燃料电池及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:冶金工业

作者:隋智通

出品人:

页数:285

译者:

出版时间:2004-3

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502434649

丛书系列:

图书标签:

• 燃料电池
• 新能源
• 可再生能源
• 能源技术
• 电化学
• 绿色能源
• 环保技术
• 储能
• 氢能
• 应用技术

《动力之源：新能源汽车的核心解析》 一、 序言：驶向绿色未来的引擎革新 汽车工业的百年发展，在享受其带来的便利与自由的同时，也深刻地面对着石油资源枯竭、环境污染加剧的双重挑战。传统的内燃机汽车，尽管技术成熟，但在可持续发展的大背景下，其局限性日益凸显。全球范围内，对清洁、高效、可持续能源解决方案的需求正以前所未有的速度增长。在这样的时代浪潮下，新能源汽车应运而生，并正以前所未有的姿态重塑着交通运输的未来。而在这场革命性的变革中，有一个核心技术，如同新时代的引擎，驱动着汽车向更绿色、更智能的方向迈进，那就是新能源汽车的动力系统。 《动力之源：新能源汽车的核心解析》一书，旨在深入剖析当前新能源汽车领域最为关键、最具潜力的动力技术。本书并非简单罗列技术名词，而是从动力系统的演变、不同技术路线的原理、优势与劣势，到实际应用中的挑战与前景，进行系统、深入的探讨。我们希望通过本书，为读者，无论是行业内的专业人士，还是对未来交通充满好奇的普通大众，提供一个清晰、全面的视角，理解支撑新能源汽车发展的核心动力“大脑”是如何工作的，又是如何引领我们驶向一个更加清洁、可持续的未来。 二、 电动驱动的黎明：纯电动汽车的崛起与演进 纯电动汽车（BEV）以其零排放、低噪音、高能效的特性，成为新能源汽车领域最受瞩目的技术路线之一。本书将首先回溯电动汽车的早期历史，探讨其从萌芽到复兴的历程，并着重分析当前纯电动汽车的核心构成要素： 电池系统：能量存储的基石 锂离子电池技术： 详细介绍当前主流的锂离子电池化学体系，如钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP）、三元材料（NCM/NCA）等。本书将深入剖析不同材料体系的电化学原理、能量密度、功率密度、循环寿命、安全性能以及成本构成。我们将解析正极、负极、电解液和隔膜等关键材料的最新研发进展，以及固态电池等下一代电池技术的潜在突破。 电池管理系统（BMS）： 揭示BMS在保障电池安全、延长电池寿命、优化电池性能方面不可或缺的作用。本书将详细阐述BMS的充放电控制、温度管理、状态估算（SOC/SOH）、故障诊断与保护等核心功能，并探讨其在智能化、网络化方面的未来发展趋势。 热管理系统： 分析电池在不同工况下的发热机理，以及高效热管理系统（包括液冷、风冷、相变材料等）在维持电池最佳工作温度、防止热失控方面的关键作用。 电驱动系统：动力的心脏与血脉 电机技术： 深入探讨不同类型电机（如永磁同步电机PMSM、交流异步电机ACIM、开关磁阻电机SRM）的工作原理、性能特点、效率曲线以及在电动汽车中的应用选择。本书将关注电机的高功率密度、高效率、宽调速范围以及低成本化等发展方向。 电力电子器件： 详细介绍功率半导体器件（如IGBT、MOSFET、SiC、GaN）在电机控制器、车载充电机（OBC）、DC/DC转换器等核心部件中的应用。本书将分析这些器件的性能参数、损耗机制、散热设计，以及对整个电驱动系统效率和可靠性的影响。 减速器和差速器： 阐述其在匹配电机转速与车轮转速、实现动力传递和驱动桥分配中的作用，并介绍集成化、轻量化等设计趋势。 充电系统：能量补给的动脉 交流慢充与直流快充： 详解不同充电方式的原理、充电速度、接口标准以及对电池寿命的影响。 车载充电机（OBC）与外部充电桩： 分析OBC的功率等级、充电效率，以及充电桩的通信协议、安全认证和网络互联等关键技术。 无线充电技术： 探讨无线充电的技术原理、能量传输效率、安全性以及其在未来场景下的应用前景。 三、 混合动力：燃油与电力的智慧融合 混合动力汽车（HEV）作为过渡技术，在降低油耗和排放方面发挥着重要作用，并且提供了比传统燃油车更优的性能体验。本书将深入解析混合动力系统的不同构型： 串联式混合动力（Series Hybrid）： 详细阐述发动机仅作为发电机供电，由电动机驱动车轮的结构原理。分析其优势（如结构简单，易于实现纯电行驶）与劣势（如能量传递效率有损耗）。 并联式混合动力（Parallel Hybrid）： 深入剖析发动机和电动机可独立或共同驱动车轮的结构。分析其优势（如动力响应快，燃油经济性好）与劣势（如控制系统复杂）。 串并联式混合动力（Series-Parallel Hybrid，即混联式）： 重点介绍其结合串联和并联模式的优点，实现更灵活的动力分配和更高的能量利用效率。本书将详细解析其复杂的动力耦合机构和先进的控制策略。 插电式混合动力（PHEV）： 区别于HEV，PHEV拥有更大的电池组和可外接充电功能，允许更长的纯电续航里程。本书将分析PHEV的电池配置、电驱动系统以及充电需求，探讨其在日常通勤和长途出行中的优势。 本书将重点关注混合动力系统中的能量管理策略，如如何根据驾驶工况、电池状态、导航信息等，智能地分配发动机和电动机的动力输出，实现最佳的燃油经济性和动力性能。 四、 燃料电池汽车：氢能的未来之路 尽管目前尚未大规模普及，但燃料电池汽车（FCEV）以其长续航、快速加氢、零排放的潜力，被认为是新能源汽车的终极解决方案之一。本书将系统介绍燃料电池技术在汽车领域的应用： 燃料电池基本原理： 详细阐述燃料电池的工作机理，特别是目前最主流的质子交换膜燃料电池（PEMFC）。本书将深入解析电化学反应、电解质、电极材料（催化剂、气体扩散层）的作用，以及其发电过程中的能量转化效率。 加氢站基础设施： 分析氢气储存、运输、加注的技术挑战与标准，以及加氢站的建设模式与成本考量。 车载储氢系统： 介绍不同类型的储氢技术（如高压气态储氢、液态储氢、固态储氢）的原理、安全性、能量密度以及在汽车空间内的集成挑战。 燃料电池汽车的系统构成： 详细阐述FCEV中燃料电池堆、储氢罐、电机、电池（辅助电池）、DC/DC转换器、BMS等关键部件的功能与协同工作方式。 氢能经济性与环境效益： 探讨氢能源的生产方式（如绿氢、蓝氢、灰氢），其对减少碳排放的贡献，以及全生命周期内的环境影响。 五、 智能化与网联化：新能源汽车的未来赋能 随着动力技术的不断进步，新能源汽车正朝着更智能化、更网联化的方向发展。本书也将触及以下前沿领域： 动力域的电子电气架构： 分析新能源汽车如何通过集成化的电子电气架构，实现对动力系统、电池、充电等功能的集中管理和优化。 自动驾驶与动力系统的协同： 探讨自动驾驶技术如何与动力系统深度融合，通过预测性控制、能量优化等方式，提升驾驶体验和能源效率。 车联网（V2X）与动力管理： 阐述车联网技术如何为动力系统提供实时交通信息、充电设施信息，从而实现更智能的路线规划和动力策略。 软件定义汽车（SDV）对动力系统的影响： 分析软件更新如何持续优化动力系统的性能、能效和功能，以及OTA（Over-The-Air）升级在动力系统维护与升级中的作用。 六、 结论：驱动未来，绿色同行 《动力之源：新能源汽车的核心解析》一书，力求以严谨的科学态度，结合最新的技术进展和市场动态，为读者呈现一幅新能源汽车动力技术的全景图。我们相信，对这些核心技术的深入理解，是把握未来交通发展趋势的关键。本书的出版，旨在激发更多对新能源汽车领域的研究、创新与应用，共同推动清洁能源交通的伟大进程，为构建一个可持续、绿色的地球贡献力量。

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这本书的行文风格极其**学术化和公式化**。几乎每一页都布满了需要仔细推导的**微分方程和偏微分方程**，用来描述电荷、质量和能量在电池内部的传输过程。对于那些想要快速掌握“如何优化电池设计”的工程师读者而言，这本书提供了最坚实、但也最崎岖的理论路径。我试图寻找一些关于**故障诊断和预测性维护（PdM）**的章节，毕竟在实际运行中，电池性能衰减和潜在故障是工程应用的重中之重。书中仅在末尾简短地提及了**电化学噪声分析**在早期腐蚀检测中的潜力，但并未深入展开具体的**信号处理方法**或**故障特征提取**的工程实践。它对**长期运行可靠性**的讨论也大多停留在材料老化机制的理论预测上，而不是基于长期现场数据的统计分析。因此，对于寻求快速工程解决方案和现场操作指南的读者，这本书的实用性主要体现在**设计理论的指导**上，而非**实际操作手册**的层面。

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在阅读过程中，我注意到这本书在**实验方法学**方面的论述非常专业。它详尽地描述了如何搭建一套**极化曲线测试系统**，如何精确测量**电流密度与过电位**之间的关系，以及如何运用**阻抗谱技术（EIS）**来解耦电池内部的各种电阻和电容元件。对于这些技术细节的披露，显示出作者深厚的实践经验。然而，这种对“如何测”的执着，似乎略微牺牲了对“为什么会这样”的直观解释。例如，在探讨**高温对电解质性能的影响**时，书中给出了大量的数据曲线，清晰展示了电导率随温度的升高而增加，但对于这种**离子迁移率的微观动力学机制**的物理图像描绘得不够立体。我更希望看到一些配图能够更清晰地展示**晶格缺陷**或**离子跳跃路径**的示意图，来辅助理解这些宏观电化学现象背后的微观本质。总体来说，它更偏向于“研究报告的集成”，而非“教学手册的简化”。

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我个人对能源转型的宏观叙事更感兴趣，比如全球各国在**氢能战略**上的布局差异，或者燃料电池在**电网侧调峰**中扮演的未来角色。我希望这本书能提供一个更具**战略高度**的视角，探讨不同类型的燃料电池（如固体氧化物燃料电池SOFC、熔融碳酸盐燃料电池MCFC）在未来能源结构中的**竞争与互补关系**。这本书确实提到了不同电池类型的性能对比，但这种对比更多是基于**热力学效率和工作温度**的参数罗列，而非基于**全生命周期成本（LCOC）和基础设施依赖性**的综合考量。书中对于**氢气的制备、储存和安全输送**这些至关重要的“上下游”问题，几乎没有涉及，这让我感觉这本书的视野被严格地限制在了“电池堆本身”这个核心部件上。它似乎假定读者已经对整个氢能生态系统有了充分的了解，从而将焦点完全集中在了**电化学反应器的内部物理化学过程**上，这对于想了解“燃料电池如何真正改变能源格局”的读者来说，可能略显不足。

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这本书的阅读体验，说实话，更像是在进行一场严谨的学术研讨会，而不是轻松的知识吸收。我原本期待能看到更多关于燃料电池在**电动汽车、固定电源甚至便携设备中实际部署的案例分析**，例如不同工况下的**负载响应特性**、电池系统的**热管理策略**，或者与储能系统集成的**系统级优化**方案。但这本书似乎更侧重于**材料科学和电化学工程的基础层面**。例如，它花了很大篇幅讨论**贵金属催化剂的负载量与活性位点利用率**之间的权衡，以及如何通过**纳米结构设计**来提高催化剂的抗中毒能力。对于这些内容，作者的叙述方式极其冷静和客观，数据和实验结果是其主要的表达方式。我花了很长时间才弄明白“**欧姆极化**”和“**浓差极化**”在不同操作电流密度下的相对贡献差异，这部分内容对我来说有些晦涩，它没有用生动的比喻来软化这些理论障碍，而是直接抛出了复杂的**Tafel方程**变体。总而言之，它是一本理论基石扎实到近乎偏执的著作，应用层面的描绘相对稀疏。

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这本书的封面设计确实吸引人，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的标题“燃料电池及其应用”，让人立刻联想到高科技和清洁能源的未来。我原本是抱着对前沿科技探索的好奇心翻开它的。然而，当我真正沉浸进去之后，才发现我对这领域的理解还停留在非常基础的层面。书中对燃料电池的**工作原理**讲解得极其详尽，从电化学的基础理论到各个组件（如电解质、催化剂、气体扩散层）的微观结构和性能影响，都有深入的剖析。特别是关于**质子交换膜燃料电池（PEMFC）**的章节，作者似乎花费了大量篇幅，详细论述了不同膜材料的**离子电导率**如何影响电池的整体效率，甚至连**三相界面的有效性**都用复杂的数学模型进行了阐述。坦白说，对于一个非专业背景的读者来说，理解这些需要极大的专注力和一定的化学功底。它更像是一本面向专业研究人员或高年级本科生的教科书，而非普及性的读物。它没有过多地涉及那些激动人心的应用案例，而是扎根于那些支撑技术发展的**核心科学问题**，显得格外严谨和“硬核”。

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