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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