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第1章 动力电池系统发展概述 1

1.1动力电池系统技术发展概述 1

1.1.1电池单体选型设计 2

1.1.2机械结构设计 4

1.1.3高压电气设计 5

1.1.4电池管理系统设计 6

1.1.5热管理系统设计 7

1.1.6仿真分析技术 7

1.1.7安全测试技术 8

1.1.8制造工艺技术 9

1.2动力电池系统发展趋势 10

参考文献 12

第2章 动力电池系统方案设计 13

2.1动力电池方案设计概述 13

2.1.1动力电池系统方案设计流程 13

2.1.2动力电池系统方案设计需求 14

2.2机械结构设计 18

2.2.1机械结构设计要求 18

2.2.2机械结构设计方案 21

2.3高压电气设计 23

2.3.1高压电气设计要求 23

2.3.2高压电气系统设计方案 25

2.4热管理系统设计 27

2.4.1热管理系统设计要求 27

2.4.2热管理系统设计方案 28

参考文献 31

第3章 动力电池系统机械结构设计 32

3.1机械结构设计原理 33

3.1.1弹性变形体的基本假设 33

3.1.2应力应变计算 33

3.1.3材料模型 36

3.1.4冲击分析 37

3.1.5疲劳强度计算 38

3.2动力电池系统总布置设计 42

3.2.1外部布置设计 42

3.2.2内部布置设计 47

3.3动力电池箱体设计 49

3.3.1强度设计 49

3.3.2轻量化设计 52

3.3.3 IP防护设计 55

3.3.4防火阻燃设计 56

3.3.5防腐设计 57

3.3.6防呆设计 58

参考文献 60

第4章 高压电连接设计 61

4.1高压电气设计原理 61

4.2高压系统匹配设计 65

4.2.1总体设计规则 65

4.2.2电池配组要求设计 66

4.2.3电池组电连接要求 73

4.3过载/短路保护设计 87

4.3.1熔断器选型 87

4.3.2接触器选型 89

4.3.3断路器选型 92

4.4预充电回路保护设计 93

4.5直接接触保护设计 95

4.5.1手动维修开关选型 95

4.5.2高压插接件选型 96

4.5.3高压互锁设计 101

4.6间接接触保护设计 104

4.6.1空气间隙 104

4.6.2爬电距离 106

4.6.3等电位联结 107

4.7高压配电盒设计 109

参考文献 111

第5章 动力电池管理系统设计 113

5.1监测功能设计 113

5.1.1电压监测设计 113

5.1.2电流监测设计 118

5.1.3温度监测设计 123

5.2控制功能设计 128

5.2.1均衡控制设计 128

5.2.2充放电控制设计 129

5.2.3充电匹配设计 132

5.3状态估计功能设计 133

5.3.1电池剩余电量估计 133

5.3.2电池健康状态估计 135

5.4故障诊断与预警功能设计 136

5.4.1显示报警设计 136

5.4.2电池故障报警设计 138

5.5功能稳定性设计 143

5.5.1 BMS抗干扰设计 143

5.5.2线束抗干扰设计 146

参考文献 148

第6章 热管理系统设计 150

6.1热管理系统概述 150

6.2热管理系统设计原理 151

6.2.1电池单体产热机理 151

6.2.2电池单体传热机理 152

6.3均热散热系统设计 153

6.3.1散热方式选择 153

6.3.2风冷系统设计 154

6.3.3液冷系统设计 158

6.3.4其他冷却方案介绍 165

6.4加热系统设计 169

6.4.1加热方式选择 169

6.4.2电热膜 170

6.4.3 PTC加热 171

6.4.4液体加热 173

6.5保温设计 173

6.5.1保温材料选择 173

6.5.2隔热设计 174

6.5.3防火考虑 175

参考文献 176

第7章 动力电池系统仿真分析技术 177

7.1动力电池系统仿真分析原理 177

7.1.1有限元分析方法 177

7.1.2计算结构力学 178

7.1.3计算流体力学 180

7.2结构仿真分析技术 188

7.2.1主流结构仿真软件介绍 188

7.2.2 CAE基本求解过程 192

7.2.3动力电池系统CAE实例 194

7.3 CFD仿真分析技术 201

7.3.1主流流场仿真软件介绍 201

7.3.2 CFD基本求解过程 205

7.3.3动力电池CFD实例 211

参考文献 213

第8章 动力电池系统安全测试技术 216

8.1动力电池单体特性测试 216

8.1.1容量及充放电效率测试 216

8.1.2放电倍率特性测试 218

8.1.3电动势曲线及等效内阻测试 218

8.1.4循环寿命测试 221

8.2电池管理系统测试 228

8.2.1物理参数采样精度测试 228

8.2.2 EMC性能测试 232

8.2.3 SOC估算功能测试 234

8.2.4电池均衡功能测试 237

8.3动力电池系统测试 238

8.3.1安全性测试 238

8.3.2电性能测试 241

8.3.3可靠性测试 247

8.3.4壳体防护功能测试 249

参考文献 252

第9章 动力电池系统制造技术 254

9.1电池单体制造技术 254

9.1.1混浆 254

9.1.2涂覆 255

9.1.3卷绕与叠片 255

9.1.4封装 255

9.1.5化成和老化 256

9.2模组制造技术 257

9.2.1清洗 257

9.2.2涂胶 258

9.2.3焊接 267

9.3箱体制造技术 279

9.3.1焊接 281

9.3.2钣金 281

9.3.3铸造 282

9.3.4冲压 283

9.3.5喷涂 283

参考文献 285

第10章 动力电池系统应用 287

10.1纯电动汽车 287

10.2增程式混合动力汽车 289

10.3插电式混合动力汽车 291

参考文献 294