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《现代汽车工程基础与实践》 图书简介 《现代汽车工程基础与实践》旨在为汽车技术领域的新手和希望拓宽知识面的专业人士提供一个全面而深入的学习平台。本书聚焦于当前汽车工业中最核心、最具前沿性的技术领域，从传统的机械原理到最新的电动化、智能化趋势，构建了一个结构清晰、内容详实的知识体系。它不仅仅是一本理论教材，更是一本强调实际应用和解决问题能力的工具书。 第一部分：传统汽车动力系统与底盘技术 本部分深入剖析了内燃机（ICE）技术的基础原理与现代发展。内容涵盖了汽油机和柴油机的热力学循环、配气机构、燃油喷射系统（包括高压共轨技术GDI/Diesel）的工作原理、性能优化以及排放控制技术（如SCR、DPF、EGR）。我们详细阐述了发动机的电控单元（ECU）如何通过复杂的算法实现精确控制，以及如何进行故障诊断和性能调校。 在底盘技术方面，本书全面介绍了现代汽车的结构、材料应用及其力学特性。转向系统部分，我们详细对比了液压助力转向（HPS）与电动助力转向（EPS）的优劣，并深入探讨了可变比转向和线控转向技术的未来方向。制动系统部分，重点讲解了防抱死制动系统（ABS）、电子制动力分配（EBD）、牵引力控制系统（TCS）以及车身电子稳定系统（ESC）的控制逻辑和传感器技术。悬架系统部分，则从基础的麦弗逊式、多连杆式结构入手，延伸至主动悬架和电磁悬架等先进技术，分析其对车辆操控性、稳定性和舒适性的影响。 第二部分：汽车电气化与新能源技术 随着汽车行业向电动化转型，本书投入大量篇幅讲解了新能源汽车（NEV）的核心技术。 2.1 动力电池系统（BMS）： 深入探讨了锂离子电池的化学原理、电芯结构、电池包设计，以及电池管理系统（BMS）的关键功能，包括SOC（荷电状态）、SOH（健康状态）的精确估算、热管理策略（液冷、风冷、直冷）的实现，以及高压安全保护机制。我们还讨论了固态电池等下一代电池技术的发展潜力。 2.2 电驱动系统： 详细解析了永磁同步电机（PMSM）、交流异步电机（Induction Motor）的结构、工作特性及效率曲线。重点讲解了电机控制器（MCU/Inverter）的三电控制（电压、电流、转矩）策略、空间矢量调制（SVM）技术，以及如何通过能量回收（Regenerative Braking）提高续航里程。 2.3 整车能量管理与充放电技术： 分析了混合动力汽车（HEV/PHEV）的串联、并联、混联架构的特性，以及最优的动力分配策略。高压充电系统部分，涵盖了交流慢充和直流快充的协议标准（如CCS, CHAdeMO, GB/T），车载充电机（OBC）的工作原理，以及双向充放电（V2G/V2H）技术的应用前景。 第三部分：汽车电子、信息与智能驾驶 现代汽车是高度集成的移动计算平台，本部分聚焦于支撑智能化的电子架构和软件定义汽车（SDV）的关键技术。 3.1 车载电子控制单元（ECU）与网络通信： 讲解了CAN、LIN、FlexRay等传统总线技术，并着重介绍了面向高带宽、低延迟需求的车载以太网（Automotive Ethernet）标准及其在域控制器架构中的应用。软件架构方面，探讨了AUTOSAR标准在保障功能安全和软件可移植性中的作用。 3.2 传感器技术与感知系统： 全面覆盖了构建自动驾驶“眼睛”的关键传感器。雷达技术部分，区分了毫米波雷达（FMCW）的工作原理、目标检测与跟踪算法，以及角雷达的应用。激光雷达（LiDAR）部分，介绍了机械式与固态激光雷达的优劣，以及点云数据的处理方法。摄像头技术则重点分析了图像处理、目标识别、语义分割等深度学习在视觉感知中的应用。 3.3 定位、决策与控制： 论述了高精度定位技术，包括GNSS、惯性测量单元（IMU）的融合定位（SLAM技术），以及高精地图（HD Map）的作用。决策规划部分，探讨了基于行为预测和轨迹优化的路径规划算法（如模型预测控制MPC）。最后，本书阐述了线控技术（Brake-by-Wire, Steer-by-Wire）如何作为底层执行机构，实现对车辆的精确、可靠控制，为L3及以上级别的自动驾驶奠定基础。 第四部分：汽车设计、制造与质量管理 本部分将视角从系统内部转向了整车的产品生命周期。 4.1 结构设计与CAE分析： 探讨了车身结构设计中的轻量化策略，包括高强度钢、铝合金、碳纤维复合材料在车身中的应用。重点介绍了计算机辅助工程（CAE）在碰撞安全（Crashworthiness）、NVH（噪声、振动与声振粗糙度）分析以及结构强度验证中的核心作用。 4.2 现代制造工艺： 详细介绍了焊装、涂装、总装三大工艺流程的自动化水平。特别关注了面向新能源汽车的电池包结构件的精密制造技术、机器人应用的深度拓展，以及工业物联网（IIoT）在提高生产效率和可追溯性方面的实践。 4.3 质量与可靠性工程： 讲解了汽车行业特有的质量管理体系（如IATF 16949），失效模式与影响分析（FMEA）在设计和过程控制中的应用，以及如何通过可靠性测试（HALT/HASS）确保电子电气系统的长期稳定运行。 总结与展望 本书以严谨的工程思维为指导，内容涵盖了从基础理论到尖端应用的广阔领域。它致力于培养读者系统思考、跨学科融合的能力，使技术人员能够在新技术浪潮中保持敏锐的洞察力，并具备解决复杂工程问题的能力。无论是汽车工程专业的学生，还是渴望转型的工程师，都能从本书中获取所需的深度知识和前沿视角。
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