电动汽车是未来汽车的发展趋势。本书系统介绍了电动汽车整体设计、三电系统设计、电动汽车底盘与车身设计等内容。电动汽车整体设计部分从设计总体框架、设计任务书编制、详细设计阶段、制造工艺和全过程成本控制等方面展开叙述；三电系统设计部分从电驱动系统、动力电池与高压电气系统展开叙述；电动汽车底盘设计部分包括悬架系统、转向系统、汽车制动系统以及线控底盘设计等部分，并详细介绍了电动汽车底盘性能开发；电动汽车车身设计部分则从车身结构设计开始，结合轻量化设计和碰撞安全性设计展开叙述。每章内容由本章导学和学习目标引入，各部分附有习题，并选取企业真实案例作为拓展阅读。
本书可作为高等院校车辆工程相关专业的教材或参考书，也可供电动汽车设计开发相关人员学习参考。

1.响应时代与国家战略需求：契合新一轮科技革命和产业变革趋势，顺应汽车产业向新能源、智能化转型方向。紧密对接《中国制造2025》对节能与新能源汽车的重点发展战略，满足国家对新能源汽车产业技术人才培养需求，为我国电动汽车产业发展提供知识支持与人才储备指引。
2. 专业团队联合打造：由湖南大学一线资深学者与广州汽车集团股份有限公司设计生产一线资深工程师共同编写。融合学术理论深度与企业实践前沿性，确保知识体系既具系统性，又紧密贴合生产实际，让读者学到的知识能直接应用于产业实践。
3. 内容全面且体系完整：作为新工科·智能电动车辆卓越工程师培养系列教材之一，与系列其他书籍共同涵盖智能新能源汽车设计、控制、制造与系统工程多方面。本书聚焦电动汽车设计与制造，全方位覆盖电动汽车整体、三电系统、底盘与车身设计，从设计框架、任务书编制到制造工艺、成本控制，以及各系统关键技术，构建完整知识体系，让学生全面掌握电动汽车开发知识。
4. 理论与实践深度融合：不仅阐述电动汽车设计与制造基础理论，还引入企业真实设计案例。通过实际案例分析，让学生熟悉并掌握电动汽车开发主要工艺和设计方法，解决高校新能源汽车课程理论与实践脱节问题，培养学生创新精神和实践能力 ，使其更符合企业对人才的实际需求。
5. 紧跟产业发展趋势：及时反映全球汽车电动化进程，展现行业新动态。教材知识体系契合产业技术发展，将制造一线应用的新技术、新工艺融入其中，保证内容时效性和实用性，使读者所学知识与行业前沿同步。

《中国制造2025》提出将节能与新能源汽车作为重点发展领域，明确了继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展，掌握汽车低碳化、信息化、智能化核心技术，提升动力电池、驱动电机、高效内燃机、先进变速器、轻量化材料、智能控制等核心技术的工程化和产业化能力，形成从关键零部件到整车的完整工业体系和创新体系，推动自主品牌节能与新能源汽车同国际先进水平接轨的发展战略，为我国节能与新能源汽车产业发展指明了方向。
电动化领域，在各国政府的积极推动和主要汽车制造商的努力下，基于动力电池技术进步和成本降低，全球汽车电动化进程不断加快。据国际能源机构预测，到2030年电动汽车将占世界汽车销量的30%。2023年，我国新能源汽车产销量分别为958.7万辆和949.5万辆，连续9年保持全球第一。从新能源汽车行业产销量结构来看，纯电动汽车仍占据市场主流地位。2023年我国纯电动汽车产量达670.4万辆，销量达668.5万辆，在新能源汽车产销量中占比超六成。
发展电动汽车是我国的重要国策，随着我国电动汽车相关产业的高速发展，需要大量的产业技术人才提供支持，而目前中高端人才市场存在着巨大的缺口。对于高校来说，车辆工程专业的主要培养目标是为产业培养亟需的技术人才，而目前从整个课程体系来说，涉及新能源汽车的相关课程仍不够完善。因此，亟需系统性介绍新能源汽车的教材，并能够与产业深度结合，同时具备较好的理论性和工程实用性。
本书结合编者及其教学科研团队十余年来的科研与实践工作经验，立足电动汽车设计与制造的基础理论与实际应用，与广州汽车集团股份有限公司等企业深度合作，旨在为学生打造一个完整的电动汽车设计体系框架，并由企业提供真实的设计案例，让学生熟悉并掌握电动汽车开发的主要工艺和设计方法。
感谢广汽乘用车技术中心领导和工程师们对本书编写相关工作的大力支持，同时感谢蒋平先生、黄江教授、任立海教授、王方教授和徐磊先生等兄弟院校和企业界同仁对本书提出的建设性意见。
由于编者水平和条件有限，书中难免有不妥和错漏之处，恳请批评指正！

编　者

李凡，湖南大学机械与运载工程学院副教授，博士研究生导师。主要研究方向为汽车主被动安全与智能化，与多家汽车与零部件企业开展技术合作，成果广泛应用与汽车整车相关领域。汽车安全技术领域，牵头攻克了手机检测汽车碰撞技术，牵头建立了两项汽车安全测试行业标准规程，建立了一个碰撞事故云端自动分析数据系统，将被动安全技术应用与飞行员保护完成了多项舰载机飞行员脊椎防护研究和舰载机装备优化设计；智能化领域，将智能与传统技术结合，攻克了汽车转向系统智能化标定技术，实现了分布式驱动及转向底盘系统的自动驾驶功能，运用V2X技术实现了智能头盔碰撞预防，建立了基于工业视觉机器人的军用航空发动机零件分类产线平台。

丛书序
前言
第1部分　电动汽车整体设计
第1章　设计总体框架2
1.1?电动汽车开发一般流程2
1.1.1　新车型的开发类型2
1.1.2　电动汽车开发流程3
1.2?新车型开发的主要部门与任务解析9
1.2.1　新车型开发涉及的主要部门9
1.2.2　各设计部门的输入、输出与衔接10
第2章　前期阶段（设计任务书编制）12
2.1?设计任务书编制13
2.1.1　车型分类14
2.1.2　市场定位14
2.1.3　标杆车型分析（Benchmark）15
2.2?法规与汽车设计16
2.2.1　法规在设计中的角色16
2.2.2　公告目录与召回17
2.3?主要设计参数选取与匹配计算18
2.3.1　电驱动系统布置形式选择18
2.3.2　整车尺寸与质量参数选取与计算19
第3章　详细设计阶段28
3.1?整车总布置29
3.1.1　平台化开发29
3.1.2　电动汽车整车坐标系30
3.1.3　底盘总布置30
3.1.4　车身总布置33
3.1.5　总布置图绘制36
3.1.6　动态校核37
3.2?整车性能开发38
3.2.1　集成的意义38
3.2.2　性能开发主要方法和工具39
3.3?整车功能开发43
3.3.1　功能的定义44
3.3.2　整车功能清单44
3.3.3　整车功能的实现45
3.3.4　功能安全、预期功能安全与信息安全46
第4章　制造工艺和全过程成本控制50
4.1?电动汽车制造工艺50
4.1.1　冲压工艺50
4.1.2　焊装工艺51
4.1.3　涂装工艺52
4.1.4　总装工艺53
4.1.5　动力电池制造工艺53
4.1.6　驱动电机制造工艺54
4.1.7　电控系统制造工艺54
4.1.8　车身压铸工艺55
4.1.9　尺寸工程56
4.1.10　制造数字化56
4.2?全过程成本控制58
4.2.1　成本的定义58
4.2.2　成本的分类58
4.2.3　成本管理在汽车设计中的重要性59
4.2.4　全过程成本管理60
4.2.5　技术降本的主要手段63
习题66
拓展阅读66
第2部分　三电系统设计
第5章　电驱动系统设计70
5.1?基本设计要求与思路70
5.1.1　电驱动系统基本设计要求与思路70
5.1.2　动力系统布置形式选取71
5.1.3　驱动电机关键参数匹配计算73
5.2?整车控制系统设计83
5.2.1　整车控制系统的主要功能83
5.2.2　整车控制系统的开发流程84
5.2.3　VCU主要功能模块设计85
第6章　动力电池与高压电气系统设计98
6.1?基本设计要求与思路98
6.1.1　动力电池系统设计的要求和基本准则98
6.1.2　动力电池系统的设计思路和开发流程99
6.2?单体电池设计与选型100
6.2.1　单体电池的结构与工作原理100
6.2.2　单体电池的设计与选型106
6.3?动力电池系统结构设计110
6.3.1　电池模组结构设计111
6.3.2　电箱结构设计113
6.3.3　安全防护设计116
6.3.4　电池包内部电气系统设计120
6.4?电池管理系统设计125
6.4.1　电池状态监测127
6.4.2　电池状态估计128
6.4.3　电池安全保护133
6.4.4　电池充放电控制与能量管理133
习题135
第3部分　电动汽车底盘设计
第7章　电动汽车底盘的性能指标设计要求概述138
7.1?电动汽车操纵稳定性138
7.1.1　质心侧偏角139
7.1.2　车辆直接横摆力矩控制（DYC）系统139
7.2?电动汽车平顺性140
7.3?电动汽车主动安全性141
7.4?电动汽车结构可靠性143
第8章　悬架系统设计144
8.1?悬架系统设计基本要求与思路144
8.2?电动汽车悬架选型145
8.2.1　悬架的分类145
8.2.2　悬架的类型147
8.2.3　前悬选型与设计147
8.2.4　后悬选型与设计149
8.3?电动汽车悬架的主要零部件设计150
第9章　电动汽车转向系统设计155
9.1?电动汽车转向系统设计要求155
9.2?电动汽车转向系统选型157
9.2.1　阿克曼转向系设计157
9.2.2　差速转向设计159
9.2.3　四轮独立转向设计159
9.3?电动汽车转向的主要零部件设计161
第10章　电动汽车制动系统设计164
10.1?电动汽车制动系统164
10.1.1　再生制动系统的主要影响因素164
10.1.2　电动汽车制动系统的设计要求165
10.2?电动汽车制动系统结构形式166
10.2.1　摩擦制动系统166
10.2.2　再生制动系统168
10.2.3　复合制动系统168
10.3?电动汽车制动系统的主要零部件设计169
10.3.1　卡钳和制动盘设计169
10.3.2　制动液压系统169
10.3.3　驻车制动系统设计170
10.3.4　主动安全系统172
第11章　线控底盘设计174
11.1?线控底盘构成和设计要求174
11.1.1　线控底盘构成174
11.1.2　线控底盘系统特点和设计要求177
11.2?线控制动系统设计178
11.2.1　线控制动系统概述178
11.2.2　线控制动系统组成178
11.2.3　线控制动系统设计流程182
11.3?线控转向系统设计185
11.3.1　线控转向系统概述185
11.3.2　线控转向系统组成185
11.3.3　线控转向系统设计188
11.4?滑板底盘的结构及应用189
11.4.1　滑板底盘概述189
11.4.2　滑板底盘的特点及组成190
11.4.3　滑板底盘的应用192
11.5?其他智能辅助驾驶192
第12章　电动汽车底盘性能开发196
12.1?底盘性能开发流程196
12.2?主客观评价方式197
12.2.1　客观评价体系197
12.2.2　主观评价体系197
12.3?电动汽车操纵稳定性设计198
12.3.1　稳态特性199
12.3.2　瞬态特性200
12.3.3　工程实例：某A0级乘用车整车操纵性能试验201
12.4?电动汽车舒适性开发204
12.4.1　典型路面激