制123
5.1.1　充電方式123
5.1.2　充電終點(diǎn)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(dòng)力電池與充電機(jī)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(jī)充電與無(wú)線充電133
5.4.1　充電機(jī)充電133
5.4.2　無(wú)線充電137
5.5　充電樁137
5.5.1　按照供電設(shè)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(hù)分類140
5.6　DC/DC轉(zhuǎn)換器140
5.6.1　電動(dòng)汽車對(duì)DC/DC轉(zhuǎn)換器的技術(shù)要求141
5.6.2　DC/DC轉(zhuǎn)換器的分類141
5.6.3　DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)與工作原理142
5.7　電動(dòng)汽車充電常見故障144
第6章　動(dòng)力電池的安全管理147
6.1　電氣安全149
6.1.1　高壓警告標(biāo)識(shí)149
6.1.2　直接接觸防護(hù)150
6.1.3　間接接觸防護(hù)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(jī)械安全161
6.2.1　電池箱體的基本要求162
6.2.2　動(dòng)力電池IP等級(jí)防護(hù)162
6.2.3　機(jī)械安全測(cè)試164
6.3　功能安全166
6.3.1　ISO26262內(nèi)容簡(jiǎn)介166
6.3.2　基本概念167
6.3.3　功能安全管理172
6.4　化學(xué)安全176
6.4.1　鋰離子電池的化學(xué)安全性分析176
6.4.2　鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)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(guān)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(jié)構(gòu)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(diǎn)205
7.4　燃料電池電動(dòng)汽車控制系統(tǒng)205
第8章　動(dòng)力電池剩余壽命預(yù)測(cè)208
8.1　動(dòng)力電池剩余壽命預(yù)測(cè)方法209
8.1.1　基于模型的預(yù)測(cè)方法209
8.1.2　基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)方法212
8.1.3　混合法215
8.2　動(dòng)力電池壽命預(yù)測(cè)概率分布216
8.3　典型的動(dòng)力電池壽命預(yù)測(cè)方法的應(yīng)用217
8.3.1　LSTM預(yù)測(cè)流程217
8.3.2　算例分析219
參考文獻(xiàn)222