第一章：章大纲

第2章将简要介绍汽车电气化、现代电池的演变和电力基础设施的发展，讨论它们的起源和今天的发展，因为这可能会让我们了解这项技术未来的发展方向。这一章将为读者提供基本的背景知识，了解汽车行业是如何形成的，以及它在一百多年的发展中所面临的挑战，以努力了解汽车行业是如何发展到今天的。

第3章将开始介绍锂离子电池和车辆电气化的术语和基本概念。人们进入一个新行业时面临的最大挑战之一是缺乏对用于描述产品不同部分的行话、术语和短语的理解。除了了解这个行业中使用的术语外，还将用简单的术语描述电气化的基本形式，并确定其关键组件。

在第4章中，我们将开始描述为应用选择和确定电池尺寸的过程。这将包括提供一些简单的公式，可以用来帮助确定电池系统的容量，功率和电压。本章试图用基于欧姆定律的基本计算来清楚地描述“如何”开发电池组概念。

第5章和第6章旨在为工程设计过程提供支持性讨论。第5章回顾了可靠性设计和服务设计的主题。由于锂离子电池在市场上相对较新，因此在可靠性和服务方面需要额外的关注。在大多数情况下，锂离子电池实际上并没有在市场上使用，只要它们被保证。由于提供给消费者的许多电池的保修期比车辆其他部件的保修期长得多，在工程设计过程中需要考虑什么来确保电池满足这些目标？因此，在先进的电池解决方案中，了解影响长期质量和可靠性的因素非常重要。第6章在此基础上讨论了可供使用的计算机辅助设计和分析程序和软件。目前市场上很少有专门为电池设计人员设计的软件产品。但是，有一些软件包可以用来评估电池的热性能或机械性能。

第7章将回顾目前市场上可用的各种电池芯技术。这将包括化学从铅酸到镍金属氢化物和钠基化学以及所有的锂离子电池的基本形式，并讨论它们之间的区别。虽然重点将放在锂离子电池上，但本章将提供一个简短的回顾关于这些其他化学物质及其在车辆电气化中的适用性。本章还将讨论锂离子电池选择的标准和可用的电池品种。

第8章将开始研究电池的控制电子方面。什么是BMS，它做什么？没有BMS电池系统能正常工作吗？BMS的主要组成部分是什么？它们是如何与电池和车辆系统相互作用的？有哪些不同类型的BMS系统，哪一种最适合我的应用？这是第8章将要讨论的问题类型。

第9章将分解使电池组运行并使其安全所需的其他电子元件。什么是接触器和预充接触器？什么是服务断开，为什么需要一个？我们将讨论高压和低压电气系统。

第10章将回顾电池组的热管理。如何选择合适的系统？做这个决定需要哪些标准？对于不同地区和应用的各类电池，哪种类型的热管理系统最有效？液体管理系统在什么情况下比强制气基系统更好？

第11章将回顾围绕电池系统的包装、材料选择、机械和结构部件的主题。在本章中，我们将研究电池周围结构完整性的需求以及如何实现它。

第12章将讨论电池滥用容忍度，包括锂离子电池可以工作的一般工作温度和生存温度范围。本章还将包括对滥用，表征和认证测试的讨论。我们将特别回顾联合国（UN）和美国保险商实验室（UL）针对锂离子电池的一些认证测试。

在第13章中，我们将回顾全球正在制定的日益增长的工业标准，从SAE到IEEE到IEC和UN航运要求，以及它们如何影响现代电池的设计。本章将包括自愿性标准、强制性标准，以及研发和贸易组织。

第14章将回顾锂离子电池的二次寿命、再制造、修复和回收的概念。这部分行业正处于形成的早期阶段，因此对于合适的公司来说，发展强大的市场地位已经成熟。如今，铅酸电池的回收率高得惊人，在美国和欧洲的大部分地区都超过了98%。为了使锂离子电池达到同样的回收水平，需要什么样的基础设施？而二次电池的价值又在哪里？初期的成本会降到足够低，让二次生命成为不可能的事情吗？或者锂离子电池的成本会以足够慢的速度下降，使二次电池成为可行的解决方案吗？

第15章将更深入地研究电池动力可以提供显著好处的应用类型，从自行车到汽车再到固定式、船舶和工业应用。可以改进或过渡到锂离子的潜在应用数量几乎是不可估量的。任何高油耗或高排放的应用都可能从添加电气化组件中受益。

最后，第16章将总结一些关键点，更重要的是讨论锂离子电池在运输和储能市场的未来。未来可能改变市场的有前途的技术和化学物质有哪些？又有哪些趋势让我们更接近电动化的未来？