了得網研究生_動力電池管理及維護技術

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動力電池管理及維護技術
該商品所屬分類：研究生 -> 工學
【市場價】	179-259元
【優惠價】	112-162元
【作者】	張凱
【所屬類別】	圖書教材研究生/本科/專科教材工學
【出版社】	清華大學出版社
【ISBN】	9787302476078
【折扣說明】	一次購物滿999元台幣免運費+贈品一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品一次購物滿3000元台幣92折+免運費+贈品一次購物滿4000元台幣88折+免運費+贈品
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內容介紹

開本：16開

紙張：膠版紙

包裝：平裝-膠訂

是否套裝：否

國際標準書號ISBN：9787302476078

叢書名：國家示範性高等職業院校成果教材——汽車電子技術繫列

作者：張凱

出版社：清華大學出版社

出版時間：2017年08月

編輯推薦

本書講述了電動汽車動力電池的發展、參數、測試等基礎知識，重點講解目前應用*廣發的鋰離子動力電池，同時兼顧鎳氫電池、鉛酸電池等其他類型動力電池和儲能裝置。

內容簡介

動力電池管理及維護技術是電動汽車的核心技術，是電動汽車產業發展的基礎和關鍵。本書講述了電動汽車動力電池的發展、參數、測試等基礎知識，重點講解目前應用*廣泛的鋰離子動力電池，同時兼顧鎳氫電池、鉛酸電池等其他類型動力電池和儲能裝置。本書對動力電池管理繫統、充電設施及動力電池維護技術也進行了較詳細的介紹。
本書可作為應用型本科及高職車輛工程、新能源汽車技術、汽車電子技術等相關專業的教材，也可供從事新能源汽車研發、生產和管理等方面的工程技術人員參考。

目錄

第1章電動汽車動力電池的發展
1.1電動汽車的發展歷程
1.1.1蓄電池發展簡史
1.1.2電動機發展簡史
1.1.3電動汽車的發展歷程
1.2動力電池技術及其發展趨勢
1.2.1國內外動力電池技術現狀
1.2.2動力電池的發展趨勢目錄

第1章電動汽車動力電池的發展
1.1電動汽車的發展歷程
1.1.1蓄電池發展簡史
1.1.2電動機發展簡史
1.1.3電動汽車的發展歷程
1.2動力電池技術及其發展趨勢
1.2.1國內外動力電池技術現狀
1.2.2動力電池的發展趨勢
1.3動力電池驅動的車輛類型
1.3.1廠內車輛
1.3.2娛樂及運動場地車輛
1.3.3殘疾人或醫療服務用車
1.3.4機場地面保障車輛
1.3.5電動滑板車、摩托車和自行車
1.3.6電動汽車
復習思考題
第2章動力電池基礎知識
2.1電池的工作原理及分類
2.1.1動力電池繫統組成
2.1.2電池的能量轉換基本原理
2.1.3電池基本構成
2.1.4電池分類
2.2電池的基本參數
2.2.1電壓
2.2.2內阻
2.2.3容量
2.2.4能量與能量密度
2.2.5功率與功率密度
2.2.6荷電狀態與放電深度
2.2.7放電制度
2.2.8壽命與成本
2.2.9自放電率
2.2.10不一致性
2.3電池典型充電方法
2.3.1電池充電規律
2.3.2常規充電方法
2.3.3快速充電方法
復習思考題
第3章車用動力電池的特征及測試
3.1車輛對動力電池的要求
3.1.1電動車輛驅動分析
3.1.2車用動力電池的特征
3.1.3動力電池評價參數
3.2動力電池基本測試方法
3.2.1測試項目
3.2.2安全測試舉例
3.3動力電池的典型測試設備
3.3.1硬件測試設備
3.3.2軟件仿真工具
復習思考題
第4章鋰離子動力電池
4.1鋰離子動力電池概述
4.1.1鋰離子電池的發展
4.1.2鋰離子電池的優點及分類
4.1.3鋰離子電池的工作原理
4.1.4鋰離子電池的材料
4.1鋰離子電池
4.2鋰離子電池的性能特點
4.2.1鋰離子電池的充放電特性
4.2.2鋰離子電池的安全特性
4.2.3鋰離子電池的熱特性
4.3鋰離子動力電池的應用
4.3.1鋰離子電池的應用類別
4.3.2電動汽車用鋰離子電池
復習思考題
第5章其他動力電池及儲能裝置
5.1鉛酸動力電池
5.1.1鉛酸電池概況
5.1.2鉛酸電池的性能及影響因素
5.1.3鉛酸電池的應用
5.2鎳氫動力電池
5.2.1與鎳鎘電池的特性對比
5.2.2鎳氫電池的原理與結構
5.2.3鎳氫電池的特性
5.2.4鎳氫電池的應用
5.3其他電池與儲能裝置
5.3.1燃料電池
5.3.2鋅空氣電池
5.3.3太陽能電池
5.3.4超級電容
5.3.5超高速飛輪
復習思考題
第6章動力電池管理繫統
6.1電池管理繫統概述
6.1.1基本構成和功能
6.1.2數據采集方法
6.2動力電池電量及其均衡管理
6.2.1電量管理繫統
6.2.2均衡管理繫統
6.3動力電池熱管理及安全管理
6.3.1熱管理繫統
6.3.2安全管理繫統
6.4動力電池繫統的數據通信
復習思考題
第7章動力電池充電設施
7.1電動汽車的能量補給方式
7.1.1換電模式
7.1.2充電模式
7.2電池充電特性及充電機
7.2.1電池充電特性
7.2.2整車電源繫統
7.2.3電池充電機
7.3充電站布局與運行
7.3.1充電站布局
7.3.2充電站運行
復習思考題
第8章動力電池的維護
8.1動力電池繫統保養
8.1.1保養制度
8.1.2保養操作
8.2動力電池繫統故障分析
8.2.1故障分析方法
8.2.2充電繫統常見故障
8.2.3動力電池繫統故障
復習思考題
參考文獻

前言

前言

前言

國家“十五”“863”計劃電動汽車重大科技專項確立了以燃料電池電動汽車、混合動力電動汽車和純電動汽車為“三縱”，以多能源動力總成、驅動電池和動力電池為“三橫”的“三縱三橫”研發布局，電動汽車關鍵零部件核心技術取得突破。產業化方面，經過多年的示範應用和政策支持，市場對電動汽車表現出極大的認可。根據中國汽車工業協會（以下簡稱中汽協）統計數據，我國2016年新能源汽車生產51.7萬輛，銷售50.7萬輛，比上年同期分別增長51.7%和53%，已連續兩年產銷量位居全球。近幾年新能源汽車產業發展勢頭迅猛，然而我國相應的專業教育並沒有跟上，未來新能源汽車領域的人纔缺口巨大。在電動汽車領域，雖然關於電池技術的教材、專著並不少，但是絕大多數都側重於電池的原理，其中以電化學相關知識為主。以應用為目的尤其是為新能源汽車（這裡主要指純電動汽車）而編寫的教材並不多，無法滿足相關專業學生對電動汽車動力電池知識學習的需求。鋻於此，編者在近幾年講授“電動汽車應用技術”“新能源汽車概論”“動力電池管理與維護”等課程的同時，整理講義並編寫了本書。在編寫過程中注意把握電動汽車動力電池的發展趨勢，引入動力電池的知識和應用，從結構和基本原理出發，介紹電池技術的發展歷史、重要參數、設備測試等基礎知識，重點講解目前應用廣泛的鋰離子動力電池（電池），同時兼顧鉛酸電池、鎳氫電池、燃料電池、鋅空氣電池、太陽能電池、超高速飛輪電池、超級電容等其他類型動力電池和儲能裝置。在電池章節，對其電化學原理點到為止，重點介紹其使用特性和應用情況。同時對動力電池管理繫統、充電設施及動力電池維護技術也進行了較詳細的介紹。全書整體敘述深入淺出，對動力電池作了相對詳細、全面和較為深入的介紹和分析。本書共8章，可大體上分為3部分：第1~3章是動力電池的總體介紹，主要包括動力電池的發展歷程、工作原理、基本參數、充電方法、特性測試等；第4~7章是主體，包括8種主要電池和儲能裝置的基本原理、性能特點、應用情況以及電池的管理和充電問題；第8章為應用部分，簡要講述了動力電池和充電設施的保養與故障診斷。本書可作為應用型本科及高職車輛工程、新能源汽車技術、汽車電子技術等相關專業的教材，也可供從事新能源汽車產品研發、生產和管理等方面的工程技術人員參考。參加編寫的人員有：於湛（第1章）、張凱（第2、4~7章）、李正國（第3、8章）。全書由張凱擔任主編並統稿，李正國擔任副主編。在本書的編寫過程中查閱了大量的書籍、文獻和資料，引用了其中一些技術資料和圖表，在此謹向作者表示感謝。同時，在討論教材體繫結構安排和收集資料時，得到了董鑄榮、曹家喆、徐艷民、徐卓勝、朱小春、何軍的支持，在此表示感謝。限於編者水平，疏漏之處在所難免，懇請讀者不吝賜教。編者
2017年5月

媒體評論

評論

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第1章電動汽車動力電池的發展
伴隨環境以及能源短缺問題，以化石燃料為主要能量來源的汽車工業面臨著嚴峻的挑戰。用動力電池代替化石燃料發展電動汽車是目前解決這些問題的有效途徑。人們習慣上將用動力電池替代或部分替代燃油的包括純電動汽車、混合動力電動汽車在內的各類電動汽車稱為新能源汽車，而將僅采用燃油作為單一能源的汽車稱為傳統汽車。本章介紹動力電池及電動車輛的發展歷程、現狀和趨勢，並簡要介紹動力電池在不同種類電動車輛上的應用。1.1電動汽車的發展歷程動力電池是電動車輛的主要能量來源，其技術歷經了多次材料體繫的變遷。每一次動力電池材料體繫的變化都會帶來電動車輛的一次發展高潮。早的鉛酸電池技術發展帶來了20世紀初次電動汽車研發和應用高潮，20世紀80年代鎳氫電池技術突破帶來混合動力電動汽車的產業化，20世紀90年代纔出現的鋰離子動力電池帶來了現在以純電驅動為主的電動汽車研發和示範應。1.1.1蓄電池發展簡史1800年，亞歷山大·伏特制成了人類歷早的電池，後人稱之為伏特電池。1830年，威廉姆·斯特金解決了伏特電池的弱電流和極化問題，使電池的使用壽命大大延長。1836年，約翰·丹尼爾進一步改進了伏特電池，後人稱之為丹尼爾電池，它是個可長時間持續供電的蓄電池。1859年，法國科學家普蘭特·加斯東發明了一種能夠產生較大電流的可重復充電的鉛酸電池。1899年WaldmarJungner(沃爾德瑪·楊格納)發明了NiCd電池。1984年波蘭的飛利浦(Philips)公司成功研制出LaNi5儲氫合金，並制備出MHNi電池。1991年，可充電的鋰離子蓄電池問世，實驗室制成的隻18650型鋰離子電池容量僅為600mA·h。1992年，索尼公司開始大規模生產民用鋰離子電池。1995年，日本索尼公司首先研制出100A·h鋰離子動力電池並在電動汽車上應用，展示了鋰離子電池作為電動汽車用動力電池的優越性能，引起了廣泛關注。到目前為止，鋰離子動力電池被認為是有希望的電動汽車用動力蓄電池之一，並在多種電動汽車上推廣應用。近年推出的電動汽車產品絕大多數都采用鋰離子動力電池，並形成了以鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰為主的電動汽車鋰離子動力電池應用體繫。如圖11所示即為某電動汽車鋰離子電池繫統。
其他電池如鋅空氣電池、鈉硫電池等，過去的100年中在電動汽車上也有所應用，但由於其電池的特性、價格、制備工藝等問題，均未成為電動汽車應用電池的主流。2003年，以色列BarIlan(巴依蘭)大學的D.Aurbach團隊研究出極具潛力的充電鎂電池，其具有能量密度高、價格低廉、操作安全等優點。作為主要原材料的鎂具有資源豐富、價格低廉、無環境污染並且加工處理方便等優點，因而充電鎂電池被認為是未來很有發展前景的電池材料。鎂空氣電池如圖12所示。如今新型高能動力電池不斷見諸報道，可以想見，隨著技術的進步，動力電池必將向高比能量、高比功率、長壽命、低價格、安全可靠的方向發展。

圖11電動汽車鋰離子電池繫統第1章電動汽車動力電池的發展
伴隨環境以及能源短缺問題，以化石燃料為主要能量來源的汽車工業面臨著嚴峻的挑戰。用動力電池代替化石燃料發展電動汽車是目前解決這些問題的有效途徑。人們習慣上將用動力電池替代或部分替代燃油的包括純電動汽車、混合動力電動汽車在內的各類電動汽車稱為新能源汽車，而將僅采用燃油作為單一能源的汽車稱為傳統汽車。本章介紹動力電池及電動車輛的發展歷程、現狀和趨勢，並簡要介紹動力電池在不同種類電動車輛上的應用。1.1電動汽車的發展歷程動力電池是電動車輛的主要能量來源，其技術歷經了多次材料體繫的變遷。每一次動力電池材料體繫的變化都會帶來電動車輛的一次發展高潮。早的鉛酸電池技術發展帶來了20世紀初次電動汽車研發和應用高潮，20世紀80年代鎳氫電池技術突破帶來混合動力電動汽車的產業化，20世紀90年代纔出現的鋰離子動力電池帶來了現在以純電驅動為主的電動汽車研發和示範應。1.1.1蓄電池發展簡史1800年，亞歷山大·伏特制成了人類歷早的電池，後人稱之為伏特電池。1830年，威廉姆·斯特金解決了伏特電池的弱電流和極化問題，使電池的使用壽命大大延長。1836年，約翰·丹尼爾進一步改進了伏特電池，後人稱之為丹尼爾電池，它是個可長時間持續供電的蓄電池。1859年，法國科學家普蘭特·加斯東發明了一種能夠產生較大電流的可重復充電的鉛酸電池。1899年WaldmarJungner(沃爾德瑪·楊格納)發明了NiCd電池。1984年波蘭的飛利浦(Philips)公司成功研制出LaNi5儲氫合金，並制備出MHNi電池。1991年，可充電的鋰離子蓄電池問世，實驗室制成的隻18650型鋰離子電池容量僅為600mA·h。1992年，索尼公司開始大規模生產民用鋰離子電池。1995年，日本索尼公司首先研制出100A·h鋰離子動力電池並在電動汽車上應用，展示了鋰離子電池作為電動汽車用動力電池的優越性能，引起了廣泛關注。到目前為止，鋰離子動力電池被認為是有希望的電動汽車用動力蓄電池之一，並在多種電動汽車上推廣應用。近年推出的電動汽車產品絕大多數都采用鋰離子動力電池，並形成了以鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰為主的電動汽車鋰離子動力電池應用體繫。如圖11所示即為某電動汽車鋰離子電池繫統。
其他電池如鋅空氣電池、鈉硫電池等，過去的100年中在電動汽車上也有所應用，但由於其電池的特性、價格、制備工藝等問題，均未成為電動汽車應用電池的主流。2003年，以色列BarIlan(巴依蘭)大學的D.Aurbach團隊研究出極具潛力的充電鎂電池，其具有能量密度高、價格低廉、操作安全等優點。作為主要原材料的鎂具有資源豐富、價格低廉、無環境污染並且加工處理方便等優點，因而充電鎂電池被認為是未來很有發展前景的電池材料。鎂空氣電池如圖12所示。如今新型高能動力電池不斷見諸報道，可以想見，隨著技術的進步，動力電池必將向高比能量、高比功率、長壽命、低價格、安全可靠的方向發展。

圖11電動汽車鋰離子電池繫統

圖12鎂空氣電池

1.1.2電動機發展簡史個電動機是1740年由蘇格蘭僧侶安德魯·戈登創建的簡單的靜電設備。1821年英國人邁克爾·法拉第發明電動機實驗室模型，隻要有電流通過線路，線路就會繞著一塊永久磁鐵不停地轉動，成為電動機發展的雛形。1827年，匈牙利物理學家安幼思·傑德利克開始嘗試用電磁線圈進行實驗。傑德利克在解決一些技術問題後，稱他的設備為“電磁自轉機”。雖然隻用於教學目的，但款傑德利克的設備已包含今日直流電動機的3個主要組成部分：定子、轉子和換向器。1831年，美國人約瑟夫·亨利改進了法拉第電動機，使用電磁鐵代替永久磁鐵，提高了輸出功率，從而向實用電動機發展跨出了重要一步。1834年，德國人莫裡茨·赫爾曼·雅可比對亨利的電動機作了重要革新，把水平的電磁鐵改為轉動的電樞，並加裝了換向器，制成了個電動機樣機。1838年，制造出世界上臺實用直流電動機，安裝在船上，並試航成功。從此，電動機就完成了從實驗室模型到實用電動機的轉化。1835年，美國一位鐵匠湯馬斯·達文波特制作出世界上臺能驅動小電車的應用電動機，並在1837年申請了專利。18世紀70年代初期，世界上早可商品化的電動機由比利時電機工程師ZenobeTheophileGamme(澤諾布·特奧·菲力格瑪)發明。1888年，美國著名發明家尼古拉·特斯拉應用法拉第的電磁感應原理，發明了交流電動機，即感應電動機。1902年，瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應電動機的旋轉磁場觀念，發明了同步電動機。電動機的發明使電驅動車輛成為可能，為電動汽車的發展提供了條件。1.1.3電動汽車的發展歷程電池和電動機的發明和不斷發展推動了電動汽車的發展。一百多年來，電動汽車的發展經歷了發明、發展、繁榮、衰退和復蘇5個階段。1. 電動汽車的發明1839年，蘇格蘭的羅伯特·安德森(Robert Anderson)給四輪馬車裝上了電池和電動機，將其成功改造為世界上輛靠電力驅動的車輛(見圖13)。

圖13世界輛電動汽車

1842年他又與托馬斯·戴文波特(Thomas Davenport)合作制作電動汽車，該車采用的是不可充電的玻璃封裝蓄電池，自此開創了電動車輛發展和應用的歷史。這比德國人戈特利布·戴姆勒(Gottlieb Daimler)和卡爾·本茨(Karl Benz)發明的汽油發動機汽車早了數十年。1847年，美國人摩西·法莫制造了輛以蓄電池為動力、可乘坐兩人的電動汽車。

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