“纯电驱动”是我国新能源汽车发展的主要战略取向，车载储能系统是各类电动汽车的核心，对其展开深入系统的研究与探索对于掌握电动汽车核心关键技术、促进我国汽车产业战略化转型具有重要意义。本书重点论述了电动汽车储能系统的相关原理、理论和方法。本书共8章，主要介绍了电动汽车动力系统、电动汽车储能系统、电池管理系统、动力电池组主动均衡控制方法、电动汽车混合储能系统、电流特征对锂离子电池性能的影响、混合储能系统三端口功率变换器设计、混合储能系统的小波功率分流方法。本书可以作为相关领域技术人员的参考书，也可以作为电气工程、车辆工程等相关专业高年级本科生和研究生的参考书。

申永鹏，工学博士。2015年12月毕业于湖南大学控制科学与工程专业。参与并完成国家“863”计划项目1项、国家自然科学基金项目3项，获河南省科技进步二等奖1项、教育部科技进步二等奖1项；在国内外重要期刊发表学术论文10余篇。入选2021年河南省高等学校青年骨干教师培养计划。曾任电气工程师，参与了ZK6100EGAA纯电动客车整车控制系统研发设计。

第1章 电动汽车动力系统概述 001
1.1 电动汽车发展背景及现状 001
1.1.1 电动汽车发展背景 001
1.1.2 电动汽车的定义与分类 006
1.1.3 电动汽车发展现状 008
1.2 新能源汽车结构 018
1.2.1 纯电动汽车 018
1.2.2 插电式混合动力汽车和增程式电动汽车 025
1.2.3 燃料电池汽车 030
1.3 本章小结 034
参考文献 035
第2章 电动汽车储能系统概述 037
2.1 储能装置的分类和工作原理 037
2.1.1 储能装置的分类 037
2.1.2 电池和超级电容器的工作原理 042
2.2 电池和超级电容器的结构 048
2.2.1 电池单体、电池模块、电池包与电池系统 048
2.2.2 超级电容器单体、模组与系统 051
2.3 电池特性 053
2.3.1 电学特性 055
2.3.2 安全特性 064
2.3.3 其他特性 069
2.4 超级电容器特性 072
2.4.1 基本电学特性 072
2.4.2 采用不同电流恒流放电对超级电容器放电能量的影响 077
2.4.3 恒流放电、阶跃电流放电对超级电容器放电能量的影响 079
2.4.4 温度对超级电容器放电能量的影响 081
2.5 本章小结 084
参考文献 084
第3章 电池管理系统 086
3.1 概述 086
3.1.1 动力电池系统是电动汽车的核心部件 086
3.1.2 BMS是动力电池系统的核心零部件 088
3.2 BMS功能 089
3.2.1 单体采集与均衡 089
3.2.2 状态监测 091
3.2.3 电池状态分析 091
3.2.4 安全防护和故障诊断 093
3.2.5 充放电管理 099
3.2.6 信息管理 100
3.3 BMS结构与典型BMS 102
3.3.1 BMS结构 102
3.3.2 典型BMS 104
3.4 BMS充电控制导引 115
3.4.1 交直流充电控制导引电路要求 115
3.4.2 交直流充电控制导引电路硬件设计 118
3.4.3 交流充电控制导引电路控制原理 121
3.4.4 直流充电控制导引电路控制原理 121
3.4.5 交直流充电控制导引电路控制算法 122
3.5 BMS绝缘检测 124
3.5.1 传统电桥法绝缘电阻检测分析 125
3.5.2 不平衡电桥法绝缘电阻检测分析 126
3.5.3 绝缘电阻检测电路硬件设计 131
3.5.4 绝缘电阻检测电路软件设计 132
3.6 本章小结 134
参考文献 134
第4章 动力电池组主动均衡控制方法 136
4.1 动力电池组单体不一致性机理分析 136
4.1.1 动力电池组单体不一致性产生原因 136
4.1.2 动力电池组单体不一致性表现 140
4.2 动力电池组单体不一致性改善方法 142
4.2.1 提高设备精度 143
4.2.2 改善生产工艺 143
4.2.3 采用分选技术 143
4.2.4 采用均衡控制技术 144
4.3 动力电池组均衡控制方法概述 146
4.3.1 动力电池组均衡控制意义 146
4.3.2 动力电池组均衡控制方法 148
4.4 分布式主动均衡控制系统 152
4.4.1 分布式主动均衡控制系统结构 152
4.4.2 分布式主动均衡控制系统工作模式 153
4.4.3 单体SOC估算 157
4.5 分布式主动均衡控制方法 158
4.5.1 放电速率计算 158
4.5.2 充电速率计算 159
4.5.3 充放电模式下的动态均衡控制方法 161
4.5.4 实验验证及分析 164
4.6 本章小结 179
参考文献 180
第5章 电动汽车混合储能系统 184
5.1 混合储能系统发展背景 184
5.2 混合储能系统拓扑结构 185
5.2.1 双向DC/DC变换器 186
5.2.2 被动式拓扑 193
5.2.3 半主动拓扑 193
5.2.4 全主动拓扑 195
5.3 混合储能系统控制策略 196
5.3.1 基于规则的控制策略 196
5.3.2 基于优化的控制策略 201
5.3.3 混合控制策略 204
5.4 本章小结 206
参考文献 207
第6章 电流特征对锂离子电池性能的影响 215
6.1 锂离子电池特性分析 216
6.1.1 锂离子电池外特性 216
6.1.2 4种锂离子电池 217
6.1.3 锂离子电池的性能参数 219
6.2 实验装置及实验流程 220
6.2.1 实验装置 220
6.2.2 恒流、阶跃电流放电对可用能量的影响实验 222
6.2.3 不同倍率恒流放电对可用能量的影响实验 224
6.2.4 平均电流相等的不同周期放电对可用能量的影响实验 227
6.2.5 不同温度放电对可用能量的影响实验 230
6.2.6 恒流、阶跃电流放电对电池温升的影响实验 233
6.3 实验结果分析 236
6.3.1 恒流、阶跃电流放电对可用能量的影响 236
6.3.2 不同倍率恒流放电对可用能量的影响 236
6.3.3 平均电流相等的不同周期放电对可用能量的影响 237
6.3.4 不同温度放电对可用能量的影响 237
6.3.5 恒流、阶跃电流放电对电池温升的影响 238
6.4 本章小结 239
参考文献 239
第7章 混合储能系统三端口功率变换器设计 241
7.1 三端口功率变换器的结构和工作模式 242
7.1.1 结构 242
7.1.2 工作模式 243
7.2 状态空间模型及传递函数 246
7.2.1 导通子电路 246
7.2.2 状态空间模型 247
7.2.3 传递函数 248
7.3 闭环控制系统设计 250
7.3.1 电流闭环控制器设计 250
7.3.2 电压闭环控制器设计 252
7.4 实验过程及结果 255
7.4.1 实验装置 255
7.4.2 模拟HWFET工况实验 256
7.4.3 阶跃负载实验 258
7.4.4 三端口功率变换器效率实验 259
7.5 本章小结 261
参考文献 261
第8章 混合储能系统的小波功率分流方法 241
8.1 系统结构 264
8.2 基于Haar小波变换的功率分流方法 265
8.2.1 Haar小波基本理论 265
8.2.2 Haar小波功率分流方法 270
8.3 实验过程及结果 275
8.3.1 实验装置 275
8.3.2 Haar小波功率分流实验结果 276
8.4 基于Symlets小波变换的混合储能系统能量管理方法 279
8.4.1 Symlets小波及sym3小波功率分流方法 279
8.4.2 实验结果分析 283
8.5 本章小结 286
参考文献 287