适读人群 ：新能源汽车技术研究人员及高校师生
1.本书全面阐述了新能源汽车的核心构架、系统集成、核心零部件、开发方法等，形成以科技内容为基础、工程应用为主线的知识架构。
2.本书内容覆盖新能源汽车发动机、变速器、动力电池、电机控制、能量管理、电力电子等全链条技术，系统拆解了“三电”核心技术与工程逻辑，从基础理论到前沿趋势，
3.本书作者深耕汽车工程领域三十余载，拥有深厚的产业实践经验。书中融汇了其独到的技术见解，深入浅出，助力读者轻松掌握核心知识。本书不仅是高等院校新能源专业的理想教材之选，亦是工程技术人员破解实际难题不可或缺的案头参考书。

本书内容涉及新能源汽车的核心架构、系统集成、核心零部件、开发方法等，以科技内容为基础，工程应用为主线，同时涵盖技术科普内容。本书首先简要介绍了新能源汽车的发展史及主要技术路线，然后系统地介绍了新能源汽车的基础理论和核心零部件，包括新能源汽车的发动机、变速器、电机系统、电源系统、电力电子系统以及新能源汽车的控制技术，最后对新能源汽车未来技术的发展进行了展望。希望通过本书所述的较全面的新能源汽车基础科学，读者可以较为有效地理解工程应用中的知识细节。本书可作为普通高等院校新能源汽车工程类专业的教材，也可为从事新能源汽车工作的工程技术人员及新能源汽车技术爱好者参考阅读。

王宏宇，山东省“泰山学者”，正高级工程师。

前言
第1章　新能源汽车的发展史1
1.1　新能源汽车史1
1.2　研发新能源汽车的目的8
第2章　新能源汽车的技术路线11
2.1　基本技术路线11
2.2　纯电动系统13
2.3　串联式混合动力系统14
2.4　并联式混合动力系统15
2.5　混联式混合动力系统19
2.6　混合动力系统的工作原理21
2.7　混合动力系统的节油原理25
第3章　新能源汽车的发动机28
3.1　发动机的基础知识28
3.2　卡诺循环30
3.3　发动机常用的循环32
3.3.1　奥托循环32
3.3.2　狄赛尔循环35
3.4　发动机的基础指标37
3.5　新能源汽车专用发动机47
第4章　新能源汽车的变速器50
4.1　手动变速器50
4.2　自动变速器52
4.2.1　自动手动变速器53
4.2.2　液力自动变速器54
4.2.3　双离合器变速器54
4.2.4　无级变速器56
4.3　变速器的拓扑及结构57
4.4　液力变矩器60
4.5　变速器档位的确定62
4.6　新能源汽车专用变速器66
第5章　新能源汽车的电机系统70
5.1　电机系统背景简介70
5.2　电机的基本原理72
5.3　电机的主要部件81
5.4　电机的控制原理85
5.4.1　直流电机的控制原理87
5.4.2　交流同步电机的控制原理89
5.4.3　交流异步电机的控制原理100
5.5　电机性能要求及关键指标105
5.6　电机的测试方法107
第6章　新能源汽车的电源系统109
6.1　新能源汽车动力电池系统109
6.1.1　电池种类及电化学原理111
6.1.2　电池的性能要求125
6.1.3　电池管理系统130
6.2　超级电容器135
6.3　燃料电池系统137
6.3.1　燃料电池发展存在的问题140
6.3.2　燃料电池的基础原理147
6.3.3　燃料电池的效率152
6.3.4　燃料电池的分类154
6.3.5　案例—质子交换膜燃料电池160
6.3.6　燃料电池气场简介170
6.3.7　燃料电池控制系统176
第7章　新能源汽车的电力电子系统181
7.1　电力电子技术的背景简介181
7.2　电子元件183
7.3　开关器件187
7.4　电子元器件在新能源汽车上的应用192
7.4.1　电机控制192
7.4.2　变压电路Buck变换器197
7.4.3　变压电路Boost变换器199
7.4.4　变压电路Buck/Boost变换器200
7.4.5　变压电路双向DC/DC变换器201
7.4.6　新能源汽车的充电器205
7.4.7　高压熔断器208
第8章　新能源汽车的控制技术211
8.1　汽车行驶动力学基础211
8.1.1　汽车动力需求211
8.1.2　汽车动力性计算216
8.2　新能源汽车的控制算法217
8.2.1　控制理论基础218
8.2.2　混合动力系统的控制算法226
8.3　新能源汽车的电子与电控系统230
8.3.1　传感器基础230
8.3.2　执行机构基础236
8.3.3　电控硬件系统237
8.3.4　控制系统对输入输出信号的要求238
8.3.5　控制软件的开发240
8.3.6　发动机的控制247
8.3.7　变速器的控制256
8.3.8　智能驾驶系统261
8.3.9　电动转向系统274
8.3.10　制动防抱死系统279
8.3.11　悬架系统282
第9章　新能源汽车技术的发展趋势287
9.1　传统汽车部件的技术更新287
9.2　可替代燃料发动机288
9.3　新能源汽车变速器的发展方向293
9.4　动力总成向分布式方向发展299
9.5　新能源汽车高电压平台系统300
9.6　新能源汽车电机技术的发展方向302
9.7　新能源汽车电池技术的发展方向313
9.8　第三代半导体技术317
9.9　人工智能技术在新能源汽车上的应用319
9.10　其他技术的发展趋势322
参考文献　324

汽车工业从19世纪末开始，至今已经经历了一百多年的历史。期间，各种能源类型的使用都有各自的时间段和相应的历史舞台。进入21世纪后，新能源汽车工业又被重新定义并迅速发展。对于在工业、科技、经济、金融等各个领域都在高速发展中的我国，能源独立、能源安全已经成为国家战略，节能减排成为彰显我国在国际舞台上大国责任的重要标志，而绿色科技、创新发展是成就新质生产力的关键要素，因此，新能源汽车产业在国民经济的各个领域都起到十分重要的作用。新能源汽车产业已经成为能够支撑国民经济指标的重要支柱产业。
与传统燃油车技术相比，新能源汽车涉及的内容更多、范围更广、知识结构更复杂、内容也更为新颖。但是，由于我国新能源汽车行业的深层次研发时间较短、研发经验相对薄弱、行业历程相对单一、产业结构并不完整等因素，新能源汽车的发展特别是工程开发还会遇到许多棘手的问题，主要体现在：对新能源汽车的整体技术没有一个较为全面和成熟的认知、对多个子系统的熟悉程度不够、对新兴技术内容掌握不全面而无法更高效地完成开发、集成、优化等任务。纯粹的基础理论研究，包含材料科学研究、化学、电子、电力以及控制算法研究等又都较为专精，非本专业的从业人员往往需要一定的基础和较长时间的摸索才能掌握。因此，作者萌发了编写本书的想法。本书作者有30多年的国内外汽车工程实际产业经验，主要集中在各种新能源汽车的工程开发、应用等领域。曾在国内外知名的汽车主机厂（通用汽车公司）、核心部件供应商（德尔福公司、潍柴动力等单位）担任新能源整车和核心零部件的研发以及产业化开发的一线工作，积累了较为全面的实践经验，所涉及专业包含传统汽车工程技术、新能源汽车工程技术、自动驾驶和氢燃料技术等多个领域。希望通过全面讲解新能源汽车基础科学，使读者更高效地理解新能源汽车的整体知识结构，达到有的放矢、事半功倍的效果。
本书首先简要介绍了新能源汽车的发展史及主要技术路线，然后系统地介绍了新能源汽车的基础理论和核心技术，包括新能源汽车的发动机、变速器、电机系统、电源系统、电力电子系统以及新能源汽车的控制技术。最后对新能源汽车未来技术的发展进行了展望。通过深入浅出的介绍，使不同背景的读者都可以较为轻松地回顾、掌握新能源汽车的核心知识，为理解和掌握新能源汽车架构和控制原理奠定基础。本书可作为普通高等院校新能源汽车工程类专业书，也可为从事新能源汽车工作的工程技术人员及新能源汽车技术爱好者参考阅读。
本书的完成得到浙江梵盛智控科技有限公司、氢源科技（赣州）有限公司、联合轲麟新能源科技（济宁）有限公司和江苏奕控新能源科技有限公司的大力支持，特别是浙江梵盛智控科技有限公司，对于本书的第4章 ~ 第7章的编写从素材、实验数据等方面都给予了巨大的帮助，在此对合作单位及其同仁表示衷心的感谢。另外，李铁军先生、房永博士和陈冰先生对本书的资料提供、内容修改做了大量工作，在此一并表示感谢！
由于编者的知识和工程实践经验有限，内容上难免有不足之处，在此恳请读者予以批评指正。


编者2024年于　　
浙江湖州