本书精选汽车史上有意义的200多项创新技术与设计，以及60多位重要创新发明者的故事，配合丰富珍贵的技术专利图和结构原理图，以通俗易懂、轻松阅读的形式，介绍蒸汽汽车、电动汽车、燃油汽车、新能源汽车以及智能网联汽车的创新技术和设计演变，并展望未来汽车技术与设计趋势。

本书按汽车类型和汽车结构总成，分别介绍了内燃机、底盘结构、车身设计、制造工艺、动力蓄电池、新能源汽车、电气化与智能化等关键创新技术与设计，既有关键创新故事，又有结构原理讲解，适合对汽车技术与设计创新感兴趣的读者、汽车行业从业人员、汽车相关专业学生、发明创造爱好者们阅读使用。

陈新亚，汽车知识杂志总编辑，主要著作包括《汽车为什么会跑 图解汽车构造与原理》《汽车1000个为什么》《汽车科学解密 会跑的科学课》《图解汽车大百科》《汽车是怎样设计的》《玩转四驱 图解四驱汽车构造与越野驾驶》《视频图解新能源汽车构造与原理》《老爷车  图说历史级世界名车》等40多种汽车科普图书。

前 言 汽车进化论

第1篇 早期车辆动力竞争 1

汽车创新名人堂（一） 2

第1章 蒸汽动力率先上路 3

1.1 蒸汽模型车/南怀仁 3

1.2 蒸汽原型车/尼古拉斯·约瑟夫·居纽 4

1.3 高压蒸汽车/理查德·特雷维西克 5

1.4 实用蒸汽汽车/阿梅迪·波利 7

第2章 电力驱动紧随其后 10

2.1 电池/亚历山大·伏特 10

2.2 铅酸蓄电池/加斯顿·普兰特 11

2.3 电动机与发电机/迈克尔·法拉第 12

2.4 实用直流电机/托马斯·达文波特 15

2.5 电动三轮汽车/古斯塔夫·特鲁夫 17

2.6 交流电机/尼古拉·特斯拉 18

2.7 换电模式电动汽车/查尔斯·简托德 20

2.8 电动汽车再生制动/达拉克 22

第3章 内燃机汽车后来居上 24

3.1 内燃机/艾蒂安·勒努瓦 24

3.2 四冲程循环内燃机/尼古拉斯·奥托 26

3.3 汽油发动机/戈特利布·戴姆勒 28

3.4 两轮摩托车/戈特利布·戴姆勒 30

3.5 三轮汽车/卡尔·本茨 31

3.6 四轮汽车/戈特利布·戴姆勒 34

3.7 汽车长途旅行/伯塔·本茨 35

3.8 柴油发动机/鲁道夫·狄赛尔 37

第4章 混合动力昙花一现 40

4.1 轻混合动力汽车/亨利·戴 40

4.2 串联式混合动力汽车/费迪南德·保时捷 40

4.3 并联式混合动力汽车/亨利·皮珀 42

第2篇 内燃机的黄金时代 43

汽车创新名人堂（二） 44

第5章 基本结构：从单缸到W18缸 45

5.1 四缸发动机、蜂窝式散热器/威廉·迈巴赫 45

5.2 整体式气缸/亨利·福特 46

5.3 铝合金活塞/沃尔特·宾利 48

5.4 V16缸发动机/凯迪拉克 49

5.5 W18 和 W16发动机/布加迪 50

5.6 复合铝镁合金缸体/宝马 51

5.7 无缸套技术/福特PTWA 52

第6章 配气机构：从两气门到电子气门 53

6.1 顶置气门/大卫·别克 53

6.2 双顶置凸轮轴/欧内斯特·亨利 54

6.3 每缸4气门设计/奔驰、布加迪 55

6.4 可变气门/本田VTEC 57

6.5 电子气门/宝马Valvetronic 58

第7 章 进气控制：从机械增压到电动涡轮 60

7.1 机械增压器/罗茨兄弟、奔驰 60

7.2 涡轮增压器/阿尔弗雷德·布黑、桑福德·莫斯 61

7.3 涡轮增压器中冷器/保时捷911 64

7.4 涡轮增压器独立冷却/大众 64

7.5 可变涡轮几何叶片/保时捷 65

7.6 双涡流增压器/宝马 66

7.7 机械和涡轮双增压器/大众 67

7.8 电动涡轮增压器/奥迪、奔驰 67

7.9 连续可变长度进气歧管/宝马 69

第8 章 燃油喷射：从化油器到电控双喷 70

8.1 化油器/查尔斯·杜里埃 70

8.2 机械式燃油喷射/博世 71

8.3 电子式燃油喷射/博世 71

8.4 燃油缸内直喷/乔纳斯·赫塞尔曼 73

8.5 氧传感器/博世 74

8.6 汽油缸内直喷+涡轮增压/奥迪TFSI 74

8.7 燃油双喷射发动机/丰田 75

第9章 点火起动：从手摇起动到自动起停 76

9.1 火花塞点火系统/罗伯特·博世 76

9.2 电动起动/查尔斯·凯特林 77

9.3 自动起停功能/丰田 79

第10章 燃烧控制：从预燃烧室到阿特金森 81

10.1 复合涡流可控燃烧/本田CVCC 81

10.2 预燃烧室燃烧技术/奔驰、玛莎拉蒂 84

10.3 火花控制压燃点火/马自达SPCCI 86

10.4 阿特金森循环/詹姆斯·阿特金森 87

10.5 阿特金森循环发动机/丰田 87

10.6 米勒循环/拉尔夫?米勒 89

10.7 可变压缩比/萨博、日产 91

10.8 可变缸技术/通用 92

10.9 排气再循环（EGR）/大众 93

第11章 奇思妙想：从转子发动机到氢动力 94

11.1 转子发动机/菲利克斯·汪克尔 94

11.2 转子发动机跑车/马自达 96

11.3 氢动力发动机/宝马 98

11.4 动能回收系统/马自达 99

11.5 催化转化器/尤金·胡德里 99

第3篇 底盘结构百年进化 101

汽车创新名人堂（三） 102

第12章 变速器：从手动变速到无级变速 103

12.1 同步器式手动变速器/厄尔·汤普森 103

12.2 自动变速器/厄尔·汤普森 104

12.3 无级变速器/米尔顿·里维斯 107

12.4 手自一体式变速器/保时捷Tiptronic 108

12.5 双离合变速器/大众 109

12.6 自动离合变速器（AMT）/法拉利 110

12.7 7速手动变速器/保时捷 110

第13章 转向系统：从液压助力到线控转向 111

13.1 液压助力转向/弗朗西斯·戴维斯 111

13.2 电子液压随速助力转向/斯巴鲁 112

13.3 电动助力转向（EPS） /铃木 113

13.4 可变齿比转向系统/本田 114

13.5 主动转向系统/宝马 115

13.6 动态转向系统/奥迪 116

13.7 四轮转向系统/本田 117

13.8 线控转向系统/英菲尼迪 118

第14章 传动方式：从直接传动到智能四驱 119

14.1 前置后驱设计/潘哈德·勒瓦索 119

14.2 直接传动系统/路易斯·雷诺 120

14.3 前纵置前驱设计/雪铁龙 121

14.4 前横置前驱微型车设计/阿莱克·伊西戈尼斯 122

14.5 四轮驱动设计/世爵60HP 123

14.6 前后双发动机设计/阿尔法·罗密欧 124

14.7 四轮驱动轿车设计/奥迪quattro 125

14.8 前后双变速器四驱系统/法拉利FF 127

14.9 电子限滑辅助/奔驰4ETS 128

14.10 轴间转矩控制系统/奥迪 129

第15章 制动系统：从鼓式制动到空气制动 131

15.1 鼓式制动器/路易斯·雷诺 131

15.2 盘式制动器/弗雷德里克·兰彻斯特 132

15.3 液压助力制动系统/马尔科姆·洛克希德 134

15.4 通风式制动盘/保时捷 135

15.5 陶瓷复合制动盘/保时捷 135

15.6 防抱死制动系统（ABS）/博世、奔驰 136

15.7 尾翼空气制动/布加迪威航 138

第16章 悬架系统：从钢板弹簧到电磁悬架 139

16.1 四轮独立悬架/奔驰 139

16.2 双叉臂式悬架/雪铁龙 139

16.3 扭力梁式悬架/雪铁龙 140

16.4 液压气动悬架/保罗·马盖斯 140

16.5 麦弗逊式悬架/厄尔·麦弗逊 142

16.6 空气悬架/凯迪拉克、奔驰 144

16.7 多连杆式悬架/奔驰 145

16.8 主动车身控制系统/奔驰 146

16.9 电磁悬架/凯迪拉克 147

16.10 自适应液压减振器/奔驰 148

16.11 电子式主动稳定杆/宝马 148

16.12 动态发动机支座/保时捷 150

16.13 可回收能量悬架系统/奥迪 150

16.14 侧面主动防护系统/奥迪 151

第17章 轮胎：从充气轮胎到防爆轮胎 152

17.1 充气轮胎/约翰·邓?普 152

17.2 胎压监测系统/通用 153

17.3 防爆轮胎/宝马 154

第4篇 车身造型与安全设计 155

汽车创新名人堂（四） 156

第18章 整车设计：从马车样式到楔形车身 157

18.1 现代式汽车设计/威廉·迈巴赫 157

18.2 现代方程式赛车设计/保时捷 158

18.3 概念车设计/哈利·厄尔 159

18.4 尾鳍造型设计/哈利·厄尔 160

18.5 楔形车身设计/马塞洛·甘迪尼 161

18.6 “折纸”车身造型/乔盖托·乔治亚罗 162

18.7 轻型越野车设计/威利斯“吉普” 164

18.8 运动型多功能车（SUV）设计/吉普 165

18.9 多用途车辆（MPV）设计/克莱斯勒 166

第19章 车身空气动力学设计 167

19.1 流线型车身设计/汉斯·列德文克 167

19.2 风洞测试设计/克莱斯勒“气流” 167

19.3 空气动力学计算设计/马尔科姆·塞耶 169

19.4 赛车定风尾翼/柯林·查普曼 171

19.5 赛车地面效应/柯林·查普曼 172

19.6 主动空气动力学系统/兰博基尼ALA 174

19.7 自动挡风系统/奔驰 175

19.8 车身气流通道/宝马、法拉利、布加迪 176

19.9 车底板涡旋发生器/奥迪 177

第20章 车身个性设计 178

20.1 鸥翼式车门设计/奔驰300SL 178

20.2 剪刀式车门设计/马切洛·甘迪尼 178

20.3 蝶翼式车门设计/迈凯伦F1 178

20.4 旋转式车门设计/柯尼赛克CC 179

20.5 鹰翼式车门设计/特斯拉 Model X 179

20.6 头颈暖风系统/奔驰 179

20.7 硬顶敞篷车身设计/布鲁诺·萨科 180

20.8 “火焰曲面”车身设计/克里斯·班格 181

第21章 车身结构与安全设计 182

21.1 承载式车身设计/蓝旗亚Lambda 182

21.2 车身被动安全设计/贝拉·巴恩伊 183

21.3 安全气囊/约翰·赫特里克 186

21.4 三点式安全带/尼尔斯·博林 188

21.5 预紧式安全带/奔驰 190

第5篇 造车技艺世纪变革 191

第22章 制造材料：从低碳钢到碳纤维 192

22.1 镀锌钢板 192

22.2 铝制车轮/埃托雷·布加迪 193

22.3 铝制车身/奥迪ASF 194

22.4 玻璃纤维车身/雪佛兰 195

22.5 碳纤维单体车身/捷豹 195

第23章 制造方式：从标准化到模块化 197

23.1 零部件标准化/亨利·利兰 197

23.2 流水线生产/亨利·福特 198

23.3 一体化压铸/特斯拉 199

23.4 模块化平台/大众MQB 200

第6篇 电动势力卷土重来 201

第24章 电池与电机：从镍氢电池到扁线电机 202

24.1 镍氢电池 202

24.2 锂离子电池/索尼 202

24.3 无模组（CTP）技术/宁德时代 203

24.4 动力蓄电池底盘一体化（CTC）/特斯拉 204

24.5 电池管理系统(BMS) /特斯拉 205

24.6 扁线电机/雪佛兰 206

第25章 电驱动：从轻混合动力到纯电动 207

25.1 48V电气系统/奥迪等 207

25.2 混合动力汽车/丰田普锐斯 207

25.3 插电式混合动力汽车/比亚迪F3DM 208

25.4 纯电动汽车/通用EV1 209

25.5 锂离子电池汽车/日产、特斯拉 210

25.6 燃料电池测试车/通用 210

25.7 燃料电池汽车/丰田 211

25.8 800V高压平台/保时捷 212

第7篇 从电气化到智能网联 213

第26章 电气配置：从碳丝电灯到激光灯 214

26.1 乙炔灯 214

26.2 电气照明系统/凯迪拉克 214

26.3 氙气前照灯/宝马、奔驰 215

26.4 随动转向前照灯/塔克、雪铁龙 216

26.5 LED前照灯/雷克萨斯、奥迪 216

26.6 矩阵式LED前照灯/奥迪 217

26.7 激光前照灯/宝马、奥迪 218

26.8 汽车空调/帕卡德、凯迪拉克 219

26.9 自动刮水器/约翰·奥森 220

第27章 座舱控制：从车速表到远程升级 222

27.1 电磁式车速表/奥托·舒尔茨 222

27.2 电子变速杆/宝马 223

27.3 抬头显示（HUD）/通用 224

27.4 人机交互操作系统/宝马iDrive 225

27.5 车载导航系统/本田、丰田 225

27.6 中控触摸屏/别克 226

27.7 全景监视系统（AVM）／英菲尼迪 227

27.8 手势识别操控/宝马 227

27.9 远程升级（OTA）/特斯拉 228

27.10 车载网络数据总线/博世 229

27.11 域控制器（DCU）/奥迪 230

第28章 智能网联：从定速巡航到无人驾驶 231

28.1 车速巡航控制/拉尔夫·蒂托 231

28.2 带行人识别的夜视系统/宝马 232

28.3 全地形响应系统/路虎 233

28.4 电子稳定程序（ESP）/奔驰 234

28.5 自适应巡航控制（ACC）/三菱 236

28.6 自动紧急制动（AEB）/本田 237

28.7 车道保持辅助（LKA）/日产 237

28.8 盲点监测系统（BSM）/沃尔沃 238

28.9 泊车辅助/大众、丰田 239

28.10 无线电遥控驾驶/弗朗西斯·胡迪纳 239

28.11 视觉引导自动驾驶/恩斯特·迪克曼斯 240

28.12 机器学习算法/斯坦福大学 241

28.13 L2自动驾驶系统/特斯拉 242

28.14 L3自动驾驶系统/奔驰 243

28.15 无人驾驶出租车/百度 243

第8篇 期待：十大汽车创新技术 245

第29章 碳中和：从钠离子电池到电子燃料 246

29.1 钠离子电池/宁德时代 246

29.2 固态电池/日产 246

29.3 氢燃料电池汽车 247

29.4 电子燃料 247

第30章 智慧交通：聪明的车和智慧的路 248

30.1 单车智能L4自动驾驶 248

30.2 车路协同与无人驾驶出租车 248

第31章 元宇宙：从智能控制到模拟仿真 249

31.1 智能座舱控制 249

31.2 自动驾驶模拟仿真 249

第32章 设计创新：从轮毂电机到滑板底盘 250

32.1 轮毂电机 250

32.2 滑板底盘/RIVIAN 250

附录 汽车创新关键事件时间轴 252

作者简介 254