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出版时间 :
车用锂离子动力电池碰撞安全(精)/节能与新能源汽车关键技术研究丛书
0.00     定价 ¥ 158.00
图书来源: 浙江图书馆(由浙江新华配书)
此书还可采购24本,持证读者免费借回家
  • 配送范围:
    浙江省内
  • ISBN:
    9787568097796
  • 作      者:
    作者:夏勇//周青|责编:熊慧|总主编:欧阳明高
  • 出 版 社 :
    华中科技大学出版社
  • 出版日期:
    2023-06-01
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内容介绍
本书为“节能与新能源汽车关键技术研究丛书”的重要组成部分,集中体现了在科技部中美清洁汽车联盟合作专项(2016YFE0102200)、围家自然科学基金项目“循环老化镡离子动力电池的碰撞安全性研究”(52172405)、“锂离子动力电池碰撞失效机理和表征模拟研究”(51675294)和“动力电池热失控的诱发与扩展机制、模型及抑制方法”(U1564205)支持下取得的研究成果。在车用动力电池系统能量密度提升和结构轻量化的发展趋势下,作为储能与供能的主体,动力电池组和车身结构的集成程度越来越高。在电动汽车碰撞这类极端工况的安全评估与结构设计问题中,动力电池被视为保护对象,需要在适当的变形容限范围内考虑其分摊外来冲击能量的可能性,充分优化碰撞能量吸收的路径。鉴于此,本书从动力电池碰撞安全设计的视角出发,从电池结构大变形力学分析入手,系统介绍了电池组分材料、电池单体、电池模组多个层级的测试和表征方法,详细阐述了机械载荷作用下的动力电池结构力学响应和失效行为特征,深入剖析了大变形破坏情况下的动力电池力、电、热响应的关联性;对应于不同应用层级,全面介绍了动力电池的结构力学仿真建模方法,并围绕动力电池多物理场建模的关键技术进行了细化讨论;结合试验和建模分析,从机理上揭示了若干内外因素对锂离子电池变形响应和失效行为的影响规律;最后,结合新能源车辆的典型碰撞工况和结构轻量化需求,介绍了几种具有代表性的动力电池碰撞防护结构改进设计思路。本书可作为车辆专业研究生和本科生开展电动汽车碰撞安全研究和动力电池系统安全分析的参考资料,也可为新能源汽车设计、安全性能评估和制造以及动力电池研制等相关企业研发工程师的工作提供参考。
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目录
第1章 电动汽车碰撞事故和碰撞安全设计需求
1.1 电动汽车典型碰撞工况分析
1.2 轻量化电池包的碰撞安全设计需求
本章参考文献
第2章 电池多层级机械加载试验方法
2.1 锂离子电池机械加载试验概述
2.2 电池组分材料机械性能试验方法
2.2.1 组分材料的压缩性能测试
2.2.2 组分材料的拉伸性能测试
2.2.3 组分材料的穿孔测试
2.2.4 电极的箔材涂层界面强度测试
2.3 电池单体机械性能试验方法
2.3.1 电池单体准静态机械加载测试
2.3.2 电池单体动态机械加载测试
2.4 电池模组机械性能试验方法
2.5 本章小结
本章参考文献
第3章 电池单体组分材料的力学性能分析和表征
3.1 组分材料基本力学特性概述
3.2 金属集流体的力学行为表征
3.2.1 金属集流体箔材的本构描述
3.2.2 金属集流体箔材力学测试结果与力学行为表征
3.3 活性涂层的力学行为表征
3.3.1 活性涂层孔隙材料的本构描述
3.3.2 活性涂层材料力学测试结果与力学行为表征
3.4 电极集流体箔材-活性涂层界面强度表征
3.5 隔膜材料的力学行为表征
3.5.1 隔膜材料的本构描述
3.5.2 隔膜材料力学测试结果与力学行为表征
3.6 电池单体的封装材料
3.7 本章小结
本章参考文献
第4章 受挤压电池的力学响应和变形失效特征
4.1 单体变形与失效特征
4.1.1 圆柱电池单体的变形与失效特征
4.1.2 软包电池单体的变形与失效特征
4.1.3 方壳电池单体的变形与失效特征
4.2 模组变形与失效特征
4.2.1 软包电池模组
4.2.2 方壳电池模组
4.3 本章小结
本章参考文献
第5章 面向机械载荷工况的电池仿真建模方法
5.1 电池单体建模方法概述
5.2 电池单体的均质化模型
5.2.1 蜂窝材料模型的改进
5.2.2 Deshpande-Fleck模型的改进
5.2.3 电芯均质化模型的电池模组仿真应用
5.3 非均质简化模型
5.4 精细化模型
5.4.1 精细化模型构建
5.4.2 模型计算结果
5.5 基于仿真大数据的碰撞失效预测模型
5.5.1 多工况参数化电池精细模型
5.5.2 电池单体碰撞挤压工况的多参数组合仿真矩阵
5.5.3 电池单体多工况碰撞失效仿真结果分析
5.5.4 基于仿真大数据的电池碰撞失效预测分类模型
5.5.5 基于仿真大数据的电池单体碰撞挤压失效回归模型
5.6 本章小结
本章参考文献
第6章 挤压工况电池单体的力-电-热响应
6.1 不同压头挤压工况的电池单体力-电-热响应
6.1.1 电池单体机械响应与电-热响应的关联性
6.1.2 内短路后电池单体的电-热响应
6.1.3 变形和断裂模式
6.1.4 断裂模式对电池电压和温度变化的影响
6.2 不同挤压方向下的电池单体力-电-热响应
6.2.1 不同挤压方向下的电池单体机械响应特征
6.2.2 不同方向挤压下电池单体内短路和产热特性
6.2.3 不同挤压方向下的电池单体内部失效特征
6.2.4 断裂模式对开路电压和温度场的影响
6.3 机械载荷下电池单体的力-电-热多场仿真框架
6.4 本章小结
本章参考文献
第7章 电池挤压力学响应的荷电状态敏感性
7.1 电池单体力学响应的荷电状态敏感性测试
7.2 组分材料力学性能的荷电状态相关性
7.2.1 高荷电状态的组分材料样品制备和拉伸测试方法
7.2.2 不同SOC电池的组分材料拉伸性能变化和空气暴露效应
7.2.3 高荷电状态的组分材料微观结构特征
7.3 荷电状态相关性的机理分析
7.3.1 两种电池的卷芯挤压试验
7.3.2 外部约束下软包电池的挤压试验
7.4 软包电池自由膨胀和约束反力
7.4.1 无约束软包电池单体的体积膨胀
7.4.2 约束单体反作用力的测量
7.4.3 电池膨胀内应力的解析模型
7.5 电池大变形力学行为的荷电状态影响机理
7.5.1 用于估算组分材料影响的解析模型
7.5.2 用于活性涂层压缩性能分析的离散元模型
7.5.3 考虑膨胀内应力的代表体元模型
7.5.4 考虑膨胀内应力的连续介质涂层模型
7.5.5 荷电状态相关的DPC模型
7.6 本章小结
本章参考文献
第8章 电池碰撞挤压响应的动态效应
8.1 电池单体的动态挤压试验
8.2 电池结构刚度的动态增强效应
8.2.1 样品制备与层叠压缩试验
8.2.2 干、湿状态电池样品层叠压缩试验结果
8.3 电池刚度动态增强的解析模型
8.4 电池结构刚度动态增强效应的仿真研究
8.4.1 基于光滑粒子流体动力学(SPH)的模型
8.4.2 基于孔隙力学的有限元模型
8.5 电池挤压断裂的动态特征分析
8.5.1 基于等效模型的结构失效仿真分析
8.5.2 动态失效机理的试验验证
8.5.3 电池多层结构的断裂次序
8.6 本章小结
本章参考文献
第9章 动力电池碰撞防护结构
9.1 动力电池的
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