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編輯推薦： 由于电化学家、材料学家以及负责电池开发的机电工程师之间缺乏跨学科的沟通，致使电池的发展受到了限制。本书提供了对电池工程多方面深刻的理解。 对系统工程师而言，本书揭开了电化学的神秘面纱； 对电化学家而言，本书介绍了发展电池系统时所必须解决的问题，其中包括如何开发基于模型的设计和如何开发控制平台两个方面； 对分析人员而言，本书能使其快速了解锂离子电池的基础知识及在部署中所面临的挑战。 內容簡介： 锂离子电池因具有高能量密度、长循环寿命、低成本价格、环保无污染等特点，在便携式电子设备、电动汽车、航空航天等领域中成为重要支撑环节，目前已从小容量应用扩展到成组系统应用。 本书内容包括电池类型、电性能、热性能、寿命、安全性、应用、系统设计、结论共8章，既理论又实践地介绍了电池的基本机理、结构、设计以及应用场景，全面地描述了电池的性能、设计方法、仿真及应用，涉及电池多层面实验、不同形式的建模以及实际应用中的相关要求、流程和标准。针对不同应用场景，书中还给出了设计应用实例。 本书的目的是提供锂离子电池领域的基本知识，以期为对该领域有兴趣的技术人员、研究工作者、工程师、学生和其他专业人员提供广泛参考。 目錄： 目录 译者的话 原书前言 第1章电池类型 11铅酸电池 12镍基电池 13钠电池 131钠硫电池 132金属氯化物电池 133挑战与未来工作 14液流电池 141氧化还原液流电池 142混合型液流电池 143挑战和未来工作 15锂离子电池 151锂离子阴极 152锂离子阳极 153锂离子电解质 154锂离子的挑战和未来工作 16锂硫电池 161锂硫阴极 162锂硫阳极 163挑战和未来工作 17金属空气电池 171锌空气电池 172锂空气电池 173挑战和未来工作 18新兴化学 181钠离子电池 182液态金属电池 第2章电性能 21电池内部热力学 22锂电池单体组成 23充放电电压特性 24电池等效电路 25电池的电化学模型 251电极内电荷通过电子传递 252离子在电解质中的电荷输运 253电极和电解质之间的电荷转移 254离子分布 26锂离子电池的电气特性 261容量测量 262功率测量 263成分表征 参考文献 目录 大规模锂电池储能系统设计分析 第3章热性能 31电池的产热 311焦耳热的产热 312电极反应的产热 313熵变产热 32热参数的实验测量 321电池等温量热仪 322IBC的基本操作 323IBC的典型应用 33差示扫描量热仪 331差示扫描量热仪和电池 34红外成像 341热能的来源 342校准和误差 343成像电池系统 35热管理系统的理想特性 351设计电池热管理系统 352优化 36结论 参考文献 第4章电池寿命 41概述 411物理学 412日历寿命与循环寿命 413性能衰减区域 414寿命终止 415将电池寿命预测扩展到电池组 416电化学电池中的衰减机制 417锂离子电池常见的衰减机制 42建模 421基于物理的模型 422半经验模型 43测试 431筛选基准测试 432实验设计 433RPT 434其他诊断测试 参考文献 第5章电池安全性 51安全影响因素 511电故障 512热故障 513电化学故障 514机械故障 515化学故障 52安全性模型探究 521局部故障的挑战 522多单元电池模块中保护装置的有效性 523机械考量因素 524压力累积 525设计短路保护电路 53安全性评估 531反应热的测量：加速量热仪 532无源元件的热机械特性 533单体电池级测试 参考文献 第6章应用 61电池相关要求 611电气要求 612热要求 613机械要求 614安全滥用要求 62汽车应用场景 621驾驶循环 622SLI电池 623启停（微）混合动力车 624助力混合动力车 625插电式混合动力车 626电池电动汽车 63电网应用场景 631需量电费管理和不间断电源 632区域调节和输配电设备升级延期 633社区储能 634其他并网应用 参考文献 第7章系统设计 71电气设计 711功率能量比 712串并联拓扑 713系统均衡 72热设计 73机械设计 74电子控制 741电池管理的作用 742BMS硬件 743电池均衡 744状态估算 745电池参考模型 746状态估计 747电流功率限值计算 75设计流程 76设计标准 77案例研究1：车用电池设计 771寿命预测模型 772根据电池老化数据拟合寿命参数 773车用电池温度预测 774控制与寿命的权衡 78案例研究2：大型公共事业客户的用户侧调峰 781终端用户的需求和约束 782终端用户负荷曲线与费率结构 783基线 784增加冷却量 785降低目标SOC 786降低最高SOC 79系统规范 参考文献 第8章结论 內容試閱： 原书前言 由于电化学家、材料学家以及负责电池开发的机电工程师之间缺乏跨学科的沟通，致使电池的发展受到了限制。直到最近，不论是作为手机、笔记本电脑的独立电池还是作为电动工具和其他消费电子产品中的微型电池模块，锂离子电池在小型系统中都得到了广泛应用。在过去十年中，电池市场显著扩大，其中包括所含容量是传统小型电池数千倍的应用。电网和汽车应用仅仅是其中两个主要方面，它们将推动储能向更远的未来发展。 本书作为介绍性书籍，提供了对电池工程多方面深刻的理解。对系统工程师而言，本书揭开了电化学的神秘面纱；对电化学家而言，本书介绍了发展电池系统时所必须解决的问题，其中包括如何开发基于模型的设计和如何开发控制平台两个方面；对分析人员而言，本书能使其快速了解锂离子电池的基础知识及在部署中所面临的挑战。 本书介绍了不同类型的电池以及锂离子电池的适用范围；电化学的基本原理，讲述了选择制造锂离子电池材料时必须遵守的标准以及相关约束条件；锂离子电池的热管理系统的设计，从单节电池中的发热到多节电池模块中的冷却通道的设计；详细介绍了电池寿命预测方法的研究现状；将成熟的电池系统发展到更大规模时所面临的安全挑战；概述了锂离子电池广泛的应用，并列举了具体的工程实例，例如在汽车应用中的大容量锂离子电池的技术经济评估和电网存储应用的系统设计。 本书适合不同教育背景的读者，能够使其在几周时间内快速了解电池工程，并在工作过程中不再把电池当作一个黑匣子来处理。本书每一章都是基于作者在本学科中积累的多年研究经验，以一种实践的方法提供相关的内容、必要的理论背景、实验工具和实例。本书介绍了一些预测电池寿命的新方法及其在设计优化、保修评估、系统控制及其他分析中的实际应用。关于电池安全的章节特别强调了大容量电池的设计。有关热管理及其应用的章节则提供了详细的案例，以便读者掌握设计计算。本书包含了对汽车电池和电网储能在系统级分析的详细实例研究，使读者能够对各种实际应用进行技术经济分析。希望读者能够像我们最初研究这个课题时一样享受对它的概括性介绍以及测试中的细微差别和实际的案例研究。 对于在美国国家可再生能源实验室（NREL）进行的相关工作，我们要感谢美国能源部能源效率和可再生能源（EERE）部门的车辆技术办公室提供的支持。特别感谢我们的项目经理David Howell、Tien Duong和Brian Cunningham。在过去三十年中，NREL的管理层,特别是Barb Goodman不断的支持和我们的前实验室项目经理Terry Penney不断的鼓励是完成诸多项目的关键因素。我们要感谢美国先进电池联盟（USABC技术咨询委员会的成员和与我们一起工作的诸多储能开发人员，他们提供了电池样品，分享了技术见解和行业需求。要感激的同事们（现在和以前的）有：Marissa Rusnek、Jeff Gonder、Tony Markel、Aaron Brooker、Mike Simpson、Rob Farrington、Mark Mihalic、John Ireland、Dirk Long、Jon Cosgrove、Myungsoo Jun、Aron Saxon、Ying Shi、Eric Wood和Chuanbo Yang这名单很长，我们感激不尽。团队不遗余力的支持在很大程度上使我们紧密团结在一起。在这本书的编写过程中，我们的家人、老师、导师和朋友给予我们的支持是一份真挚的礼物，我们万分感谢。 最后也是最重要的，我们要感谢家人的支持：Matthew将这本书献给他亲爱的妻子Liz，她的支持和帮助让他发挥得更好。GiHeon感激Sivan、Soyan和Soyi的支持。Ahmad把这本书题献给他的妻子Nahid。Jeremy把这本书献给他贤惠的妻子Anne，正是因为她不懈的坚持和始终如一的耐心使这项工作的完成成为可能。Kandler将这本书献给他的妻子Jessica以及他的父母和孩子，感谢他们对电池工程师的爱与支持。Shriram感谢Priya在整个过程中对他的帮助，也感谢父母的无限鼓励。没有你们所有人的支持，本书是不可能完成的！ 译者的话 近年来，在世界各国政府大力支持下，以锂离子电池为首的电化学电池技术受电力储能、电动汽车等新型应用需求的带动，市场规模以可观的增长率逐步提高，锂离子电池的制造安全性及成组应用设计受到越来越多的关注。因此，研究锂离子电池的电热性能、安全性影响、不同场景下系统设计的解决方案以及相关标准规范具有重要意义。 本书立足于锂离子电池制造与系统设计的关键环节，对电池的原理、电气特性、热管理、安全性等进行深入解析，为电池管理系统的优化设计提供思路。建立了电池寿命的衰减模型，并进行了测试实验，研究了锂离子电池的安全性影响因素及评估技术。介绍了不同场景下的系统设计案例，为锂离子电池的设计与应用提供了丰富、系统的电池工程科学技术知识，希望能为探究电池原理、推动锂离子电池的产业发展提供建议。译者深信，本书将对锂离子电池相关领域的商品化开发具有重要的实用价值。 本书的公式表达、图形及文字符号均遵照原书，未有修改。 因译者水平有限，译文难免存在错误与不妥之处，欢迎广大读者不吝指正。

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