“純電驅動”是我國新能源汽車發展的主要戰略取向，車載儲能系統是各類電動汽車的核心，對其展開深入系統的研究與探索對于掌握電動汽車核心關鍵技術、促進我國汽車產業戰略化轉型具有重要意義。本書重點論述了電動汽車儲能系統的相關原理、理論和方法。本書共8章，主要介紹了電動汽車動力系統、電動汽車儲能系統、電池管理系統、動力電池組主動均衡控制方法、電動汽車混合儲能系統、電流特征對鋰離子電池性能的影響、混合儲能系統三端口功率變換器設計、混合儲能系統的小波功率分流方法。本書可以作為相關領域技術人員的參考書，也可以作為電氣工程、車輛工程等相關專業高年級本科生和研究生的參考書。
申永鵬，工學博士。2015年12月畢業于湖南大學控制科學與工程專業。參與并完成國家“863”計劃項目1項、國家自然科學基金項目3項，獲河南省科技進步二等獎1項、教育部科技進步二等獎1項；在國內外重要期刊發表學術論文10余篇。入選2021年河南省高等學校青年骨干教師培養計劃。曾任電氣工程師，參與了ZK6100EGAA純電動客車整車控制系統研發設計。
第1章 電動汽車動力系統概述 001
1.1 電動汽車發展背景及現狀 001
1.1.1 電動汽車發展背景 001
1.1.2 電動汽車的定義與分類 006
1.1.3 電動汽車發展現狀 008
1.2 新能源汽車結構 018
1.2.1 純電動汽車 018
1.2.2 插電式混合動力汽車和增程式電動汽車 025
1.2.3 燃料電池汽車 030
1.3 本章小結 034
參考文獻 035
第2章 電動汽車儲能系統概述 037
2.1 儲能裝置的分類和工作原理 037
2.1.1 儲能裝置的分類 037
2.1.2 電池和超級電容器的工作原理 042
2.2 電池和超級電容器的結構 048
2.2.1 電池單體、電池模塊、電池包與電池系統 048
2.2.2 超級電容器單體、模組與系統 051
2.3 電池特性 053
2.3.1 電學特性 055
2.3.2 安全特性 064
2.3.3 其他特性 069
2.4 超級電容器特性 072
2.4.1 基本電學特性 072
2.4.2 采用不同電流恒流放電對超級電容器放電能量的影響 077
2.4.3 恒流放電、階躍電流放電對超級電容器放電能量的影響 079
2.4.4 溫度對超級電容器放電能量的影響 081
2.5 本章小結 084
參考文獻 084
第3章 電池管理系統 086
3.1 概述 086
3.1.1 動力電池系統是電動汽車的核心部件 086
3.1.2 BMS是動力電池系統的核心零部件 088
3.2 BMS功能 089
3.2.1 單體采集與均衡 089
3.2.2 狀態監測 091
3.2.3 電池狀態分析 091
3.2.4 安全防護和故障診斷 093
3.2.5 充放電管理 099
3.2.6 信息管理 100
3.3 BMS結構與典型BMS 102
3.3.1 BMS結構 102
3.3.2 典型BMS 104
3.4 BMS充電控制導引 115
3.4.1 交直流充電控制導引電路要求 115
3.4.2 交直流充電控制導引電路硬件設計 118
3.4.3 交流充電控制導引電路控制原理 121
3.4.4 直流充電控制導引電路控制原理 121
3.4.5 交直流充電控制導引電路控制算法 122
3.5 BMS絕緣檢測 124
3.5.1 傳統電橋法絕緣電阻檢測分析 125
3.5.2 不平衡電橋法絕緣電阻檢測分析 126
3.5.3 絕緣電阻檢測電路硬件設計 131
3.5.4 絕緣電阻檢測電路軟件設計 132
3.6 本章小結 134
參考文獻 134
第4章 動力電池組主動均衡控制方法 136
4.1 動力電池組單體不一致性機理分析 136
4.1.1 動力電池組單體不一致性產生原因 136
4.1.2 動力電池組單體不一致性表現 140
4.2 動力電池組單體不一致性改善方法 142
4.2.1 提高設備精度 143
4.2.2 改善生產工藝 143
4.2.3 采用分選技術 143
4.2.4 采用均衡控制技術 144
4.3 動力電池組均衡控制方法概述 146
4.3.1 動力電池組均衡控制意義 146
4.3.2 動力電池組均衡控制方法 148
4.4 分布式主動均衡控制系統 152
4.4.1 分布式主動均衡控制系統結構 152
4.4.2 分布式主動均衡控制系統工作模式 153
4.4.3 單體SOC估算 157
4.5 分布式主動均衡控制方法 158
4.5.1 放電速率計算 158
4.5.2 充電速率計算 159
4.5.3 充放電模式下的動態均衡控制方法 161
4.5.4 實驗驗證及分析 164
4.6 本章小結 179
參考文獻 180
第5章 電動汽車混合儲能系統 184
5.1 混合儲能系統發展背景 184
5.2 混合儲能系統拓撲結構 185
5.2.1 雙向DC/DC變換器 186
5.2.2 被動式拓撲 193
5.2.3 半主動拓撲 193
5.2.4 全主動拓撲 195
5.3 混合儲能系統控制策略 196
5.3.1 基于規則的控制策略 196
5.3.2 基于優化的控制策略 201
5.3.3 混合控制策略 204
5.4 本章小結 206
參考文獻 207
第6章 電流特征對鋰離子電池性能的影響 215
6.1 鋰離子電池特性分析 216
6.1.1 鋰離子電池外特性 216
6.1.2 4種鋰離子電池 217
6.1.3 鋰離子電池的性能參數 219
6.2 實驗裝置及實驗流程 220
6.2.1 實驗裝置 220
6.2.2 恒流、階躍電流放電對可用能量的影響實驗 222
6.2.3 不同倍率恒流放電對可用能量的影響實驗 224
6.2.4 平均電流相等的不同周期放電對可用能量的影響實驗 227
6.2.5 不同溫度放電對可用能量的影響實驗 230
6.2.6 恒流、階躍電流放電對電池溫升的影響實驗 233
6.3 實驗結果分析 236
6.3.1 恒流、階躍電流放電對可用能量的影響 236
6.3.2 不同倍率恒流放電對可用能量的影響 236
6.3.3 平均電流相等的不同周期放電對可用能量的影響 237
6.3.4 不同溫度放電對可用能量的影響 237
6.3.5 恒流、階躍電流放電對電池溫升的影響 238
6.4 本章小結 239
參考文獻 239
第7章 混合儲能系統三端口功率變換器設計 241
7.1 三端口功率變換器的結構和工作模式 242
7.1.1 結構 242
7.1.2 工作模式 243
7.2 狀態空間模型及傳遞函數 246
7.2.1 導通子電路 246
7.2.2 狀態空間模型 247
7.2.3 傳遞函數 248
7.3 閉環控制系統設計 250
7.3.1 電流閉環控制器設計 250
7.3.2 電壓閉環控制器設計 252
7.4 實驗過程及結果 255
7.4.1 實驗裝置 255
7.4.2 模擬HWFET工況實驗 256
7.4.3 階躍負載實驗 258
7.4.4 三端口功率變換器效率實驗 259
7.5 本章小結 261
參考文獻 261
第8章 混合儲能系統的小波功率分流方法 241
8.1 系統結構 264
8.2 基于Haar小波變換的功率分流方法 265
8.2.1 Haar小波基本理論 265
8.2.2 Haar小波功率分流方法 270
8.3 實驗過程及結果 275
8.3.1 實驗裝置 275
8.3.2 Haar小波功率分流實驗結果 276
8.4 基于Symlets小波變換的混合儲能系統能量管理方法 279
8.4.1 Symlets小波及sym3小波功率分流方法 279
8.4.2 實驗結果分析 283
8.5 本章小結 286
參考文獻 287
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