新能源汽车动力电池系统关键技术

　　本书主要介绍新能源汽车锂离子动力电池产业路线、技术关键以及锂离子电池内部结构模型化方法、电池承载特性、热失控及滥用安全问题。针对新能源汽车的应用环境和使用特点，阐述动力电池的应用技术，着重探讨提高动力电池系统的安全性、可靠性和轻量化水平的理论和方法。全书共分四篇12章。篇（第1章至第3章）介绍汽车动力电池产业的基本状况、技术路线图的编制方法及其实际制作过程；第二篇（第4章至第8章）介绍锂离子动力电池的冲击、振动及疲劳模型、模型本构方法、轻量化分析与设计方法；第三篇（第9章至第11章）介绍新能源汽车动力电池的热管理理论与技术、滥用条件下热失控和火灾事故分析与对策，第四篇（第12章）简要介绍未来新型动力电池的研究和应用趋势。本书并不过多涉及电池的电化学原理、正负极材料及其制造工艺等细节，而把重点放在性能分析和应用领域，探讨如何满足新能源汽车高安全、长寿命的需求。因此，本书可供从事新能源汽车动力系统设计、电池系统研发以及汽车安全开发领域的工程技术人员学习和参考，也可作为高校车辆工程等相关专业研究生、高年级本科生教材或教学参考书。

　　兰凤崇教授，华南理工大学车辆工程学科带头人，广东省汽车工程重点实验室主任、广东省电动汽车整车关键技术工程实验室主任。1996-1999任吉林大学汽车工程学院副院长，2006-2013任华南理工大学机械与汽车工程学院院长。现兼任中国汽车工程学会常务理事，广东省汽车工程学会副理事长，汽车工程学会首批特聘专家，中国汽车工程学会车身专业委员会委员、中国电工学会电动车辆专业委员会委员、国家汽车轻量化联盟单位华南理工大学负责人、中国农业机械学会地面机器系统分会委员。2013年起任公安部道路交通管理专家委员会专家。主持和参加国家科技部科技攻关、科技支撑项目、科技部国际合作项目、国家自然基金项目、粤港合作科技重大专项、广东省科技厅重大专项项目、广东省发展改革委科技产业重大专项项目以及广州市重大科技计划项目40余项。相关研究成果通过开展产学研合作，成功运用到汽车整车企业新能源客车结构、插电混合动力汽车车、纯电动汽车和电池包、控制器等多款新能源汽车及动力总成的研制和开发当中。依托团队和学科力量，负责组建了广东省电动汽车整车关键技术工程实验室并开展新能源汽车结构分析、设计与制造验证等方面的研发工作。培养博士、硕士研究生、博士后及访问学者100多人，发表文章300余篇，获专利20 余项，出版专著4部。荣获省部级各类奖项7项。陈吉清 华南理工大学车辆工程学科教授。中国汽车工程学会会员，全国CAD培训网东北培训中心专家委员会委员，英国机械工程师学会会员，美国SAE会员。 长期从事汽车车身工程领域的教学和科学研究工作，曾为本专业本科生和研究生讲授汽车构造与试验、车身结构力学及有限元、计算机图形学、汽车车身计算机辅助造型与设计、汽车车身CAM 技术基础等课程，指导和培训国内访问学者、进修教师和企业工程师。在英国工作期间，承担英国国家基金EPSRC项目步行机构车辆理论模型与优化设计研究，完成英国政府ORS和英国大学学位委员会资助项目新型柔性多功能并联加工中心Hexapod机构的理论模型、数值模拟和优化设计，参加完成英国工业界汽车车身结构件成形仿真和轻量化设计的科研项目3项。 [1] 主持和参加国家自然基金各1项，负责省青年基金1项、企业研发及技术服务项目10余项，参加部省科技计划项目4项。

第一篇 动力电池产业技术路线图的制定
1 新能源汽车及其动力电池产业现状
1．1 国外新能源汽车产业发展概况
1．1．1 国外电动汽车发展概况
1．1．2 国外车用动力电池产业发展概况
1．2 国内新能源汽车产业发展概况
1．2．1 国内混合动力汽车发展概况
1．2．2 国内纯电动汽车发展概况
1．2．3 国内动力电池产业发展概况
1．3 政策视角下的国内动力电池产业分析
1．3．1 国内动力电池政策体系概况
1．3．2 产业政策下形成的动力电池产业链分析
1．3．3 动力电池产业环境分析
2 动力电池产业发展技术路线图
2．1 技术路线图简介
2．1．1 技术路线图制定过程
2．1．2 技术路线图的制定方法
2．2 国内动力电池产业区域发展特征分析
2．2．1 国内动力电池产业区域布局概况
2．2．2 国内动力电池产业发展概况
2．2．3 国内动力电池产业发展主要矛盾
2．3 动力电池产业技术路线图制定过程
2．3．1 制定流程确定
2．3．2 市场需求分析
2．3．3 产业目标分析
2．3．4 技术壁垒分析
2．3．5 研发需求分析
2．3．6 技术路线图的绘制
3 动力电池系统关键技术问题分析
3．1 动力电池系统关键技术知识产权分析
3．1．1 全球专利分析
3．1．2 中国专利分析
3．2 动力电池系统关键技术发展情况分析
3．2．1 关键材料技术发展情况
3．2．2 系统集成技术发展情况
3．2．3 电池回收技术发展情况
3．3 动力电池系统关键技术研发需求分析
3．3．1 动力电池系统的关键问题分析
3．3．2 动力电池系统的研发需求分析
第二篇 动力电池单体、模组及系统特性研究
4 动力电池单体力学特性与本构模型
4．1 锂离子电池基本原理和结构特点
4．1．1 锂离子电池单体结构组成
4．1．2 锂离子电池电化学原理
4．2 车用锂离子电池安全性影响因素
4．2．1 锂离子电池性能及安全的影响因素
4．2．2 锂离子电池系统安全分析方法
4．3 锂离子电池单体力学特性与本构方程
4．3．1 锂离子电池压缩性能分析
4．3．2 锂离子电池内芯材料微观尺度性能分析
4．3．3 内芯本构方程
4．3．4 锂离子电池有限元模型
4．4 锂离子电池单体内短路失效分析
4．4．1 挤压行为下短路失效判断准则
4．4．2 内短路参数变化特征
4．5 电池挤压稳定性和内短路失效仿真与分析
4．5．1 方形磷酸铁锂电池模型开发
4．5．2 方形电池内芯失效过程分析
4．5．3 圆柱形电池模拟分析
4．5．4 圆柱形电池内芯失效过程分析
4．5．5 方形锂电池层集式模型的模拟分析
……
第三篇 电池热管理技术及热失控问题研究
第四篇 新型动力电池技术