第3章

汽車設計構造

3.1初探汽車設計傳統汽車設計的特點3.1.1新能源汽車的設計思路6.1.13.1.23.1.1傳統汽車設計的特點1．比例協調比例是汽車設計的基礎。車身長度、寬度、高度以及軸距等參數的合理搭配，能夠營造出一種穩定、大氣的視覺效果。例如，經典的跑車通常具有較長的車頭和較短的車尾，這種比例能夠凸顯其運動性能；而豪華轎車則往往擁有更加修長的車身和寬敞的內部空間，展現出高貴與優雅。3.1.1傳統汽車設計的特點2．線條流暢流暢的線條是汽車設計的重要特征之一。線條可以分為曲線和直線，它們共同構成了汽車的外形輪廓。曲線能夠賦予汽車柔和、優雅的氣質，如一些豪華轎車的車身線條就充滿了流暢的曲線美；直線則給人以簡潔、硬朗的感覺，許多運動型汽車和SUV常常運用直線來強調其力量感。無論是曲線還是直線，都需要流暢自然，避免出現生硬的轉折和突兀的棱角。3.1.1傳統汽車設計的特點3．細節精致汽車設計往往在細節處下足功夫，從車燈的造型到輪轂的設計，從進氣格柵的紋理到車身的鍍鉻裝飾，每一個細節都精心雕琢。例如，一些高端汽車品牌會采用獨特的車燈設計，如LED燈帶、矩陣式大燈等，不僅提升了照明效果，還增加了車輛的辨識度；輪轂的造型也多種多樣，有的采用復雜的多輻式設計，有的則簡潔大方，不同的輪轂設計能夠為汽車帶來不同的風格。3.1.1傳統汽車設計的特點4．色彩搭配合理色彩是汽車設計中最直觀的元素之一，應選擇適合車型定位和目標用戶群體的色彩搭配。合理的色彩搭配能夠讓汽車更加引人注目，同時也能傳達出不同的情感和個性。一般來說，汽車的色彩可以分為主色調和輔助色調，主色調通常是車身的大面積顏色，輔助色調則用于裝飾和點綴。通常，運動型汽車多采用鮮艷的色彩來突出其活力和激情，而豪華轎車則多采用穩重的深色系來彰顯其高貴與典雅。3.1.2新能源汽車的設計思路1．新能源車早期的設計思路新能源車的研發理念與燃油車存在很大的區別，由此也影響了設計理念。新能源車有一些共同的設計特點，比如車身形式偏愛SUV或者單廂車、車身尺寸明顯大于同級燃油車、偏愛使用大尺寸輪圈、四輪四角等設計。這是因為補能效率低下帶來的續航問題使得新能源車制造商更傾向于在自己的產品上安裝更多的電池。但是由于現階段電池的能量密度表現還不盡如人意，所以電池包存在大體積和高重量的弊端。在新能源車發展初期，由于多采用燃油車平臺進行改造，電池包的發展也處于不規范的局面，車企只能在現有平臺上見縫插針地布置動力電池。3.1.2新能源汽車的設計思路有限且不規則的空間使得車企很難為“油改電”的新能源車布置大容量的電池組，為了解決這一問題，提升車輛續航，設計師們想到了將電池包布置在車底，如圖所示。3.1.2新能源汽車的設計思路這種方式對于設計造成的直接影響就是，由于電池包的存在侵害了底盤空間，降低了車輛離地間隙。為了不影響車內空間和行駛性能，設計師需要通過壓縮車內空間，提升懸架高度來抵消電池包產生的負面影響。于是，早期的新能源車都好像是踩高蹺的燃油車，其大體設計思路與燃油車沒有明顯區別，但為了讓車輛整體滿足設計要求，設計師選擇要么讓車底電池包直接暴露在外，要么就用很不協調的飾板來對其進行遮擋。3.1.2新能源汽車的設計思路2．新一代新能源車的設計思路造車新勢力們入局之后，新能源車的設計思路發生了變化。首先，就是新勢力的產品幾乎不約而同地選擇SUV車型作為首發，這是因為SUV車型先天就具有高車身和高離地間隙的特點，在底盤上布置了電池包之后對于車內空間的侵占和行駛性能的影響相對較小。純電平臺的出現和電池模組在結構上的升級使得新一代的新能源車可以在底盤上布置更輕薄的電池包，對于車頂和底盤空間的侵占進一步減小。但同樣受制于電池能量密度的影響，它們仍然達不到燃油車的設計要求。3.1.2新能源汽車的設計思路另外，為了與燃油車進行區隔，新能源車也采用了很多不一樣的設計理念。由于電動機不再依靠復雜的機械結構進行傳動，大部分新能源車也不需要變速箱，因此設計師對于動力總成的布局有了更自由的選擇。四輪四角的設計就是將電機布置在前后軸上所產生的結果。之所以要這么做也是為了盡可能地充分利用車輛軸距，給車內乘員提供更大的乘坐空間。3.1.2新能源汽車的設計思路很多新能源車在電動機和電池組的部分都采用了主動式散熱方式，因此在燃油車上意義重大的車頭進氣格柵就顯得沒那么重要了。特斯拉率先取消了這一設計，但由于其整體設計仍然具備濃厚的燃油車色彩，單純讓進氣格柵消失之后，其前臉留白部分看上去還是極不協調，如圖所示。3.1.2新能源汽車的設計思路新勢力們則想到了解決方案，為了讓車頭看上去不是那么奇怪，它們在燈組上做起了文章，但貫穿式的LED日行燈大面積出現還是讓這類車型在設計上趨同，缺乏個性，如圖所示。3.1.2新能源汽車的設計思路在造車新勢力們把目光轉向轎車時，又有一些設計元素集中出現了，首當其沖的就是全景天幕，如圖所示。這種配置以往在燃油車上幾乎只有豪華品牌的高配車型才會采用，但在新勢力這邊幾乎成為標配。3.1.2新能源汽車的設計思路全景天幕出現在新能源車上也跟電池包有關。轎車由于其車身形式的原因，車內縱向空間明顯不如SUV，在SUV車型上表現不明顯的問題到了轎車上就變得有些棘手了。有些廠商的解決方案是全方位地加大車身，使其產品從比例上看基本協調，但放在同級的燃油車面前就會發現這類車型成了“四不像”。還有些廠商使用全景天幕取代金屬蒙皮和車頂內飾板，不僅可以實打實地獲得幾公分的空間，還能提升車內乘坐的開揚感。在大眾心目中，全景天幕等同于高端配置，因此這樣的設計也能助力營銷，一舉多得。3.1.2新能源汽車的設計思路新能源車內飾部分也有非常顯著的設計特點，那就是大幅度地縮減物理按鍵，大量應用屏幕。這種簡潔的設計風格也是為了讓車內空間看上去更大。物理按鍵消失之后，其后方也不需要大量線束，這樣就能夠讓儀表臺變得更加輕薄，增加前排乘員的膝部空間。新能源車的座椅也都普遍采用了輕薄造型，一方面是減重需要，另外一方面也是為了拓展空間。3.1.2新能源汽車的設計思路總的來說，當下的新能源汽車設計各有各的風格美，而當新能源大局已定、自動駕駛即將接近現實，汽車設計必須為“無人駕駛時代”做好準備，這將打破傳統汽車轎車、SUV、MPV的固有品類，演化出很多新物種。新物種不僅體現在造型革命上，還將實現運人、運物、家用、商用的有機融合，創造出全新的汽車生態。從設計作品來看，未來汽車設計將更多應用新材料。在高強鋼的基礎上，鋁材、碳纖維復合材料以及鎂鈦新型塑料，都將出現在未來汽車上。新物種+新材料，這將在一定程度上改變傳統汽車制造流水化、批量化的生產工藝。第3章

汽車設計構造

3.2揭秘汽車構造發動機3.2.1底盤

車身電氣設備6.1.13.2.23.2.33.2.43.2.1發動機發動機是汽車的心臟，總成如圖所示，為汽車的行走提供動力,關系著汽車的動力性、經濟性、環保性。簡單來說，發動機就是一個能量轉換機構，即將汽油(柴油)或天然氣的熱能，通過在密封汽缸內燃燒氣體膨脹，推動活塞做功,轉變為機械能。汽車發動機總成汽油發動機種類及型號眾多，但其基本結構大體相似，一般由兩大機構和六大系統組成：曲柄連桿機構、配氣機構、進排氣系統、潤滑系統、冷卻系統、燃油供給系統、點火系統和啟動系統。而柴油汽車發動機是沒有點火系統的，這里主要介紹汽油發動機。3.2.1發動機（1）曲柄連桿機構曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組，如圖左所示，活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成，如圖右所示。3.2.1發動機機體組活塞連桿組和曲軸飛輪組（2）配氣機構配氣機構包括進氣門、排氣門、液力挺桿總成、凸輪軸、凸輪軸正時齒輪(由曲軸正時齒輪通過正時皮帶驅動)、氣門彈簧等，如圖所示。發動機配氣機構是按照發動機每一氣缸內所進行的工作循環和點火順序的要求，定時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門,使新鮮的可燃混合氣進氣時得以及時進人汽缸，壓縮與做功行程時，關閉氣門保證燃燒室的密封，排氣時充分及時的從氣缸中排出廢氣。3.2.1發動機發動機配氣機構（3）進排氣系統發動機進氣系統包括空氣濾清器、進氣軟管、節氣門體、進氣歧管等，渦輪增壓發動機還有中冷器等，如圖所示。作用是將新鮮空氣過濾后送入氣缸。3.2.1發動機發動機進氣系統發動機排氣系統包括排氣歧管、氧傳感器、三元催化器、排氣消聲器等，如圖所示，作用是將燃燒生成的廢氣凈化和降噪處理后排出發動機。3.2.1發動機發動機排氣系統（4）潤滑系統潤滑系統包括機油泵、集濾器、限壓閥、潤滑油道、機油濾清器等部件，如圖所示，具有潤滑兼冷卻、清洗、密封、防銹等作用。3.2.1發動機潤滑系統（5）冷卻系統冷卻系統包括水套、水泵、節溫器、散熱器、冷卻風扇、儲液罐以及水管等，如圖所示，冷卻系統利用液體循環將發動機多余的熱量帶走并散發掉，確保發動機的工作溫度正常。3.2.1發動機冷卻系統（6）燃油供給系統燃油供給系統包括燃油箱、燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調節器、噴油器及輸油管等部件組成，如圖所示，作用是向發動機提供燃油。3.2.1發動機燃油供給系統（7）啟動系統啟動系統包括蓄電池、起動機、點火開關和起動繼電器等部件，如圖所示。其作用是驅動曲軸由靜止狀態發生初始運轉，以便順利啟動發動機。3.2.1發動機啟動系統（8）點火系統點火系統包括控制模塊、點火線圈、火花塞、高壓線和傳感器等部件，如圖所示，其作用是利用火花塞產生的高壓電火花點燃混合氣。3.2.1發動機點火系統底盤是由傳動系、行駛系、轉向系和制動系四部分組成，如圖所示，其作用是支承、安裝汽車發動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，承受并接受發動機動力，使汽車產生運動，保證正常行駛。一個好的底盤，可以保證駕駛者的生命安全。3.2.2底盤①方向盤；②轉向柱；③轉向機總成；④前減震器總成；⑤連桿；⑥橫向穩定桿；⑦傳動軸；⑧擺臂；⑨前橋副梁；10后制動油管；11縱向控制臂；12后減震器總成；13后橋副梁3.2.2底盤（1）傳動系汽車發動機與驅動輪之間的動力傳遞裝置稱為汽車的傳動系統，如圖所示，其基本功用是將發動機發出的動力傳給驅動車輪，保證汽車具有在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速，以及保證牽引力與車速之間協調變化等功能。汽車傳動系3.2.2底盤（2）行駛系輪式汽車行駛系統一般由車架、車橋、車輪和懸架組成，如圖所示。行駛系統的功用是支持全車并保證車輛正常行駛。汽車行駛系3.2.2底盤（3）轉向系汽車轉向系統是用來改變汽車行駛方向的機構，如圖所示。汽車行駛方向的改變是由駕駛員通過操縱轉向系統來改變轉向輪(一般是前輪)的轉向角度實現的。轉向系統不僅可以改變汽車的行駛方向，使其按駕駛員規定的方向行駛，而且還可以克服由于路面側向干擾力使車輪自行產生的轉向,恢復汽車原來的行駛方向。汽車轉向系3.2.2底盤（4）制動系目前，汽車的行駛速度不斷提高，道路情況越來越復雜，為了在技術上保證汽車的安全行駛，在各種汽車上都設有專用的制動機構，如圖所示，使行駛中的汽車減低速度甚至停車或者使已經停下來的汽車保持不動。①右后轉速傳感器；②左后轉速傳感器；③ABS控制單元；④右前轉速傳感器；⑤制動液儲液罐；⑥制動信號燈開關；⑦制動氣缸；⑧制動助力器；⑨左前轉速傳感器汽車制動系3.2.3車身汽車車身是運送乘客、貨物和駕駛員工作的場所，車身應具備使乘客和貨物免受塵土、雨雪、振動、噪聲、廢氣侵襲、使駕駛員工作便利的條件。車身上的一些結構措施和設備還應有助于行車安全和減輕事故。如圖所示，為現代轎車的車身。汽車車身3.2.4電氣設備如圖所示，現代汽車上所裝電器與電子設備雖然種類繁多、功能各異，但按照功能可分為電源和用電設備兩大類。3.2.4電氣設備（1）電源電源包括蓄電池、發電機及調節器。啟動發動機時，蓄電池是汽車上供給啟動機電流的唯一電源。當發電機不工作或轉速較低，其電壓低于蓄電池時，由蓄電池向全車用電設備供電；當用電設備接人較多時，可協助發電機向外供電。當發電機達到一定轉速，其電壓高于蓄電池的電壓時，發電機除了向啟動機以外的全車用電設備供電,還給蓄電池充電，它是汽車運行中的主要電源，其結構如圖所示。為了各種汽車電器都能穩定工作，三相交流發動機必須設置電壓調節器，使電壓維持在允許的相對穩定的合理范圍之內。發電機3.2.4電氣設備（2）用電設備用電設備包括點火系統、啟動裝置、照明及信號設備、儀表及顯示系統、輔助電器設備及電子控制裝置等。點火系統是汽油機必不可少的組成部分，其功能是按照發動機工作順序產生高壓電并通過火花塞跳火，保證適時準確的點燃可燃混合氣體，包括蓄電池點火和電子點火兩大類。啟動系統由蓄電池供電,起動機將電能轉化為機械能帶動發動機轉動。完成啟動任務后，立即停止工作，超動機結構如圖所示。起動機3.2.4電氣設備照明及信號設備包括前照燈、各種照明燈、信號燈以及電喇叭、蜂鳴器等。保證各種運行條件下的行車安全。儀表及顯示系統是駕駛員通過視覺了解汽車工作狀態的必備部件，包括各種機械式或者電子式的燃油表、機油壓力表、水溫表、電流表、車速里程碑及各種顯示裝置等，如圖所示，用以指示發動機和汽車的工作狀況。3.2.4電氣設備輔助電器設備包括電動刮水器、電動玻璃升降器、空調、采暖、音響視聽設備等,以提高汽車行駛的安全性、經濟性和舒適性。電子控制裝置包括電子控制燃油噴射裝置、電子控制防抱死制動系統、電子控制自動變速器裝置等等。第4章

汽車工匠精神

4.1品鑒汽車故事

汽車之父——卡爾·本茨4.1.1汽車鼻祖——戈特利布·戴姆勒設計之王——威廉·邁巴赫威廉·邁巴赫汽車大王——亨利·福特賽車之父——恩佐·法拉利6.1.14.1.24.1.34.1.44.1.54.1品鑒汽車故事

蒸汽機汽車發明者——尼古拉斯·約瑟夫·庫諾4.1.6四沖程發動機發明人——尼古拉斯·奧托中國汽車工業的奠基人——饒斌中國汽車技術奠基人——孟少農中國內燃機和汽車教育的奠基人——潘承孝6.1.14.1.74.1.84.1.94.1.10汽車之父——卡爾·本茨

卡爾·弗里德里希·本茨，德國著名的戴姆勒－奔馳汽車公司的創始人之一，現代汽車工業的先驅者之一，人稱“汽車之父”。汽車鼻祖——戈特利布·戴姆勒

戈特利布·戴姆勒發明了高速內燃機、摩托車和四輪汽車，他既被譽為“汽車鼻祖”，又被稱為“摩托車父”。設計之王——威廉·邁巴赫威廉·邁巴赫

威廉·邁巴赫一生最大的傳奇在于創造了兩個舉世聞名的豪華品牌：梅賽德斯與邁巴赫，分別在豪華車的不同領域演繹著各自的輝煌。他是戴姆勒－奔馳公司的三位主要創始人之一，也是世界首輛梅賽德斯－奔馳汽車的發明者之一。汽車大王——亨利·福特

1863年出生于美國密歇根州，美國汽車工程師與企業家，福特汽車公司的建立者。他也是世界上第一位將裝配線概念實際應用而獲得巨大成功的人，并且以這種方式讓汽車在美國真正普及化。這種新的生產方式使汽車成為一種大眾產品，它不但革新了工業生產方式，而且對現代社會和文化起了巨大的影響，因此有一些社會理論學家將這一段經濟和社會歷史稱為“福特主義”。賽車之父——恩佐·法拉利

恩佐·法拉利是法拉利公司的創始人，世界著名賽車手，他在汽車制造業中享有盛譽，被稱為“賽車之父”。蒸汽機汽車發明者——尼古拉斯·約瑟夫·庫諾

根據歷史記錄，尼古拉斯·約琵夫·庫諾，1725年出生，他是法國著名的軍事工程師，世界第一輛機動車的設計和制造者，也是真正意義上發明第一輛蒸汽機汽車的人。1769年，在法國陸軍大臣資助下，經過6年苦心研究，庫諾成功地制造出世界上第一輛完全依靠自身動力行駛的蒸汽汽車。四沖程發動機發明人——尼古拉斯·奧托

尼古拉斯·奧托，1832年出生，是一位德國科學家，發明了四沖程循環內燃機。它的誕生使人類研制汽車的夢想變成現實。

1876年，他終于制造出了由進氣、壓縮、膨脹、排氣四個過程組成的四沖程發動機。這種發動機由于效率高而被大量采用，他的發明為后來的汽車發動機奠定了基礎，其發動機的原理被稱為“奧托循環”。中國汽車工業的奠基人——饒斌

饒斌，中國汽車工業建設的奠基人和開拓者，吉林省吉林市人，曾經擔任吉林市委書記、哈爾濱市市長、第一汽車制造廠廠長、第二汽車制造廠廠長、國家機械工業部部長、中國汽車工業公司董事長等職。

1956年7月，第一輛解放牌4t載貨汽車誕生了，從此結束了中國自己不能制造汽車的歷史。1958年，“東風”汽車和“紅旗”轎車又相繼在一汽誕生，為民族汽車工業再次寫下了濃重的一筆。中國汽車技術奠基人——孟少農

孟少農，中國汽車工業的創始人，汽車技術領域的奠基人。孟少農原名孟慶基，參加革命后改名為孟少農。1915年出生于北京市，祖籍為湖南省桃源縣仙人鄉，汽車設計制造專家，中國科學院學部委員。他成功地領導了中國第一汽車制造廠、陜西汽車制造廠和第二汽車制造廠幾代產品的研制和開發，為我國汽車工業的發展做出了重要貢獻。中國內燃機和汽車教育的奠基人——潘承孝

潘承孝，汽車和內燃機專家，中國內燃機和汽車工程教育的奠基人之一。他主張理工結合，強調基礎理論的教育和實踐能力的培養，走教學、科研、生產三結合的道路，為祖國的汽車理論教育事業做出了重大貢獻。第4章

汽車工匠精神

4.2傳承工匠精神

大國工匠——楊永修4.2.1大國工匠——王樹軍大國工匠——楊山巍大國工匠——趙郁大國工匠——李元園6.1.14.2.24.2.34.2.44.2.5從高考落榜到高端發動機制造挑大梁——楊永修

楊永修是一名數控技術工人，更是中國汽車制造領域的大國工匠。他攻克了高端發動機精密制造技術，獲得全國技術能手、全國五一勞動獎章等多項榮譽。潛心深耕技能，聚力“中國智造”——王樹軍

王樹軍是濰柴動力股份有限公司的一名首席技師，從事高端智造設備維修工作。王樹軍從一名普通的濰柴技工學校畢業生，成為一名合格的維修工人，并逐漸成長為大國工匠年度人物、全國勞動模范、國務院政府特殊津貼專家、全國技術能手、泰山產業領軍人才，甚至是填補高端裝備技術行業空白的裝備先鋒。技能改變人生——技能“網紅”楊山巍

1997年出生的楊山巍憑借其技能特長，在2017年第44屆技能大賽上獲得了車身修理項目金牌，并在賽前就拿到了上汽集團的錄用通知。從世界技能賽場到上汽工廠，自上海市楊浦職業技術學校畢業的青年小將楊山巍收獲了世界500強名企崗位，得到了市級、國家級多重榮譽。一人一生一事——北京奔馳趙郁

趙郁，全國勞模、全國技術能手、“中華技能大獎”榮譽獲得者、北京奔馳汽車有限公司汽車裝調首席技師，第一位獲得北京經開區“博大貢獻獎”的藍領工人；趙郁創新工作室，北京市首批創新工作室之一，先后被評為北京市首席技師工作室、國家級技能大師工作室、全國示范性勞模創新工作室。用行動詮釋“汽車人”的工匠精神——李元園

李元園，2022年重慶五一勞動獎章獲得者、長安汽車一級技能師、中國兵器裝備集團技能帶頭人，享受國務院政府特殊津貼。第5章

汽車創客創意

5.1穿越經典創客創客運動“源”來已久5.1.1歷史上的經典創客5.1.25.1.1創客運動“源”來已久“創客”一詞來源于英文單詞“Maker”或“Hacker”，可以從狹義和廣義兩個層面去理解——狹義上的創客是指那些酷愛科技、熱衷實踐、樂于分享，努力把各種創意轉變為現實的人；廣義上的創客是指有創意，并且能夠付諸于實踐進行創新的人。創客運動的源頭至少可以追溯到上個世紀盛行于歐美的DIY（Do-It-Yourself，簡稱“DIY”）動手活動熱潮和黑客社區的黑客文化。DIY表現為不依賴專業工匠，通過利用適當工具與材料進行修繕工作，之后慢慢演變成發揮個人創意的一種風潮?！哆B線》雜志前主編、3DRobotics公司CEO克里斯·安德森（ChrisAnderson）在《創客：新工業革命》一書中指出，現在有成千上萬的企業家從“創客運動”中崛起，將DIY精神工業化。5.1.1創客運動“源”來已久自上世紀80年代以來，中國的DIY風潮也開始流行。從制作家具、組裝半導體到鉆研音響設備、修理家電等，人們熱衷于自己動手制作而非購買成品。隨著計算機產業的興起，“攢電腦”也從北上廣深等一線城市迅速風靡全國。至2010年，中國第一個成規模的創客空間“新車間”于上海建立。2012年，深圳柴火空間獲得美國MAKE雜志官方授權，舉辦了第一屆MakerFaire中國版活動——制匯節·深圳。隨著時間的推移，深圳制匯節的規模和影響力不斷擴大，成為國內外知名的創客盛會之一（見圖5-1）。圖5-12023深圳制匯節5.1.1創客運動“源”來已久為了營造雙創新生態，政府發布了一系列政策文件，如《國務院辦公廳關于發展眾創空間推進大眾創新創業的指導意見》《國務院關于大力推進大眾創業萬眾創新若干政策措施的意見》《國務院關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版的意見》《國務院辦公廳關于推廣支持創新相關改革舉措的通知》《國務院辦公廳關于印發促進創業投資高質量發展的若干政策措施的通知》、《國務院辦公廳關于進一步支持大學生創新創業的指導意見》等，推動形成新一輪創業創新熱潮?？偟膩碚f，從早期的草根探索到政府大力推動的大眾創業、萬眾創新，創客已經與產業和大眾緊密連接，創客運動已上升到國家戰略層面。5.1.2歷史上的經典創客在汽車工業的發展歷程中，創客始終無處不在。無論是過去還是現在，每個時代都有著眾多創客的身影。他們憑借創新思維和卓越技能，不斷推動著汽車技術的進步和改良，為行業的發展注入源源不斷的活力。1.創客之見微知著見微知著是創客精神的重要理念之一，它強調創客需要具備高度的觀察力、發現問題和解決問題的能力。（1）三點式安全帶1958年，沃爾沃汽車公司聘請尼爾斯·博林（NilsIvarBohlin）負責安全設計，他發現當時的兩點式貫穿腰部的帶扣安全帶在緊急剎車或碰撞時存在嚴重的安全隱患。5.1.2歷史上的經典創客為減少車禍事故中的人員傷害，博林專注于改進安全帶技術，在不到一年時間內，他設計出了更為簡便而有效的三點式安全帶。如圖5-2所示，該技術于1959年首次運用在沃爾沃汽車上。在之后的50年里，由博林發明的三點式安全帶挽救了超過一百萬人的生命。直至今天，三點式安全帶仍然是汽車中最重要的獨立安全裝置。圖5-2尼爾斯·博林與三點式安全帶5.1.2歷史上的經典創客（2）安全氣囊安全氣囊是由美國發明家約翰?赫特里克（John·Hotrich）（見圖5-3）于1952年發明的，他因遭遇一次事故而產生了設計撞車安全裝置的想法。在那次事故中，約翰為躲避一個障礙物而猛打方向盤進行制動，他和妻子都本能地用手臂保護坐在前座中間位置上的女兒，這讓他意識到必須要有一個良好的方法來保護乘員。兩周后，他設計出了安全氣囊的雛型，并于1953年獲得了相關專利。圖5-3約翰·赫特里克5.1.2歷史上的經典創客但是，安全氣囊在推廣過程中經歷了波折，直到1984年美國實施了汽車碰撞安全標準，才確認了其作用。如今的安全氣囊由傳感器、氣囊、氣體發生器，以及處理器等組成，一般隱藏在車內前方（正副駕駛位），側方（車內前排和后排）和車頂三個部位。如圖5-4所示，當汽車發生的碰撞滿足觸發條件時，氣囊就會彈出，保護乘員的安全。圖5-4安全氣囊

5.1.2歷史上的經典創客（3）車身哈弗是中國汽車制造商長城汽車旗下的品牌，哈弗工程師們注意到傳統的車身結構在碰撞時容易產生變形和損壞，從而對乘客的安全構成威脅。為了解決這個問題，哈弗汽車采用了高強度鋼和先進的焊接技術，改進了車身結構，提高了碰撞安全性能。第三代哈弗H6（見圖5-5）采用包洛式骨架及激光焊接車身，高強度鋼應用比例高達71.61%，遠超同級，甚至部分合資車型。同時，其防撞梁采用980MP超高強鋼輥壓工藝，提升碰撞性能。圖5-5第三代哈弗H65.1.2歷史上的經典創客2．創客之高效簡潔高效簡潔強調通過優化流程和組織結構，提高生產和管理效率，以最少的投入獲得最大的產出。（1）福特福特（Ford）是一家全球知名的汽車制造商，由亨利·福特（HenryFord）于1903年在美國創立。1908年，福特及其伙伴將奧爾茲、利蘭以及其他人的設計和制造思想結合成為一種新型汽車——T型車（見圖5-6）。T型車采用了許多先進的制造技術及材料，用以簡化生產過程，降低成本，使汽車適應十分簡陋的鄉村條件。T型車以其低廉的價格使汽車作為一種實用工具走入了尋常百姓之家，美國亦自此成為了“車輪上的國度”。圖5-6亨利·福特與T型車5.1.2歷史上的經典創客1914年，福特將流水生產線技術運用到汽車上，這種技術被后人稱為裝配線（見圖5-7）。裝配線不僅有助于在裝配過程中通過生產設備使零部件連續流動，而且便于對制造技能進行分工，把復雜技術簡化、程序化。福特發明的流水線生產方式的成功，不僅大幅度地降低了汽車成本，擴大了汽車生產規模，創造了一個龐大的汽車工業，而且使當時世界上的大部分汽車生產從歐洲移到了美國。圖5-7T型車的裝配線5.1.2歷史上的經典創客（2）豐田按照傳統做法，汽車生產從鑄件、半成品都要先入庫，需要時再取貨、加工，加工好的零部件每天也要依工廠生產需要辦理入庫、出庫。按照這一程序動作，無形之中加大了庫存。豐田汽車公司的創始人豐田喜一郎將傳統的整批生產方式改為彈性生產方式，工人“每天只做必要的工作量”即可，早做完者早下班，做不完者可加班；工廠無需設置存貨倉庫，無需占用大量周轉資金，許多外購零部件在付款之前就已被裝車賣出了。為了推廣這種生產方式，豐田喜一郎提出了“恰好趕上”的口號。這一理念在后來的公司副總裁大野耐一的進一步發展下，形成了完善的“豐田生產方式”。后來，“豐田生產方式”成為世界許多國家爭相學習的先進經驗，超越了國別和行業。5.1.2歷史上的經典創客（3）比亞迪比亞迪是中國新能源汽車行業的領軍企業，其高效簡潔的生產和管理方式備受贊譽。比亞迪采用了精益生產的理念，通過減少生產流程中的浪費和精確的資源分配，提高了生產效率。比亞迪注重供應鏈的高效管理，與供應商建立了緊密的合作伙伴關系，并實施了供應鏈協同管理和信息共享，以確保零部件供應的及時性和質量可靠性。同時，比亞迪實行扁平化管理，減少了層級和決策的時間成本，使信息流動更加迅速，決策更加靈活。5.1.2歷史上的經典創客3．創客之創新實踐創新實踐強調創新是創造價值和解決問題的關鍵，需要不斷地挑戰已有的思維模式、實踐方法和技術標準。（1）自動變速器1889年，法國標致發明了世界上第一臺變速箱，汽車變速箱的歷史也由此開始。盡管操作起來比較困難，但這一創新理念意義重大。1907年，福特汽車創新性地引入了行星齒輪變速器，實現換擋的同時不切斷動力，極大地簡化了駕駛操作。1939年，美國通用汽車公司首先在其生產的奧茲莫比爾轎車上裝用了液力耦合器—行星齒輪組成的液力變速器。5.1.2歷史上的經典創客隨著現代汽車技術的飛速進步，自動變速器也呈現出多樣化的發展態勢，包括液力自動變速器（AT）（見圖5-8）、無級變速器（CVT）（見圖5-9）以及雙離合器變速器（DCT）（見圖5-10）等。這些先進的變速技術廣泛應用在不同的車型中，為駕駛者提供了更多選擇和便利。圖5-8液力自動變速器圖5-9無級變速器

圖5-10雙離合器變速器5.1.2歷史上的經典創客（2）子午線輪胎輪胎是汽車的關鍵組成部分之一。在早期，汽車使用的是木制車輪，但這種車輪存在重量大、懸掛效果差以及振動和噪音問題等缺陷。充氣輪胎的發明成為汽車行業的一項重大創新。輪胎的演進如圖5-11所示。圖5-11輪胎的演進5.1.2歷史上的經典創客1888年，英國人約翰·鄧祿普（JohnDunlop）發明了世界上第一條充氣輪胎。通過在輪胎內注入空氣，使其具有良好的減震效果、舒適性和牽引力。1946年，法國米其林公司首創了子午線結構輪胎。相較于斜交胎，子午線輪胎的纖維簾布以子午線（與輪胎中心線平行）的方式排列，顯著提高了輪胎的穩定性、承載能力和耐用性。子午線輪胎與斜交胎如圖5-12所示。隨著科技和材料的持續發展，無內胎輪胎、低滾動阻力輪胎和高性能輪胎等各類創新產品在不同類型的車輛上得到廣泛應用，以滿足不同駕駛需求和路面條件。圖5-12子午線輪胎（左）與斜交胎（右）示意圖5.1.2歷史上的經典創客（3）可更換式電池蔚來汽車是一家中國新能源汽車制造商，致力于推動電動化和智能化汽車技術的發展。傳統的電動汽車充電時間較長，需要等待數小時才能完成充電。蔚來汽車采用可更換式電池技術（見圖5-13），用戶可以快速更換電池而不必等待充電，大大縮短了充電時間。用戶只需將電池組推出車輛并更換為已充好的電池組，整個過程可以在幾分鐘內完成。在長途行駛時，用戶可以更換多個充滿電的電池組，從而增加整車的續航能力。這種靈活的續航擴展方式，使得電動汽車的使用更加便利，不再受限于單次充電續航里程的限制，提高了用戶的使用便利性。圖5-13可更換式電池5.1.2歷史上的經典創客4．創客之聚沙成塔聚沙成塔強調創客們需要具有合作和協作精神，通過集體智慧和各種資源整合，實現更大的目標。（1）通用1966年10月，通用汽車公司在美國密歇根州展示了全球第一款燃料電池汽車，這款車是以GMCHandivan為原型進行改裝的，被命名為Electrovan（見圖5-14）。圖5-14Electrovan燃料電池汽車5.1.2歷史上的經典創客在Electrovan的研發過程中，研發團隊要解決如何讓燃料電池正常工作、如何將燃料電池產生的能量有效轉化為電力、如何將電力儲存起來以備使用等問題。通過250名團隊成員歷時兩年的苦心研究，Electrovan成功地實現了行駛，展示了燃料電池技術的巨大潛力和可行性。Electrovan代表了通用汽車公司在新能源技術領域的探索和突破，也顯示了其在燃料電池汽車研發方面的領先地位。但由于成本過高，這款燃料電池汽車在當時并沒有得到廣泛推廣。5.1.2歷史上的經典創客（2）特斯拉特斯拉（Tesla）是一家專注于電動汽車和可再生能源的美國公司，由埃隆·馬斯克（ElonMusk）于2003年創立。特斯拉擁有一支由工程師、設計師和技術人員組成的豐富經驗團隊。特斯拉在電池技術方面進行了多項創新和改進，提高了電池的能量密度和充電速度，從而延長了電動汽車的續航里程，并縮短了充電時間。此外，特斯拉還設計了高效的電池包和先進的電池管理系統，提高了三元鋰電池的整體性能和可靠性。歷史上的經典創客特斯拉的創新成果體現在其推出的各個車型上，其中ModelS（見圖5-15）成為了當時最先進的電動汽車之一，并取得了巨大的成功。此后，特斯拉還推出了其他顛覆性的車型，如Model3、ModelX和ModelY，這些車型在電動汽車市場上取得了廣泛的認可和影響力。圖5-15特斯拉ModelS5.1.2歷史上的經典創客（3）吉利汽車吉利汽車是中國知名的自主品牌汽車制造商，通過不斷地研發和創新，在燃油車和新能源汽車領域都取得了不俗的成績。1997年3月，吉利控股集團籌建汽車制造廠，開創了民營企業生產汽車的先河。1998年8月8日，吉利自主研發的第一輛汽車——吉利·豪情二廂轎車（見圖5-16）在臨海正式下線，吉利成為中國首家獲得轎車生產資格的民營企業。5.1.2歷史上的經典創客吉利汽車注重品牌建設和技術升級，推出了多款性價比較高的車型，如吉利帝豪、吉利博越等，得到了消費者的廣泛關注和好評。吉利汽車不斷地積累經驗、資源、人才和技術，發揚合作和協作精神，通過集體智慧和各種資源的整合，實現了更大的目標。圖5-16吉利·豪情二廂轎車第5章

汽車創客創意

5.2體驗創意制作外觀改裝5.2.1車載電子設備安裝5.2.3內飾升級5.2.25.2.1外觀改裝從汽車設計和藝術的角度來看，汽車創意制作是通過重新塑造車輛的外觀、內飾和電子設備等，將個性化的創意和品味融入汽車中，使其不僅具備實用性，更提升為一種獨特的藝術載體。這種創意制作方式使汽車不僅僅是一種簡單的交通工具，更是車主個性、品味和態度的體現。外觀改裝是最直觀的表現形式，包括大包圍加裝、尾翼加裝、車身噴漆、輪轂改裝和排氣系統等。5.2.1外觀改裝1．大包圍的加裝一般來說，汽車大包圍由前包圍、后包圍和側包圍組成。前后包圍有全包圍式和半包圍式兩種形式，其中全包圍式是將原有保險杠拆除，然后裝上大包圍，或將大包圍套在原保險杠表面；而半包圍是在原保險杠的下部附加一裝飾件。大包圍的加裝如表5-1所示。5.2.1外觀改裝5.2.1外觀改裝2．尾翼的加裝越來越多的轎車在尾部行李箱蓋外端裝配了尾翼，這不僅增加了車輛的外觀魅力，還使其看起來更加生氣勃勃。然而，除了美觀之外，這些尾翼的主要功能是有效地減少轎車在高速行駛時的空氣阻力，提高燃油經濟性。尾翼的加裝如表5-2所示。5.2.1外觀改裝5.2.2內飾升級內飾升級則涉及天窗、座椅、方向盤、儀表盤、照明燈等部分的更換或者改裝，以營造出更加舒適、豪華或者是極具個性的駕乘體驗。1．天窗的改裝汽車天窗通過固定式或可操作打開的形式安裝在汽車頂部，打開時可以增加車內的空氣流動，為駕駛員及乘客提供清新的空氣，同時還可以拓寬視野，更好地滿足移動拍攝的需求。天窗的改裝如表5-3所示。5.2.2內飾升級5.2.2內飾升級5.2.2內飾升級5.2.2內飾升級2．內飾改色許多人選擇對愛車進行內飾改色，以舊車翻新的方式讓車輛煥發新生，使車身內部和外部的色彩達到協調，呈現出更加美觀和舒適的乘坐環境。內飾改色如表5-4所示。5.2.2內飾升級

5.2.3車載電子設備安裝車載電子設備安裝則包括倒車雷達、導航系統、倒車攝像頭、音響系統等，使汽車在滿足基本出行需求的同時，也具備更多的娛樂和便利功能。1．倒車雷達裝置的加裝倒車雷達是一種安全輔助裝置，在倒車時幫助司機“看見”后視鏡里看不見的東西，以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車、倒車和起動車輛時前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。它主要由超聲波傳感器、控制器和顯示器等部分組成，發射范圍呈圓錐狀。倒車雷達裝置的加裝如表5-5所示。

5.2.3車載電子設備安裝

5.2.3車載電子設備安裝

5.2.3車載電子設備安裝2．日間行車燈的改裝日間行車燈是一種安裝在車輛前端的燈具，主要在白天使用，用于提高車輛的可見性，從而降低交通事故的風險。據統計，開啟日行燈，可降低12.4%的車輛意外，同時也可降低26.45%的車禍死亡機率。日間行車燈的改裝如表5-6所示。

5.2.3車載電子設備安裝第6章

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汽車創新發展6.16.2

第6章汽車未來發展汽車社會生活6.1汽車對社會經濟的影響6.1.1汽車對人類生活的影響汽車對環境的影響汽車對家庭的影響汽車對能源的影響6.1汽車社會生活6.1.16.1.26.1.36.1.46.1.56.1.1汽車對社會經濟的影響1.汽車產業創造了巨大產值

我國汽車工業增加值在GDP中所占的比重不斷增長。2022年我國國內生產總值為1210207億元，汽車制造業實現營業收入92899.9萬元，同比增長6.8%，超過41個工業大類行業整體增速0.9%。中國汽車工業協會數據顯示，2022年中國汽車產銷分別完成2702.1萬輛和2686.4萬輛，同比增長3.4%和2.1%，延續了2021年的增長態勢，并已經連續14年穩居全球第一。這些數字表明，汽車工業為社會經濟創造了巨大產值，而且這種貢獻是不可替代的。圖6-1

2001-2022年中國汽車銷量及增長率6.1.1汽車對社會經濟的影響2.汽車產業促進了進出口貿易汽車是一種高附加值產品，因此汽車產業成為制造業中出口創匯最高的產業之一，同時汽車的進出口也帶動了汽車零部件等相關產業的進出口貿易。2022年，盡管芯片結構性短缺、動力電池原材料價格高位運行、局部地緣政治沖突等諸多不利因素沖擊，但在購置稅減半等一系列穩增長、促消費政策的有效拉動下，我國汽車市場在逆境下整體復蘇向好，實現穩健發展，展現出強大的發展韌性。

2015-2022年汽車出口量情況表

單位：萬輛出口情況2015年2016年2017年2018年2019年2020年2021年2022年出口量70.972.989.6104.1102.499.5201.5311.1同比情況-23.52.922.916.1-1.6-2.9101.154.46.1.1汽車對社會經濟的影響3.汽車產業促進了科學技術進步各種不同類型的汽車的發展，促進了石油、電力、煤炭、建筑等部門的現代化；大型集裝箱貨運汽車的發展，改變了公路運輸部門的面貌；人們對汽車智能化的需求促進了各種先進配套產品及電子信息技術的發展；汽車事故和污染的產生，也推動了交通科學和環境科學的發展。隨著汽車產業結構升級發展，汽車新技術、新工藝的不斷更新發展和進步，直接推動了與汽車相關產業的技術更新和技術改造6.1.2汽車對人類生活的影響1.汽車改變生活汽車的普及使汽車藝術、汽車模特、汽車廣告、汽車展會、汽車體育、汽車旅游、汽車旅館等慢慢滲透到人們的日常生活中，改變了人們的生活方式、消費觀念、區域概念、溝通方式、生活節奏等。汽車產業的發展改變了鄉村結構，促進了鄉村城鎮化，縮短了城鄉差別，促進了城鄉交流與發展。汽車產業的發展也改變了城市結構，促進了城市交通變革，推進了交通智能化。汽車創造了嶄新的價值觀念和生活內容，整個社會的文化理念、心理素質都在發生巨大的變化。圖6-2世界知名當代藝術家朱莉·梅赫雷圖（JulieMehretu）將BMWMHybridV8賽車打造成了一件行駛的美學藝術品圖6-3廣西桂平西山泉汽車（房車）露營基地6.1.2汽車對人類生活的影響2.汽車產業提供了大量的就業機會汽車產業能夠為社會提供數量龐大、范圍廣泛、技術含量高的就業機會。汽車產業本身既是資本密集型產業，也是技術密集型產業和勞動密集型產業。汽車的生產和使用對其他相關產業產生強大的聯動效應，不僅在汽車生產中提供了大量的就業機會，而且在汽車的使用過程中也提供了大量的就業機會，如汽車銷售、汽車維修、汽車金融、汽車保險和汽車培訓等相關產業。隨著汽車產量的增加、使用的普及化和高科技化，汽車及相關產業所能提供的就業機會越來越多，與汽車產業鏈相關的機械、能源、交通等上下游產業產生了大量的就業機會。圖6-4上汽通用五菱青島分公司生產車間，工人在進行焊接作業圖6-5山東自貿試驗區青島片區，集裝箱貨車司機操控車輛配合貨物裝載請輸入您的標題1.排放有害氣體（1）排放有害氣體對身體造成直接傷害（2）排放有害氣體對環境造成巨大的破壞6.1.3汽車對環境的影響圖6-6處于空氣污染中的城市

圖6-7

汽車排放有害氣體請輸入您的標題2.噪聲污染（1）噪音分類①發動機噪聲；②風噪；③胎噪；④底盤噪音；⑤尾氣噪音；⑤共鳴噪和其他6.1.3汽車對環境的影響圖6-8

汽車噪聲請輸入您的標題2.噪聲污染

（2）汽車噪聲的危害

汽車噪音不但會增加駕駛員和乘員的疲勞，影響車主對舒適駕駛環境的要求，而且會影響汽車的行駛安全。另一方面噪聲除了損傷聽力、影響視覺器官以外，還會引起其他人身損害。6.1.3汽車對環境的影響圖6-9

噪聲傳播示意圖請輸入您的標題2.噪聲污染

（3）汽車噪聲的控制措施①改進汽車技術，降低汽車噪音②加強噪聲法規建設③從道路規劃和建設方面控制汽車噪音

圖6-10公路隔音屏障6.1.3汽車對環境的影響請輸入您的標題3.廢水污染汽車產生的廢水對環境也是一種不可低估的污染。汽車行業產生的廢水污染主要來源于汽車生產過程中，車身及零部件的噴涂工藝中產生的工業廢水。比如，涂裝工藝廢水中常含有表面活性劑、油類物質、磷酸鹽、漆料、水溶性有機物，以及少量重金屬離子等污染物。汽車生產需要大量的清水，這就會排出等量的污水；汽車維修保養也會產生污水。這些廢水嚴重破壞了生態環境，魚蝦因此而死亡，人類的飲水也因此面臨嚴重挑戰。6.1.3汽車對環境的影響請輸入您的標題4．原材料污染生產汽車需要各種不同的原材料，比如鋼鐵、塑料、橡膠和油漆等，這些都會對環境產生影響。另外，汽車空調用到的氟利昂會破壞大氣臭氧層；摩擦襯片中的石棉磨損后產生的石棉塵飄浮在空氣中，會對人體的肺和呼吸系統有害。6.1.3汽車對環境的影響請輸入您的標題1．汽車對交通的積極影響AB汽車對交通的積極影響主要是實現了交通的便捷性，從而大量節省了人們往返目的地的時間，提高了工作效率，豐富了生活，推動了經濟的發展。（1）交通堵塞（2）交通事故2．汽車對交通的負面影響6.1.4汽車對交通的影響圖6-12交通堵塞圖6-11交通便捷請輸入您的標題1．我國汽車的石油消耗現狀我國是全球石油消費大國之一，隨著經濟的發展和人口的增加，石油的需求量不斷上升。數據顯示，我國每年消耗約6~7億噸的石油，而國內原油產量每年僅為2億噸左右，這意味著我國每年需要進口大量的原油來滿足需求。我國消耗的石油一半以上作為交通運輸領域的燃料。因此在發展汽車產業時，面對日益嚴峻的原油供需矛盾，為減少石油資源消耗，降低我國石油對外依存度，確保國家的能源安全，既需要積極研發更經濟有效的利用石油資源的技術，又需要開發新能源和代用燃料。6.1.5汽車對能源的影響請輸入您的標題

全球三次石油危機，迫使主要進口國積極尋找替代能源，開發節能技術。各國政府和汽車企業也紛紛采取各種措施或制訂相關政策，積極減少能源消耗，并不斷探索尋求、研制開發替代能源和新能源，如核能、太陽能、風能、生物質能、地熱、氫能、海洋能和可再生能源等。各種非傳統能源的大量開發，在一定程度上緩解了能源供需矛盾。6.1.5汽車對能源的影響2.緩解石油危機的措施請輸入您的標題使用節能燃料采取汽車節能技術（1）使用節能燃料（2）采取汽車節能技術①天然氣；②甲醇燃料；③二甲醚①發動機密封應用技術；②可變壓縮比技術；③汽車輕量化技術；④聯合循環余熱助力技術；⑤太陽能助力技術汽車管理節能（3）汽車管理節能①實施費改稅政策；②優化交通環境；③落實定期維護保養；④推廣綠色駕駛6.1.5汽車對能源的影響2．緩解石油危機的措施感謝聆聽第6章

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汽車創新發展6.16.2

第6章汽車未來發展汽車創新發展6.2未來汽車的發展要求6.2.1新能源汽車智能網聯汽車6.2汽車創新發展6.2.26.2.36.2.1未來汽車的發展要求1．汽車社會來到“交叉路口”汽車社會已來到“交叉路口”。以前汽車是奢侈品，但是今天汽車已進入普及時代，汽車數量不斷增加，其弊端也逐漸突出，比如道路的建設、停車場等周圍環境經常跟不上需要，再比如安全性能、廢氣等問題日益嚴重。6.2.1未來汽車的發展要求2．努力實現汽車與環境的協調發展

2020年12月，國務院新聞辦公室正式發布了《新時代的中國能源發展》白皮書（簡稱“白皮書”），對堅定不移推進能源革命，走出創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念進行了總結與展望。在這條通向綠色發展的道路上，我國正一步一個腳印，向著低碳清潔文明的時代邁進。新能源汽車作為戰略性新興產業，代表汽車產業的發展方向。發展新能源汽車，對我國改善能源消費結構、減少空氣污染、推動汽車產業和交通運輸行業轉型升級具有積極意義。6.2.1未來汽車的發展要求3．汽車消費新動向（1）“個性化”代替“性價比”（2）新消費群體（3）新需求（4）新消費體驗6.2.2新能源汽車1．純電動汽車

純電動汽車是完全由可充電電池（如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池）提供動力源的汽車。由于不排放廢氣，沒有空氣污染，行車時噪聲較小，經濟效益較高，是新能源汽車的重要項目和國家政策重點扶持的對象。

純電動汽車是最接近無污染交通媒介的。它對環境的不良影響是給電池充電所需電流在生產時會有污染，可能在處理廢電池時也會有污染。6.2.2新能源汽車1．純電動汽車（1）純電動汽車的主要結構純電動汽車的組成包括電力驅動及控制系統、驅動力傳動等機械系統、完成既定任務的工作裝置等。電力驅動及控制系統是電動汽車的核心，也是區別于內燃機汽車的最大不同點。電力驅動及控制系統由驅動電動機、電源和電動機的調速控制裝置等組成。電動汽車的其他裝置基本與內燃機汽車相同。圖6-13比亞迪純電動汽車6.2.2新能源汽車1．純電動汽車（2）純電動汽車的分類純電動汽車發展至今，種類較多，按照用途不同分類，純電動汽車可分為電動轎車、電動卡車和電動客車三種。電動轎車是目前最常見的純電動汽車。圖6-14中車電動客車6.2.2新能源汽車1．純電動汽車（3）純電動車的發展調研數據顯示，使用車載電機的純電動汽車被消費者認為是最有發展前景的新能源車型。中國汽車工業協會發布的數據顯示，2022年，純電動汽車銷量為536.5萬輛，同比增長81.6%。如今，我國政府大力扶持電動車充電樁的建設，有效地解決了用戶的充電和消防問題。圖6-15杭州部分老小區統一裝上了公共充電樁6.2.2新能源汽車2．混合動力車

由于蓄電池電動汽車的續駛里程、充電時間、使用壽命和價格等方面的問題，以及燃料電池電動汽車在技術方面的問題，電動汽車的性價比無法與傳統的內燃機汽車相抗衡。在這種情況下，融合內燃機汽車和電動汽車優點的混合動力汽車應運而生?；旌蟿恿ζ嚕℉ybridElectricalVehicle，簡稱HEV）是指同時裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統的汽油機或者柴油機產生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。圖6-16插電式混合動力車型結構①充電接口；②高壓充電機；③驅動電機；④功率電子裝置；⑤高壓電纜；⑥高壓蓄電池6.2.2新能源汽車2．混合動力車（1）混合動力車的工作原理

混合動力汽車的動力系統主要由控制系統、驅動系統、輔助動力系統和電池組等部分構成。以串聯混合動力汽車為例，在車輛行駛之初，蓄電池處于電量飽滿狀態，其能量輸出可以滿足車輛要求，輔助動力系統不需要工作。當電池電量低于60%時，輔助動力系統啟動。當車輛能量需求較大時，輔助動力系統與蓄電池組同時為驅動系統提供能量；當車輛能量需求較小時，輔助動力系統為驅動系統提供能量的同時，還給蓄電池組進行充電。由于蓄電池組的存在，使發動機工作在一個相對穩定的工況，使其排放得到改善。圖6-17漫畫圖解混合動力汽車6.2.2新能源汽車2．混合動力車（2）混合動力汽車的分類

根據內燃機、電動機和蓄電池的不同組合，混合動力電動汽車分為串聯式、并聯式和混聯式三類。

①串聯式混合動力汽車（SHEV）。

串聯式混合動力系統由發動機、發電機和電動機三部分通過串聯的方式組成，發動機驅動發電機發電，電能通過控制器輸送到電池或電動機，由電動機通過變速機構驅動汽車。其發動機僅用于驅動發電機發電，并不直接驅動汽車。

②并聯式混合動力汽車（PHEV）

并聯式混合動力系統是由一個發動機直接驅動車輪的機械動力驅動系統，和一個相配合的電動機驅動系統作為輔助，通過機械連接共同提供動力。發動機和電動機各自輸出功率的總和等于總輸出功率。這種技術通常用于對已有車輛進行“混合動力化”，可保留車輛上大部分原有零部件。圖6-18串聯式混合動力系統圖6-19并聯式混合動力系統6.2.2新能源汽車2．混合動力車（2）混合動力汽車的分類

③混聯式混合動力汽車（PSHEV）

混聯式混合動力系統綜合了串聯式與并聯式兩種驅動形式的優點，其三個動力源之間具有更多的動力匹配方式，車輛具有多種工作模式，從而保證了混合動力系統在復雜工況下仍能實現最佳動力匹配，進而達到最大限度節能減排的目的。圖6-20混聯式混合動力系統6.2.2新能源汽車2．混合動力車（3）混合動力汽車的優點

在目前的技術水平和應用條件下，混合動力汽車是電動汽車中最具有產業化和市場化前景的車型。混合動力汽車采用內燃機和電動機作為混合動力源，它既有燃料發動機動力性好、反應快和工作時間長的優點，又有電動機無污染和低噪聲的好處。與傳統汽車相比，混合動力汽車由于內燃機總是工作在最佳工況，油耗非常低，具有燃燒充分，排放氣體較干凈等特點。6.2.2新能源汽車2．混合動力車（4）混合動力汽車的發展

1997年12月，豐田首先在日本市場上推出了世界上第一款批量生產的油電混合動力轎車——普銳斯，拉開了混動汽車的發展序幕。隨后在2001年銷往全世界40多個國家和地區，其最大的市場是日本和北美。

1997年至今，搭載豐田混動技術的各種車型已經在全球賣出了超過2000萬輛，在很長一段時間內引領了混動技術的發展方向。中國汽車工業協會最新統計顯示，2022年我國插電式混動汽車銷量151.8萬輛，同比增長1.5倍。圖6-21豐田普銳斯6.2.2新能源汽車３.氫能源燃料電池汽車（1）氫能源燃料電池汽車的工作原理氫能源燃料電池汽車主要由高壓儲罐、氫燃料電池堆棧、燃料電池升壓器、動力蓄電池組、驅動電動機和動力控制單元等組成。在燃料電池堆棧里，進行著氫與氧相結合的反應，其過程中存在電荷轉移，從而產生電流。與此同時，氫與氧化學反應后正好生成水。燃料電池堆棧作為一個化學反應池，其最關鍵的技術核心為“質子交換薄膜”。在這層薄膜的兩側緊貼著催化劑層，將氫氣分解為帶電離子狀態，因為氫分子體積小，攜帶電子的氫可以透過薄膜的微小孔洞游離到對面去，但是在攜帶電子的氫穿越這層薄膜孔洞的過程中，電子被從分子上剝離，只留下帶正電的氫質子通過薄膜到達另一端。氫質子被吸引到薄膜另一側的電極與氧分子結合。薄膜兩側的電極板將氫氣拆分成氫離子正電和電子、將氧氣拆分成氧原子以捕獲電子變為氧離子（負電），電子在電極板之間形成電流，2個氫離子和1個氧離子結合成為水，水成為該反應過程中的唯一“廢料”。從本質來講整個運行過程就是發電過程。隨著氧化反應的進行，電子不斷發生轉移就形成了驅動汽車所需的電流。圖6-22氫能源燃料電池汽車6.2.2新能源汽車３.氫能源燃料電池汽車（2）氫能源燃料電池汽車的優點

氫能汽車行車路遠，使用的壽命長，最大的優點是不污染環境。氫燃料電池整個運行過程中，除了消耗氧氣和空氣之外，沒有其他的能源消耗，不需要加油，也不需要充電。同時，氫燃料電池堆棧在生產電能的過程中只產生水，節能環保性能優越。氫燃料電池車加注氫氣的過程非常快速便捷，專用的加氫設備僅需3分鐘即可充滿氫原料，相對于純電動車超長的充電等待時間而言，其優勢是顯而易見的。（3）氫能源燃料電池汽車的發展

圖6-23寶馬iX5氫動力車

近年來，國際上以氫為燃料的“燃料電池發動機”技術取得重大突破，而“燃料電池汽車”已成為推動“氫經濟”的發動機?，F代Nexo和豐田Mirai氫燃料電池汽車車型在各自的細分市場取得較好的銷售量。自2000年以來，

寶馬集團一直在以有限的生產規模試驗FCEV氫動力，從而推出了寶馬7系列，最重要的車型是寶馬750hL。2021年慕尼黑車展上，寶馬iX5Hydrogen正式亮相，這是第4代寶馬X5的重新包裝版本，該車使用了由豐田公司共同開發的氫燃料電池電動動力系統。其驅動系統將儲存的氫（在2700個容量的條形儲罐內，儲罐采用碳纖維增強塑料制成）轉化為電力，然后由燃料電池利用，輸出功率可達125kW。6.2.2新能源汽車4.太陽能汽車（1）太陽能汽車的工作原理

太陽能汽車上裝有密密麻麻像蜂窩一樣的裝置，它就是太陽能電池板。太陽能電池依據所用半導體材料的不同，通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，其中最常用的是硅太陽能電池。在陽光下，太陽能光伏電池板采集陽光，將光能轉化為電能。這種能量被蓄電池儲存并為車輛行駛提供動力，或者直接提供給發動機，可以邊開車邊蓄電。能量通過發動機控制器帶動車輪運動，推動太陽能汽車前進。太陽能在汽車上的應用技術主要有兩個方面：

一是完全利用太陽能為驅動力代替傳統燃油作為驅動力，這種太陽能汽車沒有發動機、底盤、驅動、變速箱等構件，而是由電池板、儲電器和電機組成。車的行駛快慢只要控制輸入電機的電流就可以解決。目前此類太陽能汽車的車速最高能達到100km/h以上，而無太陽光的情況下最大續行能力在100km左右。

二是將太陽能用作汽車輔助設備能源，制造和其他能量混合驅動的汽車。復合能源汽車外觀與傳統汽車相似，只是在車表面加裝了部分太陽能吸收裝置，比如車頂電池板，用于給蓄電池充電或直接作為動力源。這種汽車既有汽油發動機，又有電動機，汽油發動機驅動前輪，蓄電池給電動機供電驅動后輪。電動機用于低速行駛。當車速達到某一速度以后，汽油發動機啟動，電動機脫離驅動軸，汽車便像普通汽車一樣行駛。6.2.2新能源汽車4.太陽能汽車（2）太陽能汽車的優點及不足

汽車利用太陽能作為動力不會污染環境，相比傳統熱機驅動的汽車，太陽能汽車是真正的零排放。太陽能是“取之不盡，用之不竭”的清潔能源，因此太陽能汽車的研究開發長期以來一直受到普遍關注。但太陽能汽車制造成本過高，行駛里程不長，因此還沒有實用化。（3）發展前景

2022年6月，中國首款完全依靠純太陽能驅動，不使用任何化石燃料和外部電源，真正實現零排放，引領前沿技術的智能網聯汽車“天津號”在中新生態城首次公開亮相。圖6-26“天津號”純太陽能汽車6.2.2新能源汽車5.天然氣汽車（1）天然氣汽車的工作原理根據天然氣使用燃料、使用形態和使用方法的不同，天然氣汽車可分為壓縮天然氣汽車、液化天然氣汽車和吸附天然氣汽車。壓縮天然氣汽車是指將天然氣以高壓狀態儲存在車載高壓儲氣瓶中作為燃料的汽車。壓縮天然氣一般指經加壓到20MPa左右，可供車輛發動機作為燃料使用的氣態天然氣（主要成分為甲烷）。液化天然氣汽車是指將天然氣低溫液化并儲存在車載絕熱儲氣罐中作為燃料的汽車。一般以-162℃的低溫將天然氣以液態儲存在儲氣罐內。吸附天然氣汽車是指將天然氣以中壓狀態儲存在吸附罐中作為燃料的汽車。吸附天然氣是指利用某些物質對天然氣的吸附效應，以常壓或低壓狀態儲存在其載體中的天然氣。某些物質在不太高的壓力下（3.5~6MPa），可吸附100~180倍體積的天然氣，理論上可達到20MPa時壓縮天然氣的儲氣量。圖6-27

大眾探索天然氣等新能源車e-Up6.2.2新能源汽車5.天然氣汽車（2）天然氣的優點一是來源豐富。二是經濟性好。三是排放污染少。（3）天然氣的不足一是動力性較低。二是儲氣瓶占用空間較大。三是建站費用高。（4）天然氣在汽車上的應用前景

天然氣是一種比較優質的代石油燃料。根據天然氣的發展勢頭，二三十年后在世界能源消費格局中天然氣將有可能向石油挑戰，在此期間天然氣汽車也會得到迅速發展。6.2.2新能源汽車6.液化石油氣汽車（1）液化石油氣汽車工作原理

液化石油（LiquidPetrolGas，LPG）是—種在大氣溫度條件下，只要稍加壓力（1.6MPa左右）便成為液態的碳氫化合物的混合物（主要成分為丙烷和丁烷）。將石油氣在低壓狀態以液態儲存在車載儲氣瓶中作為燃料的汽車稱為液化石油氣汽車。圖6-28

寶馬液化石油汽車GP3.10（2）液化石油氣的優點一是經濟性好；二是環境污染??；三是發動機使用壽命長。6.2.2新能源汽車6.液化石油氣汽車（3）液化石油氣汽車的不足

一是儲運性能差。液化石油氣在常溫下為氣態，這使得其儲運性能較差。為了儲運液化石油氣，通常采用將壓縮天然氣充入車用氣瓶內的方法，這不僅增加了汽車的自重，還減少了載貨空間。雖然可以通過深冷液化技術制成液化天然氣，但這種方法技術復雜，生產成本高。二是充氣的續駛里程短。相同氣缸容量的汽車，液化石油氣汽車的續航里程較汽油車短，需要頻繁充氣，給用戶帶來不便。三是充氣站較少。液化石油氣汽車的充氣站相對較少，尤其是在偏遠地區或遠離市區的地方，這限制了液化石油氣汽車的遠行能力。（4）液化石油氣在汽車上的應用前景

隨著技術的不斷進步、環保要求的日益嚴格和政策的持續支持，液化石油氣汽車因其經濟性和環保性的優勢在今后的一定時期或一定的區域內，會有較大的市場與發展空間。6.2.2新能源汽車7.醇類燃料汽車（1）醇類燃料汽車的工作原理

醇類燃料汽車的工作原理主要基于雙燃料供給系統，通過改變發動機參數使其能夠識別和充分燃燒甲醇或乙醇。甲醇汽車的工作原理主要是通過甲醇作為燃料，利用內燃機或燃料電池系統產生動力。甲醇汽車可以直接使用甲醇作為燃料，通過內燃機燃燒產生動力。

乙醇汽車的工作原理與汽油汽車相似，都是利用燃料與空氣混合后在火花塞的點燃下產生能量。在我國，乙醇汽油是按照90%的普通汽油與10%的燃料乙醇的比例調和而成的。這種燃料不僅性能接近普通汽油，適合于火花點火式發動機使用，而且由于其含氧量高，有助于燃燒更完全，從而有助于減少碳氫化合物和一氧化碳的排放，降低環境污染。圖6-29豐田乙醇燃料汽車6.2.2新能源汽車7.醇類燃料汽車（2）醇類燃料汽車的優點①來源較為豐官，且具有一定的可再生性；②可提高燃燒效率；③可降低排放污染。（3）醇類燃料汽車的不足①低溫起動性較差②酵與汽油易分層③醇有腐蝕作用④甲醇有劇毒（4）醇類燃料汽車發展前景

目前世界上已有40多個國家不同程度應用乙醇汽車，有的已達到較大規模的推廣，乙醇汽車的地位日益提升。由于甲醇的來源主要是化工副產品，或從其他重要能源轉換而得，而乙醇雖然有一定的再生性，但以糧食作物為原料又使它具有了一定的局限性，加之成本較高，這些因素使得醇類燃料從世界范圍看尚不可能成為基本的代石油能源，只能作為汽車能源的局部補充。6.2.2新能源汽車8.生物柴油汽車

（1）生物柴油汽車的工作原理

乙醇汽車的工作原理與汽油汽車相似，都是利用燃料與空氣混合后在火花塞的點燃下產生能量。在我國，乙醇汽油是按照90%的普通汽油與10%的燃料乙醇的比例調和而成的。這種燃料不僅性能接近普通汽油，適合于火花點火式發動機使用，而且由于其含氧量高，有助于燃燒更完全，從而有助于減少碳氫化合物和一氧化碳的排放，降低環境污染。圖6-30美國生物柴油車6.2.2新能源汽車8.生物柴油汽車

（2）生物柴油汽車的優勢

①具有優良的環保特性；

②具有較好的安全性能；

③具有良好的燃料性能。（3）生物柴油汽車的發展

人類很早就開始探索生物柴油的應用，最早關于生物柴油的記錄可以追溯到19世紀末，德國工程師魯道夫?狄塞爾研制了第一臺使用花生油作為燃料的柴油發動機。20世紀50年代末60年代初，人們開始研究生物柴油及其生產技術。到了20世紀80年代至90年代，生物柴油生產技術逐漸成熟，德國、奧地利、美國等發達國家開始大力推廣生物柴油的應用。21世紀以來，隨著環保意識的提高和政策的推動，生物柴油汽車在全球范圍內迅速發展，成為新能源領域的重要組成部分。請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車1.智能網聯汽車的概念智能網聯汽車是人工智能、信息通信、大數據技術、云計算、物聯網等技術在汽車領域應用的關鍵載體，融合智慧城市、智慧交通、智慧服務于一體，使車輛與外部節點實現信息共享和協同控制，以達到車輛安全、有序、高效、節能行駛的新一代車輛體系。2.智能網聯汽車發展現狀近年來，智能網聯汽車產業備受關注，各個國家和地區都將其放在核心戰略地位并取得大量技術進展與突破。2023年，L2級智能網聯乘用車銷量995.3萬輛，市場滲透率達47.3%。美國主機廠和科技公司在智能網聯汽車基礎軟件、核心芯片、激光雷達等方面保持領先優勢。歐洲L3級自動駕駛車輛開始進入市場，整車企業和汽車電子零部件供應商面向高級別自動駕駛正在加速轉型。我國智能網聯汽車產業鏈已經基本完備，部分關鍵技術研發處于全球并跑階段，不同等級自動駕駛技術逐步進入市場。2024年1-5月，我國L2級智能網聯乘用車月度滲透率突破50%，市場規?？焖贁U展。請輸入您的標題AB6.2.3智能網聯汽車3.智能網聯汽車的關鍵技術（1）車路云一體化技術①車路云一體化概念車路云一體化指的是通過新一代信息與通信技術，將人、車、路、云的物理空間和信息空間融合為一體，實現智能網聯汽車交通系統的安全、節能、舒適及高效運行的信息物理系統。通俗來說，“車路云一體化”可以理解為“聰明的車+智慧的路+強大的云”。這里的“聰明的車”指的是具備高度智能化和自動化能力的汽車。和普通汽車相比，它們加裝了自動駕