《新能源汽車動力電池系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)》一書內(nèi)容依托“杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院文庫”，通過系統(tǒng)的章節(jié)安排，不僅詳細(xì)介紹了動力電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作原理，還深入剖析了當(dāng)前最前沿的技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用。首先，本書從動力電池的基礎(chǔ)概念出發(fā)，為讀者構(gòu)建了動力電池技術(shù)的知識框架。隨后，逐步深入到電池材料的選擇與性能優(yōu)化、電池管理系統(tǒng)的設(shè)計與控制策略、熱管理與安全保護(hù)機(jī)制等關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。每一章節(jié)都緊密圍繞提升電池性能、延長使用壽命、確保安全性等核心目標(biāo)展開，力求為讀者提供全面而詳盡的技術(shù)指導(dǎo)。此外，本書還特別關(guān)注了動力電池系統(tǒng)的集成與優(yōu)化、充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與智能化管理，以及動力電池回收利用與環(huán)保等熱點(diǎn)問題。這些內(nèi)容的加入，不僅拓寬了讀者的視野，也體現(xiàn)了本書對新能源汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的深切關(guān)注。
本書適合新能源汽車電池方向的研發(fā)人員、技術(shù)人員閱讀參考，也可以作為高等院校汽車相關(guān)專業(yè)的教材使用，對新能源汽車感興趣的人群也可以閱讀。

1.本書內(nèi)容非常全面，涉及了動力電池系統(tǒng)的各個方面，對初學(xué)者以及進(jìn)階學(xué)習(xí)者都友好。 2.本書邏輯架構(gòu)清晰，從基礎(chǔ)知識、分類和原理開始講解，再到設(shè)計與優(yōu)化以及動力電池的各個系統(tǒng)，如安全管理、熱管理等，對動力電池的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。 3.本書可以幫助您在工作和學(xué)習(xí)中有一定的提升。

汽車產(chǎn)業(yè)的智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化發(fā)展，已經(jīng)是大勢所趨。近幾年，新能源汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，而動力電池作為新能源汽車的心臟，在產(chǎn)業(yè)鏈中扮演著極為重要的角色。
隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，動力電池的結(jié)構(gòu)、材料、工藝等不斷取得突破，不僅逐步滿足了市場對于動力電池高能量密度、低開發(fā)成本、高安全性和可靠性、長使用壽命、快速充電以及智能電池管理等方面的需求，更有效提升了電動汽車的整體性能，推動了新能源汽車行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
縱觀全球新能源汽車動力電池市場，我國已經(jīng)取得了明顯的領(lǐng)先優(yōu)勢。比如，在材料方面，與動力電池發(fā)展密切相關(guān)的正負(fù)極、電解液、隔膜等關(guān)鍵材料，我國已經(jīng)全部能夠自主生產(chǎn)，而且新型材料的研發(fā)和應(yīng)用速度也不斷加快；在結(jié)構(gòu)方面，無模組、電池底盤一體化等新型電池結(jié)構(gòu)在國產(chǎn)新能源汽車中獲得應(yīng)用，它具有提高結(jié)構(gòu)效率、減輕整車重量、增加續(xù)航里程等諸多優(yōu)勢。此外，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的進(jìn)步，也能夠?yàn)槲覈鴦恿﹄姵匦袠I(yè)的發(fā)展帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
可以說，產(chǎn)業(yè)政策的陸續(xù)出臺和各大企業(yè)的蜂擁入局，讓我國動力電池產(chǎn)業(yè)在系統(tǒng)集成、智能管理等方面得到了不斷創(chuàng)新，使我國的動力電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了發(fā)展的“下半場”。因此，如何尋找新的機(jī)遇、應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)，就成了我國動力電池產(chǎn)業(yè)需要解決的重點(diǎn)問題。
2024年，“發(fā)展新型儲能”首次寫進(jìn)政府工作報告，新型儲能產(chǎn)業(yè)成為與我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展密切相關(guān)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。而動力電池產(chǎn)業(yè)不僅是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，也是新型儲能產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。規(guī)模效應(yīng)的存在，必將使得動力電池的技術(shù)愈加成熟、成本不斷下降，市場潛力能夠得到進(jìn)一步釋放。
經(jīng)過多年的探索，我國動力電池產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展形勢向好，國產(chǎn)動力電池在核心技術(shù)、成本價格以及市場占有率等方面均體現(xiàn)了明顯的先發(fā)優(yōu)勢。得益于完善的產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈，國內(nèi)動力電池企業(yè)“出?！钡牟椒ヒ膊粩嗉涌?。根據(jù)彭博社提供的數(shù)據(jù)，2025年，全球動力電池需求有望達(dá)到1200GWh。當(dāng)下海外市場動力電池的產(chǎn)能相對有限，加之技術(shù)、成本等多重因素的影響，均為我國動力電池出口提供了良好的機(jī)遇。通過布局國際市場，我國動力電池企業(yè)的市場所占份額將不斷上升。
本書依托浙江省教育廳國內(nèi)訪問工程師校企合作項(xiàng)目“電動汽車動力鋰電池?zé)峁芾砼c散熱機(jī)理及控制關(guān)鍵技術(shù)研究”（項(xiàng)目編號：FG2023044），張洪利擔(dān)任該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，項(xiàng)目成員為奇瑞新能源汽車股份有限公司王飛、姚意，杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院楊愛喜、李蘭友。此外，本書由技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目“智能移動自卸充電車開發(fā)”（項(xiàng)目編號：2023HX051）和杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院高層次人才科研啟動費(fèi)支撐。
本書立足于當(dāng)前全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，分別從新能源汽車動力電池概述、動力電池的分類與原理、動力電池包設(shè)計與優(yōu)化、電池管理系統(tǒng)BMS、動力電池安全管理技術(shù)、動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)、新能源汽車充電系統(tǒng)7大維度出發(fā)，全面闡述新能源汽車動力電池的系統(tǒng)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)與控制策略，并輔以大量的結(jié)構(gòu)圖、框圖和表格，力圖讓讀者全面掌握動力電池系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用。因此，本書不僅可以供廣大新能源汽車行業(yè)從業(yè)者學(xué)習(xí)參考，也可供汽車相關(guān)專業(yè)的院校作為教材選用，并可作為相關(guān)行業(yè)的培訓(xùn)用書。

著者

第1章 新能源汽車動力電池概述
1.1　動力電池的基礎(chǔ)知識	002
1.1.1　動力電池的基本結(jié)構(gòu)	002
1.1.2　動力電池的主要類型	005
1.1.3　動力電池的關(guān)鍵技術(shù)	008
1.1.4　動力電池的性能指標(biāo)	010
1.2　動力電池產(chǎn)業(yè)鏈圖譜	012
1.2.1　動力電池產(chǎn)業(yè)鏈上游	012
1.2.2　動力電池產(chǎn)業(yè)鏈中游	014
1.2.3　動力電池產(chǎn)業(yè)鏈下游	016
1.3　動力電池的集成技術(shù)	016
1.3.1　典型式集成技術(shù)	016
1.3.2　無模組式集成技術(shù)	018
1.3.3　一體化式集成技術(shù)	020
1.4　新能源汽車充電技術(shù)	023
1.4.1　蓄電池充電技術(shù)要求	023
1.4.2　傳統(tǒng)充電技術(shù)設(shè)備	026
1.4.3　無線充電技術(shù)設(shè)備	028
1.4.4　充電樁布設(shè)方案	029

第2章 動力電池的結(jié)構(gòu)與原理
2.1　鋰離子電池結(jié)構(gòu)與原理	032
2.1.1　鋰離子電池的發(fā)展歷程	032
2.1.2　鋰離子電池的結(jié)構(gòu)原理	033
2.1.3　鋰離子電池的主要分類	035
2.1.4　鋰離子電池的性能指標(biāo)	037
2.1.5　聚合物鋰電池的類型與優(yōu)點(diǎn)	039
2.1.6　磷酸鐵鋰電池的特性與應(yīng)用	041
2.2　鎳氫電池結(jié)構(gòu)與原理	044
2.2.1　鎳氫電池的基本結(jié)構(gòu)	044
2.2.2　鎳氫電池的工作原理	046
2.2.3　鎳氫電池的主要特性	048
2.2.4　鎳氫電池與鎳鎘電池的比較	052
2.3　鉛酸電池的結(jié)構(gòu)與原理	053
2.3.1　鉛酸電池的基本結(jié)構(gòu)	053
2.3.2　鉛酸電池的工作原理	056
2.3.3　鉛酸電池的技術(shù)參數(shù)	058
2.3.4　鉛酸電池的維護(hù)方法	060
2.4　燃料電池的結(jié)構(gòu)與原理	062
2.4.1　燃料電池的基本結(jié)構(gòu)	062
2.4.2　燃料電池的工作原理	064
2.4.3　燃料電池的主要類型	065

第3章 動力電池包設(shè)計與優(yōu)化
3.1　動力電池包的基礎(chǔ)知識	071
3.1.1　動力電池包的基本結(jié)構(gòu)	071
3.1.2　動力電池包的關(guān)鍵技術(shù)	073
3.1.3　電池包的安全性	076
3.1.4　國內(nèi)外動力電池包發(fā)展現(xiàn)狀	079
3.2　電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化	081
3.2.1　機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計	081
3.2.2　高壓電氣設(shè)計	083
3.2.3　熱管理系統(tǒng)設(shè)計	083
3.2.4　集成方案設(shè)計	085
3.3　電池包輕量化設(shè)計策略	086
3.3.1　動力電芯輕量化設(shè)計	086
3.3.2　箱體材料輕量化設(shè)計	089
3.3.3　殼體結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計	091
3.3.4　制造工藝輕量化設(shè)計	093

第4章 電池管理系統(tǒng)BMS
4.1　BMS架構(gòu)及芯片技術(shù)	096
4.1.1　BMS的硬件架構(gòu)	096
4.1.2　BMS的軟件架構(gòu)	098
4.1.3　BMS的芯片技術(shù)	099
4.2　BMS的傳感器應(yīng)用	103
4.2.1　電流傳感器	103
4.2.2　溫濕度傳感器	106
4.2.3　電壓傳感器	107
4.2.4　位置傳感器	107
4.3　電池狀態(tài)的監(jiān)測與評估	108
4.3.1　電壓監(jiān)測	108
4.3.2　溫度監(jiān)測	109
4.3.3　電流監(jiān)測	111
4.4　動力電池SOC估計算法	114
4.4.1　安時積分法	114
4.4.2　開路電壓法	115
4.4.3　基于模型方法	116
4.4.4　機(jī)器學(xué)習(xí)方法	117
4.5　動力電池均衡控制管理	118
4.5.1　單體電池連接方式	118
4.5.2　均衡控制工作原理	120
4.5.3　均衡控制案例分析	123

第5章 動力電池安全管理技術(shù)
5.1　熱失控特征及其機(jī)理分析	128
5.1.1　動力電池?zé)崾Э氐奶卣鞣治?128
5.1.2　動力電池內(nèi)部短路機(jī)理分析	130
5.1.3　動力電池外部短路機(jī)理分析	131
5.1.4　動力電池?zé)崾Э氐姆婪洞胧?132
5.2　安全防護(hù)設(shè)計及預(yù)警方法	133
5.2.1　電池單體安全性設(shè)計	133
5.2.2　電池系統(tǒng)安全防護(hù)設(shè)計	136
5.2.3　熱失控早期報警方法	141
5.2.4　基于大數(shù)據(jù)的安全預(yù)警方法	143
5.3　熱失控被動控制與防護(hù)方法	145
5.3.1　熱失控擴(kuò)散隔離	145
5.3.2　熱失控阻斷方式	148
5.3.3　電池滅火方式選擇	149
5.3.4　車載動力電池滅火系統(tǒng)	150
5.4　動力電池安全管理發(fā)展趨勢	152
5.4.1　從機(jī)理分析到系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化	152
5.4.2　從被動安全防護(hù)到主動預(yù)測	154

第6章 動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)
6.1　新能源汽車電池?zé)峁芾?158
6.1.1　動力電池?zé)峁芾砀攀?158
6.1.2　動力電池?zé)峁芾砑夹g(shù)分類	159
6.1.3　動力電池?zé)峁芾戆l(fā)展方向	160
6.2　動力電池散熱系統(tǒng)與原理	163
6.2.1　空氣冷卻系統(tǒng)	163
6.2.2　液體冷卻系統(tǒng)	166
6.2.3　熱管冷卻系統(tǒng)	167
6.2.4　相變材料冷卻系統(tǒng)	168

第7章 新能源汽車充電系統(tǒng)
7.1　新能源汽車電池充電系統(tǒng)概述	171
7.1.1　電池充電的常見方式	171
7.1.2　充電系統(tǒng)的基本組成	173
7.1.3　充電系統(tǒng)的功能劃分	175
7.1.4　帝豪EV450的充電系統(tǒng)	180
7.1.5　帝豪EV450的充電原理	182
7.2　交流充電系統(tǒng)的組成、原理與控制策略	186
7.2.1　交流充電系統(tǒng)的組成	186
7.2.2　交流充電系統(tǒng)的電氣原理	187
7.2.3　交流充電系統(tǒng)的控制策略	189
7.3　直流充電系統(tǒng)的組成、原理與控制策略	191
7.3.1　直流充電系統(tǒng)的組成	191
7.3.2　直流充電系統(tǒng)的電氣原理	192
7.3.3　直流充電系統(tǒng)的控制策略	193
7.4　無線充電系統(tǒng)原理與關(guān)鍵環(huán)節(jié)	195
7.4.1　無線充電的研究現(xiàn)狀	195
7.4.2　無線充電系統(tǒng)的技術(shù)原理	196
7.4.3　無線充電的關(guān)鍵環(huán)節(jié)	199

參考文獻(xiàn)