电动汽车用先进电池技术

第1篇　绪论

1  混合电动车辆、纯电动车辆和越野电动车介绍/001

1.1　电移动：未来的移动/ 001

1.2　不同电动驱动动力系统概述/ 003

1.3　电动汽车的优势和劣势/ 005

1.4　在电动公路车和电动非公路车范围内的应用/ 007

1.5　结论/ 010

1.6　信息来源/ 010

参考文献/ 011

2  通过电动汽车减少二氧化碳的排放及能量消耗/013

2.1　引言/ 013

2.2　汽车制造过程中的能量消耗和CO2排放量/ 016

2.3　电动车的能量消耗/ 018

2.4　生命周期能源消耗和CO2排放对比/ 021

2.5　具有高能的电动汽车一代的潜力：来自德国的一则研究案例/ 022

2.6　展望/ 026

参考文献/ 027

3  电动汽车电池市场/029

3.1　引言/ 029

3.2　当前市场的形势/ 031

3.3　市场推动力和电池/ 034

3.4　市场潜力/ 038

3.5　经济影响/ 040

参考文献/ 044

4  混合动力电动汽车电池参数/048

4.1　引言/ 048

4.2　混合动力电动车的电池参数/ 049

4.3　锂离子电池和超级电容器的HEV 应用展望/ 056

4.4　锂离子电池和超级电容器未来的发展前景与局限性/ 059

4.5　未来的道路交通/ 060

参考文献/ 061



第2篇　电动汽车用电池的类型

5  混合动力汽车和纯电动汽车用铅酸蓄电池/064

5.1　引言/ 064

5.2　铅酸电池的技术描述/ 065

5.3　铅酸电池的环境和安全问题/ 073

5.4　动力铅酸电池的种类/ 074

5.5　在混合动力汽车中应用铅酸电池的优点和缺点/ 077

5.6　铅酸电池和混合动力汽车的发展前景/ 081

5.7　市场预测/ 083

5.8　信息来源/ 085

参考文献/ 085

6　混合动力电动汽车与纯电动汽车用镍-金属氢化物电池和镍-锌电池/087

6.1　引言/ 087

6.2　NiMH和NiZn电池的技术描述/ 087

6.3　NiMH与NiZn电池的电性能、寿命和成本/ 091

6.4　NiMH电池和NiZn电池在混合动力电动汽车和纯电动汽车中的优点和缺点/ 097

6.5　混合动力电动汽车和纯电动汽车用NiMH 与NiZn 电池的设计/ 098

6.6　NiMH和NiZn电池主要应用/ 102

6.7　NiMH与NiZn电池的环境与安全问题/ 103

6.8　NiMH和NiZn电池在混合动力电动汽车和纯电动汽车中的未来发展潜力/ 103

6.9　市场和未来趋势/ 105

参考文献/ 106

7　用于混合动力电动汽车和纯电动汽车的后锂离子电池/107

7.1　继锂离子电池之后的电池/ 107

7.2　锂-硫电池/ 113

7.3　锂-空气电池/ 119

7.4　全固态电池/ 127

7.5　转换反应材料/ 130

7.6　钠离子电池和钠空气电池/ 132

7.7　多化合价金属：镁电池/ 136

7.8　卤化物电池/ 140

7.9　铁酸盐电池/ 142

7.10　氧化还原液流电池/ 143

7.11　质子交换膜燃料电池/ 143

参考文献/ 144

8　混合动力电动汽车和电动汽车用锂离子电池/150

8.1　混合动力电动汽车、插电式混合动力电动汽车和电动汽车用锂离子电池简介和要求/ 150

8.2　电芯设计/ 151

8.3　电池组设计/ 156

8.4　环境问题/ 158

8.5　安全性要求/ 159

8.6　化学电池的未来发展/ 160

8.7　锂离子电池组的未来发展趋势/ 161

8.8　市场导向和未来趋势/ 162

8.9　结论/ 163

参考文献/ 163

9　电动汽车用锂离子电池高性能电极材料/165

9.1　引言/ 165

9.2　正极/ 166

9.3　负极（锂离子车用电池高性能负极材料） / 190

9.4　结论/ 203

参考文献/ 204



第3篇　电池设计和性能

10  电动车用高电压电池组设计/213

10.1　引言/ 213

10.2　高电压电池组组件/ 214

10.3　高压电池组的要求/ 225

10.4　展望/ 226

10.5　补充信息/ 227

参考文献/ 227

11　电动车用高压电池管理系统(BMS)/229

11.1　引言/ 229

11.2　高电压BMS要求/ 229

11.3　BMS拓扑结构/ 232

11.4　高压BMS设计/ 235

11.5　前景/ 242

11.6　补充信息/ 243

参考文献/ 243

12　电动汽车电池管理系统的单体均衡、电池状态估计与安全/245

12.1　引言/ 245

12.2　电芯均衡概述/ 245

12.3　电池状态估计/ 253

12.4　BMS的安全方面/ 262

12.5　未来趋势/ 276

12.6　更多的信息来源/ 277

参考文献/ 277

13　电动汽车用电池的热管理/282

13.1　引言/ 282

13.2　电池热管理的动机/ 282

13.3　热源、水槽和热平衡/ 286

13.4　热管理系统的设计/ 288

13.5　设计计算实例/ 297

13.6　技术对比/ 301

13.7　操作方面/ 302

13.8　展望/ 305

13.9　进一步的信息来源/ 305

参考文献/ 305

14　电动车锂离子电池老化/309

14.1　引言/ 309

14.2　老化效应/ 310

14.3　老化机理和根源/ 312

14.4　电池设计和电池装配/ 315

14.5　电池包的老化/ 317

14.6　测试/ 319

14.7　现场数据/ 322

14.8　建模与仿真/ 323

14.9　诊断方法/ 326

14.10　延长电池寿命/ 328

14.11　结论/ 328

参考文献/ 329

15　电动汽车电池的梯次利用/333

15.1　引言/ 333

15.2　正被解决的问题/ 335

15.3　电池再利用的优点/ 337

15.4　正在实施的措施/ 339

15.5　各种电网存储应用的性能需求/ 346

15.6　问题与解决措施/ 346

15.7　市场和未来趋势/ 351

15.8　附加信息来源/ 352

参考文献/ 353

16　电池设计与寿命预测的计算机模拟/356

16.1　引言/ 356

16.2　文献综述/ 359

16.3　多尺度建模方法的要点/ 365

16.4　仿真/ 368

16.5　结论/ 373

参考文献/ 374



第4篇　基础设施和标准

17  电动道路车辆电池充电系统和基础设施/379

17.1　引言/ 379

17.2　汽车的流动行为和充电设施/ 380

17.3　电池充电系统和基础设施分类/ 384

17.4　电池充电系统和基础设施解决方案的优缺点/ 388

17.5　市场力量与未来趋势/ 393

17.6　更多的信息来源/ 395

参考文献/ 396

18　电动汽车电池及其相关测试标准/399

18.1　引言/ 399

18.2　电动汽车电池标准/ 399

18.3　电动汽车电池测试规程/ 404

18.4　电池测试的未来趋势/ 416

18.5　更多的信息来源/ 418

参考文献/ 420

19　电动汽车许可规定：与可充电储能系统相关的法律法规/422

19.1　引言/ 422

19.2　法律要求的目标/ 422

19.3　RESS 组织的会议来制定M 和N 型电动车要求/ 422

19.4　非正式小组的工作/ 423

19.5　法律规定的内容/ 426

19.6　展望/ 427

20　锂电池的回收再利用/429

20.1　引言/ 429

20.2　电池的回收利用/ 431

20.3　回收技术/ 433

20.4　早期工作/ 436

20.5　最近研究/ 438

20.6　政府法规/ 439

参考文献/ 440



索引/ 442