電動汽車是未來汽車的發(fā)展趨勢。本書系統(tǒng)介紹了電動汽車整體設(shè)計、三電系統(tǒng)設(shè)計、電動汽車底盤與車身設(shè)計等內(nèi)容。電動汽車整體設(shè)計部分從設(shè)計總體框架、設(shè)計任務(wù)書編制、詳細設(shè)計階段、制造工藝和全過程成本控制等方面展開敘述；三電系統(tǒng)設(shè)計部分從電驅(qū)動系統(tǒng)、動力電池與高壓電氣系統(tǒng)展開敘述；電動汽車底盤設(shè)計部分包括懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、汽車制動系統(tǒng)以及線控底盤設(shè)計等部分，并詳細介紹了電動汽車底盤性能開發(fā)；電動汽車車身設(shè)計部分則從車身結(jié)構(gòu)設(shè)計開始，結(jié)合輕量化設(shè)計和碰撞安全性設(shè)計展開敘述。每章內(nèi)容由本章導(dǎo)學(xué)和學(xué)習(xí)目標引入，各部分附有習(xí)題，并選取企業(yè)真實案例作為拓展閱讀。
本書可作為高等院校車輛工程相關(guān)專業(yè)的教材或參考書，也可供電動汽車設(shè)計開發(fā)相關(guān)人員學(xué)習(xí)參考。
1.響應(yīng)時代與國家戰(zhàn)略需求：契合新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革趨勢，順應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)向新能源、智能化轉(zhuǎn)型方向。緊密對接《中國制造2025》對節(jié)能與新能源汽車的重點發(fā)展戰(zhàn)略，滿足國家對新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)需求，為我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供知識支持與人才儲備指引。
2. 專業(yè)團隊聯(lián)合打造：由湖南大學(xué)一線資深學(xué)者與廣州汽車集團股份有限公司設(shè)計生產(chǎn)一線資深工程師共同編寫。融合學(xué)術(shù)理論深度與企業(yè)實踐前沿性，確保知識體系既具系統(tǒng)性，又緊密貼合生產(chǎn)實際，讓讀者學(xué)到的知識能直接應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)實踐。
3. 內(nèi)容全面且體系完整：作為新工科·智能電動車輛卓越工程師培養(yǎng)系列教材之一，與系列其他書籍共同涵蓋智能新能源汽車設(shè)計、控制、制造與系統(tǒng)工程多方面。本書聚焦電動汽車設(shè)計與制造，全方位覆蓋電動汽車整體、三電系統(tǒng)、底盤與車身設(shè)計，從設(shè)計框架、任務(wù)書編制到制造工藝、成本控制，以及各系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建完整知識體系，讓學(xué)生全面掌握電動汽車開發(fā)知識。
4. 理論與實踐深度融合：不僅闡述電動汽車設(shè)計與制造基礎(chǔ)理論，還引入企業(yè)真實設(shè)計案例。通過實際案例分析，讓學(xué)生熟悉并掌握電動汽車開發(fā)主要工藝和設(shè)計方法，解決高校新能源汽車課程理論與實踐脫節(jié)問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力 ，使其更符合企業(yè)對人才的實際需求。
5. 緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢：及時反映全球汽車電動化進程，展現(xiàn)行業(yè)新動態(tài)。教材知識體系契合產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展，將制造一線應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝融入其中，保證內(nèi)容時效性和實用性，使讀者所學(xué)知識與行業(yè)前沿同步。
《中國制造2025》提出將節(jié)能與新能源汽車作為重點發(fā)展領(lǐng)域，明確了繼續(xù)支持電動汽車、燃料電池汽車發(fā)展，掌握汽車低碳化、信息化、智能化核心技術(shù)，提升動力電池、驅(qū)動電機、高效內(nèi)燃機、先進變速器、輕量化材料、智能控制等核心技術(shù)的工程化和產(chǎn)業(yè)化能力，形成從關(guān)鍵零部件到整車的完整工業(yè)體系和創(chuàng)新體系，推動自主品牌節(jié)能與新能源汽車同國際先進水平接軌的發(fā)展戰(zhàn)略，為我國節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。
電動化領(lǐng)域，在各國政府的積極推動和主要汽車制造商的努力下，基于動力電池技術(shù)進步和成本降低，全球汽車電動化進程不斷加快。據(jù)國際能源機構(gòu)預(yù)測，到2030年電動汽車將占世界汽車銷量的30%。2023年，我國新能源汽車產(chǎn)銷量分別為958.7萬輛和949.5萬輛，連續(xù)9年保持全球第一。從新能源汽車行業(yè)產(chǎn)銷量結(jié)構(gòu)來看，純電動汽車仍占據(jù)市場主流地位。2023年我國純電動汽車產(chǎn)量達670.4萬輛，銷量達668.5萬輛，在新能源汽車產(chǎn)銷量中占比超六成。
發(fā)展電動汽車是我國的重要國策，隨著我國電動汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，需要大量的產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才提供支持，而目前中高端人才市場存在著巨大的缺口。對于高校來說，車輛工程專業(yè)的主要培養(yǎng)目標是為產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)亟需的技術(shù)人才，而目前從整個課程體系來說，涉及新能源汽車的相關(guān)課程仍不夠完善。因此，亟需系統(tǒng)性介紹新能源汽車的教材，并能夠與產(chǎn)業(yè)深度結(jié)合，同時具備較好的理論性和工程實用性。
本書結(jié)合編者及其教學(xué)科研團隊十余年來的科研與實踐工作經(jīng)驗，立足電動汽車設(shè)計與制造的基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用，與廣州汽車集團股份有限公司等企業(yè)深度合作，旨在為學(xué)生打造一個完整的電動汽車設(shè)計體系框架，并由企業(yè)提供真實的設(shè)計案例，讓學(xué)生熟悉并掌握電動汽車開發(fā)的主要工藝和設(shè)計方法。
感謝廣汽乘用車技術(shù)中心領(lǐng)導(dǎo)和工程師們對本書編寫相關(guān)工作的大力支持，同時感謝蔣平先生、黃江教授、任立海教授、王方教授和徐磊先生等兄弟院校和企業(yè)界同仁對本書提出的建設(shè)性意見。
由于編者水平和條件有限，書中難免有不妥和錯漏之處，懇請批評指正！
編 者
李凡，湖南大學(xué)機械與運載工程學(xué)院副教授，博士研究生導(dǎo)師。主要研究方向為汽車主被動安全與智能化，與多家汽車與零部件企業(yè)開展技術(shù)合作，成果廣泛應(yīng)用與汽車整車相關(guān)領(lǐng)域。汽車安全技術(shù)領(lǐng)域，牽頭攻克了手機檢測汽車碰撞技術(shù)，牽頭建立了兩項汽車安全測試行業(yè)標準規(guī)程，建立了一個碰撞事故云端自動分析數(shù)據(jù)系統(tǒng)，將被動安全技術(shù)應(yīng)用與飛行員保護完成了多項艦載機飛行員脊椎防護研究和艦載機裝備優(yōu)化設(shè)計；智能化領(lǐng)域，將智能與傳統(tǒng)技術(shù)結(jié)合，攻克了汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)智能化標定技術(shù)，實現(xiàn)了分布式驅(qū)動及轉(zhuǎn)向底盤系統(tǒng)的自動駕駛功能，運用V2X技術(shù)實現(xiàn)了智能頭盔碰撞預(yù)防，建立了基于工業(yè)視覺機器人的軍用航空發(fā)動機零件分類產(chǎn)線平臺。
叢書序
前言
第1部分 電動汽車整體設(shè)計
第1章 設(shè)計總體框架2
1.1?電動汽車開發(fā)一般流程2
1.1.1 新車型的開發(fā)類型2
1.1.2 電動汽車開發(fā)流程3
1.2?新車型開發(fā)的主要部門與任務(wù)解析9
1.2.1 新車型開發(fā)涉及的主要部門9
1.2.2 各設(shè)計部門的輸入、輸出與銜接10
第2章 前期階段（設(shè)計任務(wù)書編制）12
2.1?設(shè)計任務(wù)書編制13
2.1.1 車型分類14
2.1.2 市場定位14
2.1.3 標桿車型分析（Benchmark）15
2.2?法規(guī)與汽車設(shè)計16
2.2.1 法規(guī)在設(shè)計中的角色16
2.2.2 公告目錄與召回17
2.3?主要設(shè)計參數(shù)選取與匹配計算18
2.3.1 電驅(qū)動系統(tǒng)布置形式選擇18
2.3.2 整車尺寸與質(zhì)量參數(shù)選取與計算19
第3章 詳細設(shè)計階段28
3.1?整車總布置29
3.1.1 平臺化開發(fā)29
3.1.2 電動汽車整車坐標系30
3.1.3 底盤總布置30
3.1.4 車身總布置33
3.1.5 總布置圖繪制36
3.1.6 動態(tài)校核37
3.2?整車性能開發(fā)38
3.2.1 集成的意義38
3.2.2 性能開發(fā)主要方法和工具39
3.3?整車功能開發(fā)43
3.3.1 功能的定義44
3.3.2 整車功能清單44
3.3.3 整車功能的實現(xiàn)45
3.3.4 功能安全、預(yù)期功能安全與信息安全46
第4章 制造工藝和全過程成本控制50
4.1?電動汽車制造工藝50
4.1.1 沖壓工藝50
4.1.2 焊裝工藝51
4.1.3 涂裝工藝52
4.1.4 總裝工藝53
4.1.5 動力電池制造工藝53
4.1.6 驅(qū)動電機制造工藝54
4.1.7 電控系統(tǒng)制造工藝54
4.1.8 車身壓鑄工藝55
4.1.9 尺寸工程56
4.1.10 制造數(shù)字化56
4.2?全過程成本控制58
4.2.1 成本的定義58
4.2.2 成本的分類58
4.2.3 成本管理在汽車設(shè)計中的重要性59
4.2.4 全過程成本管理60
4.2.5 技術(shù)降本的主要手段63
習(xí)題66
拓展閱讀66
第2部分 三電系統(tǒng)設(shè)計
第5章 電驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計70
5.1?基本設(shè)計要求與思路70
5.1.1 電驅(qū)動系統(tǒng)基本設(shè)計要求與思路70
5.1.2 動力系統(tǒng)布置形式選取71
5.1.3 驅(qū)動電機關(guān)鍵參數(shù)匹配計算73
5.2?整車控制系統(tǒng)設(shè)計83
5.2.1 整車控制系統(tǒng)的主要功能83
5.2.2 整車控制系統(tǒng)的開發(fā)流程84
5.2.3 VCU主要功能模塊設(shè)計85
第6章 動力電池與高壓電氣系統(tǒng)設(shè)計98
6.1?基本設(shè)計要求與思路98
6.1.1 動力電池系統(tǒng)設(shè)計的要求和基本準則98
6.1.2 動力電池系統(tǒng)的設(shè)計思路和開發(fā)流程99
6.2?單體電池設(shè)計與選型100
6.2.1 單體電池的結(jié)構(gòu)與工作原理100
6.2.2 單體電池的設(shè)計與選型106
6.3?動力電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計110
6.3.1 電池模組結(jié)構(gòu)設(shè)計111
6.3.2 電箱結(jié)構(gòu)設(shè)計113
6.3.3 安全防護設(shè)計116
6.3.4 電池包內(nèi)部電氣系統(tǒng)設(shè)計120
6.4?電池管理系統(tǒng)設(shè)計125
6.4.1 電池狀態(tài)監(jiān)測127
6.4.2 電池狀態(tài)估計128
6.4.3 電池安全保護133
6.4.4 電池充放電控制與能量管理133
習(xí)題135
第3部分 電動汽車底盤設(shè)計
第7章 電動汽車底盤的性能指標設(shè)計要求概述138
7.1?電動汽車操縱穩(wěn)定性138
7.1.1 質(zhì)心側(cè)偏角139
7.1.2 車輛直接橫擺力矩控制（DYC）系統(tǒng)139
7.2?電動汽車平順性140
7.3?電動汽車主動安全性141
7.4?電動汽車結(jié)構(gòu)可靠性143
第8章 懸架系統(tǒng)設(shè)計144
8.1?懸架系統(tǒng)設(shè)計基本要求與思路144
8.2?電動汽車懸架選型145
8.2.1 懸架的分類145
8.2.2 懸架的類型147
8.2.3 前懸選型與設(shè)計147
8.2.4 后懸選型與設(shè)計149
8.3?電動汽車懸架的主要零部件設(shè)計150
第9章 電動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計155
9.1?電動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計要求155
9.2?電動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)選型157
9.2.1 阿克曼轉(zhuǎn)向系設(shè)計157
9.2.2 差速轉(zhuǎn)向設(shè)計159
9.2.3 四輪獨立轉(zhuǎn)向設(shè)計159
9.3?電動汽車轉(zhuǎn)向的主要零部件設(shè)計161
第10章 電動汽車制動系統(tǒng)設(shè)計164
10.1?電動汽車制動系統(tǒng)164
10.1.1 再生制動系統(tǒng)的主要影響因素164
10.1.2 電動汽車制動系統(tǒng)的設(shè)計要求165
10.2?電動汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式166
10.2.1 摩擦制動系統(tǒng)166
10.2.2 再生制動系統(tǒng)168
10.2.3 復(fù)合制動系統(tǒng)168
10.3?電動汽車制動系統(tǒng)的主要零部件設(shè)計169
10.3.1 卡鉗和制動盤設(shè)計169
10.3.2 制動液壓系統(tǒng)169
10.3.3 駐車制動系統(tǒng)設(shè)計170
10.3.4 主動安全系統(tǒng)172
第11章 線控底盤設(shè)計174
11.1?線控底盤構(gòu)成和設(shè)計要求174
11.1.1 線控底盤構(gòu)成174
11.1.2 線控底盤系統(tǒng)特點和設(shè)計要求177
11.2?線控制動系統(tǒng)設(shè)計178
11.2.1 線控制動系統(tǒng)概述178
11.2.2 線控制動系統(tǒng)組成178
11.2.3 線控制動系統(tǒng)設(shè)計流程182
11.3?線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計185
11.3.1 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)概述185
11.3.2 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組成185
11.3.3 線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計188
11.4?滑板底盤的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用189
11.4.1 滑板底盤概述189
11.4.2 滑板底盤的特點及組成190
11.4.3 滑板底盤的應(yīng)用192
11.5?其他智能輔助駕駛192
第12章 電動汽車底盤性能開發(fā)196
12.1?底盤性能開發(fā)流程196
12.2?主客觀評價方式197
12.2.1 客觀評價體系197
12.2.2 主觀評價體系197
12.3?電動汽車操縱穩(wěn)定性設(shè)計198
12.3.1 穩(wěn)態(tài)特性199
12.3.2 瞬態(tài)特性200
12.3.3 工程實例：某A0級乘用車整車操縱性能試驗201
12.4?電動汽車舒適性開發(fā)204
12.4.1 典型路面激
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