《新能源汽车设计基础(第2版)》课件 绪论

新能源汽车设计基础

（第二版）绪论新能源汽车概述及设计开发流程第1章市场调查第2章项目可行性分析第3章产品设计标准第4章产品总体方案设计第5章产品平台化设计第6章产品造型设计第7章产品工程设计第8章产品设计专利申请第9章产品认证第10章产品及工艺验证第11章产品设计变更第12章绪论1.新能源汽车行业介绍2.新能源汽车专业术语解释3.设计软件介绍1.新能源汽车行业介绍自从1886年德国工程师卡尔·奔驰设计制作出第一台公认的汽车以来，汽车作为工业时代的代表产品之一已经具有130多年的历史了。在整个20世纪，传统汽车也就是内燃机汽车占据了汽车行业绝对的主导地位，对人类生产、生活的方方面面都发挥了巨大的作用。

绪论第一辆内燃机汽车1881年，世界第一辆铅酸电池电动汽车（如图0-2）由法国工程师古斯塔夫·特鲁夫发明，比1886年卡尔·奔驰发明的第一辆内燃机汽车还早。第一辆铅酸电池电动汽车1898年，德国工程师费迪南德·保时捷便设计出了混动汽车“Lohner-Porsche”原型车。Lohner-Porsche原型车将2台“DeDionBouton”水冷汽油发动机（每台动力约为2.6kW）装在车身中间，用于驱动两台发电机，每台发电机能在90V电压下输出20A的电流（每台动力约为1.84kW），发电机输出的电能直接驱动“轮毂电机”，而剩余的电能则流入车厢下方的铅酸电池储存起来。Lohner-Porsche原型车此后，他进一步完善了原型车，最终在1900年打造出了第一辆真正意义上的混动汽车“Lohner-PorscheSemperVivus”。2007年保时捷博物馆重造的Lohner-PorscheSemperVivus可以说汽车不仅是一个产品，更是人类进步和文明的象征，和每个人都有着或多或少的联系。比如大家上学、工作、出差、旅行等等会用到公共交通或者自驾，大宗货物运输和普通快递运输会用到货车。还有最近几年在全球兴起的共享汽车业务，方便人们出行的同时也产生了很多相关的工作，比如国内的高德聚合打车功能、滴滴，国外的Uber等。同时，汽车作为家庭的重要消费品，对于拉动国家经济发展也具有重要作用，主要发达国家的汽车保有量都是很高的（2022年数据：美国人口3.26亿，汽车保有量2.8亿，人均保有量0.85辆；日本人口1.26亿，汽车保有量0.85亿，人均保有量0.67辆；意大利人口5906万，汽车保有量0.37亿，人均保有量0.63辆；德国人口8313万，汽车保有量0.46亿，人均保有量0.55辆；法国人口6749万，汽车保有量0.32亿，人均保有量0.47辆；韩国人口5174万，汽车保有量0.23亿，人均保有量0.44辆），我国也正在快速增长阶段（2022年数据：中国人口14.13亿，汽车保有量3亿，人均保有量0.21辆）。由于汽车行业关系到每个人，对各行各业都有重要影响，因此汽车行业是一个关键行业。纵观世界各国，发达国家的汽车行业都是非常成熟的。我国在最近20年，汽车行业有了突破性发展，从设计研发到生产售后，有了完整的产业链。中国汽车工业协会公布的最新汽车产销数据显示，2024年国内汽车产销量分别为3128.2万辆和3143.6万辆，同比分别增长3.7%和4.5%，产销量均创历史新高，连续16年稳居全球第一。我国已经是全球最大的汽车市场，因此行业发展非常迅速，经过几代汽车人的努力，我国目前已经跻身于世界汽车强国水平。进入到21世纪以来，在国际能源形势的进一步紧张，以及各国更加重视环境保护的背景之下，2015年12月12日，《联合国气候变化框架公约》178个缔约方在巴黎气候变化大会上达成《巴黎协定》。《巴黎协定》是继《京都议定书》后第二份有法律约束力的气候协议，为2020年后全球应对气候变化行动作出了安排。《巴黎协定》的长期目标是将全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2摄氏度以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内

，并且每5年审查一次各国对减排（二氧化碳排放）的贡献。2020年9月中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。碳达峰是指某个确定的年份前，人类活动产生的二氧化碳排放量在逐年增长。而在该年份到达的时间点上，年排放量达到最大峰值后不再增长。而碳中和是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过节能减排、植树造林等形式抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，达到相对“零排放”。所谓“碳积分”指的是：二氧化碳排放配额，企业或个人可以通过购买碳积分消除碳足迹，是全球实施“碳达峰、碳中和”战略的产物；同时，碳积分也代表了会员对地球生态环境节能减排的贡献。2021年7月15日，上海环境能源交易所发布公告称全国碳排放权交易将于7月16日（周五）开市。生态环境部数据显示，截至2021年6月底，试点省市碳市场累计配额成交量4.8亿吨二氧化碳当量，成交额约114亿元。国外也有相关碳积分的交易，例如存在特斯拉销售碳积分的获利在企业利润占比很大的现象。至此，国际社会达成共识，未来汽车的发展方向就是新能源汽车，新能源汽车引来高速发展的历史机遇期。新能源汽车简单来说，就是在汽车上用其他能源替代传统的化石燃料，朝着可持续、绿色环保的方向发展汽车行业。各国也相继公布了停止传统车销售的时间表：美国：将在2030年禁止传统燃油车上市销售。荷兰：从2025年开始禁止在荷兰本国销售传统的汽油和柴油汽车。挪威、韩国：从2025年起禁止燃油汽车销售。比利时：从2026年起禁止燃油汽车销售。澳大利亚：从2027年起禁止燃油汽车销售。中国：海南省预计在2030年将全面实施禁售燃油车政策。德国：2030年后禁售传统内燃机汽车。印度：计划在2030年禁售燃油汽车。法国：从2040年开始，全面停止出售汽油车和柴油车。英国：将于2040年起全面禁售汽车和柴油汽车。日本：从2050年开始，日本汽车厂商在全球不再销售新的纯内燃机车型。新加坡：将于2040年淘汰燃油车，2025年禁止柴油车注册，到2040年将逐步淘汰所有内燃机汽车。新能源汽车在中国的快速发展，源于2007年。当年《新能源汽车生产准入管理规则》正式实施，国家发改委发布了《产业结构调整指导目录（2007年本）》，新能源汽车正式进入发改委的鼓励产业目录，这些政策都为今后新能源汽车的发展铺平了道路。2010年，为加快汽车产业技术进步，着力培育战略性新兴产业，推进节能减排，财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委联合出台《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》，确定在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作（如图0-5所示）。《通知》明确，中央财政对试点城市私人购买、登记注册和使用的插电式混合动力乘用车和纯电动乘用车给予一次性补贴。2010年杭州的纯电动出租车2015年，财政部发布了《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》，新能源补贴逐步退坡也给新能源汽车发展增加了紧迫性。2016年1月份，为促进新能源汽车健康发展，企业工信部、财政部、科技部、发改委联合启动对新能源汽车相关情况的专项核查工作，新能源汽车生产企业、运营企业、租赁企业、企事业单位等新能源汽车用户全部列入核查对象，发布《GB-T32960-2016电动汽车远程服务与管理系统技术规范》，并建立“车联网”监控中心。车联网系统架构传统汽车企业生产资质在多年前已经停止新增；但新能源汽车生产资质曾在2015年前后开放，各地也为新能源汽车项目提供优惠政策，促进项目在当地的发展。目前，已有约15家企业新取得新能源汽车生产资质，如北汽新能源、长江汽车、长城华冠、奇瑞新能源、敏安汽车、万向集团、江铃新能源、重庆金康、国能新能源、云度汽车、兰州知豆、河南速达、浙江合众、陆地方舟、大众江淮等。新能源汽车目前应用的有纯电动汽车（BatteryElectricVehicle-BEV）、插电式混合动力汽车（PluginHybridElectricVehicle-PHEV）、增程式混合动力汽车（Range-ExtendedHybridElectricVehicle-REEV）、燃料电池汽车（FuelCellElectricVehicle-FCV）、天然气汽车（NaturalGasVehicle-NGV）以及甲醇汽车（Methanol-FueledVehicle-MFV）等。市场上最常见的新能源汽车是纯电动汽车（BEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）及增程式混合动力汽车（REEV），这3类新能源汽车应用也最多。燃料电池汽车（FCV）（如图0-7所示）也是一个重要的发展方向，因为燃料电池汽车使用起来更为方便。目前最有发展潜力的燃料电池汽车是氢燃料电池汽车，只需要去加氢站加满氢就可以了，不需要长时间的充电，和传统车的使用方式一样。我国已经开始着手大力发展氢燃料电池汽车，下一步的重点工作是建立基础设施，也就是加氢站等一系列配套设施，为推广氢燃料电池汽车的使用做准备，但是氢燃料基础设施成本高昂，目前还不能大范围的普及应用，主要应用于公共交通（公交大巴等）。燃料电池公交车天然气汽车（NGV）、甲醇汽车（MFV）目前也主要应用于公共交通领域，但应用范围较氢燃料电池汽车更广，国内许多地区都有应用。液化天然气公交车近年来，甲醇能源发展势头良好，中国在甲醇生产制备、运输、甲醇汽车应用等领域全球领先。甲醇是低碳、含氧燃料，具有燃烧高效、排放清洁、可再生绿色属性等特点，且常温常压下为液态，使得储、运、用以及能量形式转换较其它新能源和清洁能源更安全便捷。在实现全球碳中和战略背景下，甲醇由于生产来源广泛、经济体量巨大、全产业链可持续发展，已逐步成为全球业界公认的一种理想的新型清洁可再生燃料。目前，中国是全球最大的甲醇生产国和使用国，甲醇原料来源充足且获取方便。截至2022年末，甲醇行业年产能约9950万吨。2023年甲醇计划新增产能约500万吨。此外，我国甲醇的主要原料由天然气、焦炉气、生物质等构成，利用可再生能源制氢，通过有效捕捉二氧化碳，合成符合“碳中和”属性的绿色甲醇能源。未来甲醇产量的增加将逐步转向可再生甲醇，中国仍将是主要生产国。同时，我国绿色甲醇技术已经成熟，正在向规模化发展。早在2012年，我国就启动了甲醇汽车试点工作。目前我国甲醇汽车市场保有量近3万台，总运行里程接近100亿公里。吉利集团在甲醇汽车研发及应用、甲醇制备工厂建设等方面成果显著，已走在行业前列，2023年9月23日全球首创的绿色零碳甲醇点燃了亚运开幕式主火炬。甲醇出租车2024年，我国新能源汽车产销分别完成1288.8万辆和1286.6万辆，同比分别增长34.4％和35.5％，新能源汽车新车销量达到汽车新车总销量的达到40.9％，产销量连续10年位居全球第一。2024年我国新能源汽车产销情况在2025年1月21日国新办举行的“中国经济高质量发展成效”系列新闻发布会上发布的数据显示，我国新能源汽车产品性能、产业体系、使用便利性都得到了进一步提升，车辆平均续航里程接近500公里。我国建成了全链条、完备高效的产业体系，向全球供应了70%的电池材料、60%的动力电池。此外，已建成充电桩1281.8万个、换电站4443座，形成全球最大规模充电网络，15分钟充电80%的快充技术实现量产应用。因此我国已经是新能源汽车大国，在设计、生产和应用上已经走在领先的位置。为推广新能源汽车的使用，国内汽车限牌限购城市如上海、北京、广州、深圳、杭州等均对新能源汽车采取放宽政策，不限购、不限牌、不限行，为新能源汽车的使用提供最大的便利。从汽车结构上来说，新能源汽车与传统汽车既有共同点又有差别。共同点在于，新能源汽车也具有车身、内外饰、底盘、低压电气设备等零部件；差别在于，新能源汽车还具有驱动电机、动力电池、其他高压电气设备等零部件。本书主要讲述了行业内乘用车（即M1类车）的成熟设计开发过程和常用设计开发方法，均适用于传统汽车和新能源汽车。设计与开发的含义不同，但目的都是为了使整车新产品能够顺利产生。设计一般是指从设计概念或者构想开始，从无到有的完成目标结果；开发一般侧重于利用现有的内部或者外部的资源，去完成目标结果。设计和开发都需要新产品工作的参与者付出努力去解决问题，推进项目的进展，因此将设计和开发统一称为“设计”。世界主要新能源汽车品牌及所属汽车企业（图）2.

新能源汽车专业术语解释CAD（ComputerAidedDesign）：即计算机辅助设计。目前绝大多数的工业产品设计早已告别手工设计阶段（即设计图纸），基本都使用工业软件进行设计，一个广为人知的CAD软件就是美国Autodesk公司旗下的AUTOCAD软件。但是AUTOCAD只是CAD软件的一种（多用于机械、建筑等行业），每个行业都有各自的CAD软件，品种和功能繁多，千万不要把AUTOCAD就等同于CAD软件。CAS（ConceptASurface）：是指汽车造型面，有外造型面和内造型面之分。A面：是指更为精细的造型面，同时也是外观面（外饰及内饰），会被用户直接观测到，影响用户观感和体验，用于实际产品制造（开模）。B面：相对于A面，B面不容易被用户直接观测到，需要进行一些用户操作或者使用才能看到，如前舱内部、行李箱地毯下部或者一些被遮挡的零件结构面等，B面也用于实际产品制造（开模）。设计硬点（Hardpoint）：是指整车及关键零部件的关键点、线、面等信息，这些信息是具体设计工作的基础信息，主要包括了总布置设计硬点和底盘系统设计硬点。H点：根据GB/T29120的定义，H点是指三维H点装置的躯干和大腿的铰接中心，它位于此模型的两侧H点标记钮间的装置的中心线上。三维H点装置R点：（SittingReferencePoint,即SgRP点）：根据GB/T29120的定义，R点即“乘坐基准点”，是指制造厂规定的设计H点，该点确定了由制造厂规定的座椅每个设计乘坐位置的最后面的正常驾驶和乘坐位置，它考虑了所有座椅可能调节状态（水平、垂直及倾斜）；具有相对于所设计的车辆的结构建立的坐标；模拟人体躯干和大腿铰接中心位置；做为安放二维人体样板的参考点。AHP点：即踵点，鞋底部与未压下加速踏板接触，踝角在

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度时，鞋跟与压下的地毯的交点。

AHP点和BOF点BOF点：即脚掌基准点，在实际设计中，等同于加速踏板点，距离AHP点200mm。A级电压电路：最大工作电压小于或等于30V（交流电AC），或小于或等于60V（直流电DC）的电力组件或电路。B级电压电路：最大工作电压大于30V（交流电AC）且小于或等于1000V（交流电AC），或大于60V（直流电DC）且小于或等于1500V（直流电DC）的电力组件或电路。动力电池：根据GB/T19596标准的定义，动力电池是指一个或一个以上蓄电池包及相应附件（蓄电池管理系统、高压电路、低压电路、热管理设备以及机械总成）构成的为电动汽车整车的行驶提供电能的能量存储装置。GB/T19596标准中的“电动汽车”即指新能源汽车。动力电池总成三元锂电池：是指正极材料使用镍钴锰酸锂（Li（NiCoMn）O2）三元正极材料的锂电池。特斯拉ModelS采用的就是松下18650组成的三元锂电池组，三元锂电池如果内部短路或是正极材料遇水，都会有明火产生。所以一般18650电池都会有一层钢壳保护，由于特斯拉的电池组是由7000块左右的18650电池组合而成，所以，虽然特斯拉给电池组进行了全方位的保护，但是在极端的碰撞事故中，起火隐患还是有的。三元锂电池的理论寿命是2000次充放电循环，电池容量衰减比较快。优点：能量密度高。缺点：成本高、安全性差、耐高温性差、寿命差、大功率放电差、元素有毒（三元锂电池大功率充放电后温度急剧升高，高温后释放氧气极容易燃烧）。目前在新能源车中有广泛的应用。磷酸铁锂电池：是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。磷酸铁锂电池比较稳定，电池板就算是穿刺、短路也不会爆炸燃烧，遭到350℃的高温也不会起火（三元锂电池在180-250℃就可能起火）。所以在安全性能上，磷酸铁锂电池比较好。比亚迪官方标定60km/h等速巡航可达335km的腾势电动车，只采用了144节磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池即便是经过3000次0-100%的充放电使用，容量也才会衰减到80%。优点：寿命长、充放电倍率大、安全性好、高温性好、元素无害、成本低。缺点：能量密度低。在新能源车中同样有广泛的应用。固态电池：固态电池是一种使用固态电极和固态电解质的电池。它摒弃了传统锂离子电池中使用的液态电解质，取而代之的是固态电解质，这种电解质可以传导离子。固态电池的原理基于电化学反应，通过电子的流动来产生电流。固态电池的工作原理与传统锂离子电池类似。充电时，锂离子从正极（阳极）通过固态电解质迁移到负极（阴极）。放电时，这个过程是反过来的，锂离子从负极通过固态电解质迁移到正极。在此过程中，电子通过外部电路流动，产生电流。固态电池摒弃了易燃的液态电解质，大大降低了电池燃烧或爆炸的风险，这使得固态电池在电动汽车和其他需要高能量存储的设备中具有更高的安全性。固态电池使用更紧密的固态电解质，可以包含更多的离子，从而提高了能量密度，这使得固态电池具有更长的续航里程和更小的体积。固态电池中的离子迁移速度更快，使得电池具有更快的充电速度，这大大减少了充电时间，提高了使用便利性。由于固态电池的化学性质稳定，其循环寿命远超液态锂电池，这使得固态电池在长期使用中更为可靠。固态电池能够在极端温度下工作，这使得它们在寒冷或炎热的环境中都能保持良好的性能。半固态电池：半固态电池是固态电池的一个过渡阶段。在半固态电池中，只有部分电解质被固态化，电极仍保持为多孔结构，这使得电解液仍然可以渗透到电极中。半固态电池结合了液态电池和固态电池的一些特点，例如它们既具有液态电池的高能量密度，又有固态电池的安全性和快速充电能力。钠离子电池：钠离子电池与锂离子电池的发明时间相近，但其发展步伐却远落后于后者。主要是因为钠离子电池在早期未能找到合适的负极材料，而石墨负极又不适用，导致其发展受限。直到21世纪，随着硬碳负极的发现，钠离子电池的发展才开始加速。钠离子电池的组成结构与锂离子电池也基本相同，包括正极、负极、电解质、隔膜和集流体等关键部件。因此，可以直接利用现有的锂离子电池生产线进行，大大降低了生产成本和入市门槛。钠离子电池在能量密度和循环寿命等核心指标上相对于锂离子电池有所不足，但综合来看，相较于锂离子电池（磷酸铁锂/石墨体系），钠离子电池材料（NaCuFeMnO/软碳体系）的成本可以降低30%-40%，展现出显著的成本优势，这使得它成为锂离子电池的有效补充，尽管其能量密度不如锂离子电池，但更适合用于微型车或紧凑型车，这将有助于电动汽车的普及，并可能进一步降低电动车的价格，对推动新能源汽车行业的发展具有重要意义。电芯（Cell）：电芯，即电池单体，是指直接将化学能转化为电能的基本装置和基本单元，是构成电池的基本元件，包括电极、隔膜、电解质和外壳等[4]。如特斯拉使用过的18650圆柱形电芯。18650圆柱形电芯电池包(BatteryPack)：电池包是由多个电芯通过串联或并联构成的一个存储电能或对外输出电能的部件。电芯排列方式：串联或并联，串联用S表示，并联用P表示。如2P120S，表示两组120个电芯串联后并联。电压平台：动力电池的总电压。电池容量：电池在一定的放电条件下所能放出的电量，称为电池容量。常用单位为安培小时（Ah），它等于放电电流与放电时间的乘积。电池总能量：电池总能量是指在一定放电条件下，电池所能输出的电能，单位是kWh，它影响新能源汽车的行驶距离。计算公式为：动力电池总能量(kWh)=电压平台(V)×电池容量(Ah)÷1000能量密度：是指动力电池单位质量所能输出的电能，单位是Wh/kg。计算公式为：能量密度(Wh/kg)=动力电池总能量(kWh)÷电池总质量(kg)×1000电池管理系统BMS(BatteryManagementSystem)：电池管理系统是用来对动力电池组进行安全监控和有效管理，保持动力电源系统正常应用和提高电池寿命的一种装置。具有采集电池电压、电流、温度的功能，并且安全可靠；具有精确的绝缘监测功能，确保整车系统的安全可靠；能够根据电芯采集信息，实时判断电池组工作状态和故障等级，实现电池组告警和保护功能；具有丰富的接口功能，能够满足多种场合的应用，方便实现电池组的重放点控制，电池组的温度控制等功能。百公里电耗：新能源汽车每行驶100km所需要消耗的电能。WLTC工况：由GB/T18352.6-2016《

轻型汽车污染物排放限值及测量方法》标准，即“国六”排放标准，规定的能量消耗率和续驶里程试验方法CLTC工况：由GB/T38146.1-2019《中国汽车行驶工况

第1部分：轻型汽车》提出中国轻型汽车行驶工况包括：中国乘用车行驶工况CLTC-P（Chinalight-dutyvehicletestcycleforpassengercar）和中国轻型商用车行驶工况CTLC-C（Chinalight-dutyvehicletestcycleforcommercialcar）。剩余电量SOC（StateOfCharge）：是指动力电池内的可用电量占额定容量的比例，是电池管理系统监测的一个重要参数，电池管理系统根据SOC状态控制动力电池的工作状态。充电时间:充电时间是指动力电池充电至额定电量所需要的时间。慢充:即交流电充电，可使用家用220V三相交流电对新能源汽车动力电池进行慢充，充电电流在数十安培，充电时间一般在4至10小时左右。快充:即使用直流充电桩对动力电池进行充电，充电电流超过100安培，充电时间一般在0.5至2小时左右。快充倍率：电池以某种电流强度充电的数值为额定容量数值的倍数，几倍就是几C。电池分为低倍率（3C以下）、中倍率（3-7C）、高倍率（7C以上）以及超高倍率几种。驱动电机（Motor）：是能把电能与机械能相互转换并为新能源车提供动力的一种设备，目前在新能源汽车上常用的是永磁同步电机和异步电机。驱动电机整车控制器VCU（VehicleControlUnit）：

VCU是新能源汽车整车控制系统的核心部件，处理整车的信号及数据，并发布动力电池、驱动电机等部件的工作指令。整车控制器VCU电机控制器MCU（MotorControlUnit）：是新能源汽车特有的核心功率电子单元，通过接收VCU的车辆行驶控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。同时，MCU具有电机系统故障诊断保护和存储功能。

电机控制器MCU高压配电盒PDU（PowerDistributionUnit）：实现相关电器高压直流电的电力分配，是动力电池与用电器件的“中间桥梁”，具有过流快速熔断保护功能又叫电源分配单元。高压配电盒PDU充电机OBC(ON-BoardCharger):即车载充电机（如图0-22所示），将220V交流电（家庭用电）转化为直流电，然后对动力电池进行充电。在充电时间内将动力电池（总能量）充满，同时充电机通过CAN线与电池管理系统进行通讯，电池管理系统将电池充电信息传给组合仪表，通过组合仪表显示电量，温度等信息。车载充电机DC/DC：将动力电池输入的电压，转化为能够满足整车低压用电器需要的12V电压；同时，具有为12V蓄电池充电的功能，类似于传统汽车的“发电机”。DC/DCIGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）:

绝缘栅双极型晶体管，是电流电压变换与传输的核心部件，也是逆变器的关键组成部分，在新能源汽车中具有重要作用。多合一控制器：把MCU、PDU、充电机、DC/DC、转向控制器等控制器中的几个或者全部的功能整合在一起的控制器，称为多合一控制器。电加热器PTC：一种新能源汽车的电加热器，PTC有两种，一种水暖加热，一种风暖加热。水暖PTC直接串联到电池水路，提高加热效率，缩短低温预热时间，与传统汽车的水暖空调类似，散热器加热空气效果好，能改善用户体验。风暖PTC在仪表台内部，通过空调鼓风机将电热丝周围的热空气吹向车内，加热效果一般没有水暖PTC好。BCM（BodyControlModule）：即车身控制器，其功能包括：电动门窗控制、中控门锁控制、遥控防盗、灯光系统控制、电动后视镜加热控制、仪表背光调节、电源分配等低压用电器。BCM通过信号来协调车内不同功能，它们管理众多车辆功能，包括门锁、报警声控制、内部和外部照明、安全功能、雨刮器、转向指示器和电源管理等。被绑定到车辆电子架构的BCM在减少接插件和电缆线束数量的同时，提供了最大化的可靠性和经济性[12]。车联网（InternetofVehicle）：新能源汽车的车载无线通信模块，可以连接互联网，通过采集车辆运行信息并上传数据中心，可以实时获取车辆的运行信息及交流信息；同时根据这些信息，数据中心可以为车辆提供各类服务，将车辆与网络联系起来的一项技术。T-BOX（TelematicsBOX）：即车载无线通信模块，是车联网系统的重要组成部分，用于在车辆网中完成信息通信。电加热器PTC（PositiveTemperatureCoefficient）：一种新能源汽车的电加热器，PTC有两种，一种水暖加热，一种风暖加热。水暖PTC直接串联到电池水路，提高加热效率，缩短低温预热时间，与传统汽车的水暖空调类似，散热器加热空气效果好，能改善用户体验。风暖PTC在仪表台内部，通过空调鼓风机将电热丝周围的热空气吹向车内，加热效果一般没有水暖PTC好。高压电缆：或者叫高压线束，是指用于传输和分配新能源汽车高压电的电力电缆，用橙色区别其他低压线束。

高压充电线维修开关:

用于断开高压电，防止检修时触电的开关。维修开关一般为橙色（橙色在新能源汽车中表示高压），与动力电池连在一起，将维修开关打开后，将切断动力电池的高压电。乘用车的维修开关一般位于乘员舱内，方便操作；商用车的维修开关有的位于前机舱内或者车辆尾部。维修开关热管理系统：热管理系统是对整车积零部件热环境进行制约、调节和利用。其目的是为了使整车及零部件工作在一个最佳的热环境，充分发挥零部件的性能。同时，提供一个能量平衡的环境，实现整车能量的综合利用。具体而言，热管理就是在零部件温度过高时，对系统进行降温；在温度过低时，对系统进行升温；在特殊情况下，譬如停车等待过程中，要对某些系统进行保温。总之，与热量有关的系统，都可以认为是热管理系统分一部分。散热器：散热器是热管理系统的一部分，原理是利用空气流动降低散热器内的冷却液温度。水冷:即液体冷却，通过冷却液的循环流动冷却零部件，同时受热的冷却液通过散热器在空气中散热，带走热量。风冷:即空气冷却，通过空气流动冷却零部件，零部件表面积一般较大，并易于在空气中的散热。热交换器Chiller:Chiller是新能源汽车上一种紧凑型的冷却装置，动力电池的冷却液流经Chiller中的蒸发器，蒸发器中的冷媒通过热交换将冷却液的热量带走，从而降低冷却液温度。再生制动（能量回收）：新能源汽车可以在制动时，把机械能转换成电能，通过电机给动力电池进行回馈充电，即制动能量回收。ECO（Economy）驾驶模式：即节能驾驶模式。自动驾驶级别：自动驾驶分类系统的目的是对市场进行监督和管理，目前，自动驾驶仪的分类系统主要由两个机构组成。GB/T40429-2021《汽车驾驶自动化分级》规定了汽车驾驶自动化功能分为0-5级，根据不同程度，从零到完全自动化，共分为六个等级。自动驾驶标志灯（AutonomousDrivingSystemMarkerLamp，ADS）：向其他道路使用者表明自动驾驶系统正在控制车辆运行的灯具。从将于2025年7月正式实施的GB5920-2024《机动车和挂车光信号装置及系统》中我们可以看到，正式发布版取消了之前征求意见稿中提到的“L3级别以上的自动驾驶车辆需要配备前、后、左、右至少4个蓝绿色自动驾驶标志灯（如图0-26所示）的相关内容”。北斗导航系统：北斗卫星导航系统（BeidouNavigationSatelliteSystem，BDS）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设运行的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要时空基础设施。北斗卫星导航系统，是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。GNSS:全球导航定位系统（GlobalNavigationSatelliteSystem）。RTK（Real-TimeKinematic）:实时动态载波相位差分技术，是一种新的卫星定位测量方法，可以在野外实时得到厘米级定位精度。IMU:惯性测量装置（InertialMeasurementUnit）。域控:

即域控制器，是一种将整车划分为动力总成、智能座舱和智能驾驶等几个域的控制方式，它集中控制域内原本归属各个ECU（电子控制单元）的大部分功能，取代了传统的分布式架构。在新能源汽车中，域控制器负责特定系统或子系统的集中管理，如动力域控制器就专注于动力系统的控制。高精地图：高精地图用于辅助驾驶，甚至是完全自动驾驶，是通过搭载各种传感器的测量车进行采集实际道路数据形成的，需要耗费大量人力物力。高精地图包含了三维空间的详细信息（如物体大小、位置等），精度一般以厘米为单位。NOA（NavigateonAutopilot）系统：即导航辅助驾驶或领航辅助驾驶，NOA可以实现无图导航，通过传感器（如激光雷达、毫米波雷达、摄像头等）实时采集数据，感知周边环境状态，并自主生成优化的行驶路径。NOA系统对于复杂突发的交通情况以及城市农村的不同路况，均可以通过深度学习及算法，结合大数据，优化行驶路径和行驶策略，提升了智能驾驶体验。FOV:即传感器光学包络（如图0-28所示），也就是视场角（fieldofview）。

激光雷达光学包络FOV激光雷达（LiDAR）：激光雷达是集激光、全球导航定位系统（GNSS）和惯性测量装置（IMU）三种技术于一身的系统，具有分辨率高、隐蔽性好、抗干扰能力强等优势，主要面向辅助驾驶汽车环境感知、机器人环境感知、无人机测绘等领域。激光雷达的激光发射组件发射高频率激光束对外界环境进行持续性的扫描，经过测距算法提供三维空间点云数据（如图0-29所示）及物体反射率，可以让机器看到周围的世界，为定位、导航、避障等提供有力的保障。激光雷达3D点云图激光雷达按扫描方式大体可以分为三种类型：机械式、固态式和混合固态式。机械式，即机械旋转式，是指激光雷达发射系统和接收系统存在物理意义上的转动，不断旋转的发射器，将激光点变成线，并在竖直方向上排布多束激光发射器形成面，实现3D扫描的目标。机械式激光雷达固态式是指激光雷达为单个整体，没有需要旋转和可动的扫描部件，其工作可靠性高，随着自动驾驶技术的发展和传感器硬件技术的更新，固态激光雷达未来会大批量的搭载到量产车型中以满足车规级自动驾驶的要求。速腾聚创第二代固态式激光雷达混合固态式（即半固态式）类似于机械式，通过电机带动反射镜运动（反射镜又可分为微振镜、转镜、双轴转镜等），将激光反射到不同的方向，实现一定范围内激光的扫描（即光学包络FOV）。混合固态式是机械式和固态式的折中方案（较机械式只扫描前方一定角度内的范围，较固态式仍有一些较小的活动部件），一些厂家采用先进技术和工艺，不仅保证了激光雷达的高性能和可靠性，而且大幅降低了量产成本，是目前阶段量产装车的主流产品。混合固态式激光雷达角雷达：角雷达是一种毫米波雷达，能实现一定范围内毫米级无线电波的扫描（即光学包络FOV），通过测量信号的反射时间和频率，汽车用毫米波雷达传感器因其具备测速准确、测量距离远（几十米到上百米）、环境适应能力强的优点而被广泛研究和应用。角雷达及波束FOV超声波雷达：超声波雷达通过声波反射时间来测量距离，测距范围一般只有几米，广泛应用于汽车的倒车雷达及车头雷达，保障倒车及向前低速行驶时（主要是汽车出入库的场景）的行车安全。超声波雷达驾驶辅助摄像头：驾驶辅助摄像头，除了传统的倒车影像后摄像头、360°全景影像前摄像头及两侧环视摄像头外，还包括应用于高级辅助驾驶的前视摄像头、后视摄像头、侧前视摄像头及侧后视摄像头。目前市场上，除了同特斯拉的高级辅助驾驶采用纯视觉方案外（即传感器主要依靠摄像头），其余厂家的辅助驾驶方案基本都采用视觉+激光雷达融合的方案。驾驶辅助摄像头驾驶辅助ADAS（AdvancedDrivingAssistanceSystem）：即高级驾驶辅助系统，具有以下5项功能。车道偏离预警（LDW）：当车辆无意中偏离车道时,LDW会向您发出警报。如果您在换道时使用转向灯,则不发出警报；变道辅助预警（LCA）：当车速大于30km/h时，自动激活雷达LCA功能，主要用于对远距离靠近的车辆目标进行探测。雷达通过持续扫描车辆后方70m的区域，确定若驾驶员变道时是否会有潜在危险。当相邻车道70m内的车辆自后方靠近，通过在探测到目标一侧的车门后视镜拐角位置亮起橙色警告灯来发出警示；自适应巡航控制（ACC）：通过车距传感器的反馈信号，ACC控制单元可以根据靠近车辆物体的移动速度判断道路情况，并控制车辆的行驶状态；通过反馈式加速踏板感知的驾驶者施加在踏板上的力，ACC控制单元可以决定是否执行巡航控制，以减轻驾驶者的疲劳；自动紧急制动（AEB）：当系统判断车辆即将与前方目标发生碰撞时,主动制动以避免或减轻碰撞；自动泊车入位（APA）：驾驶员启动APASwitch后，系统的环视摄像头和长距雷达自动扫描合适的车位，APA控制器计算出最佳的停车轨迹，并发出控制指令给执行机构（EPS、ESC等），完成全自动泊车过程。防护等级IP（Ingress

Protection）：系统将电器的防尘防水特性加以分级。这里所指的电器含工具、人的手指等均不可接触到的电器内部带电部分。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示电器防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。IP后第一位数字：防尘等级从0到6逐渐增大；0级是无防护；6防护范围是防止外物及灰尘，要求完全防止外物及灰尘侵入。IP后第二位数字：防水等级从0到8逐渐增大；0级是无防护；8级是防止沉没时水的浸入，要求电器无限期沉没在指定的水压下，可确保不因浸水而造成损坏。举例来说，IP65和IP67都是完全防尘，但防水等级不同；IP65防止喷射的水浸入，即防止来自各个方向由喷嘴射出的水侵入电器而造成损坏；IP67防止浸水时水的浸入，即电器浸在水中一定时间或水压在一定的标准以下，可确保不因浸水而造成损坏。NVH:

汽车NVH是指在汽车驾乘过程中，驾乘人员感受到的噪声(Noise)、振动(Vibration)和声振粗糙度(Harshness)，汽车NVH性能是整车舒适性能的一部分。SOP（StartofProduce）:开始批量投产，即量产。上电：即给新能源汽车整车通电，一般是点火开关打到ON挡即上电，此时仪表会显示“ready”。P挡：即驻车挡，停好车后，需要将挡位挂入P挡。EMC（ElectromagneticCompatibility）：即电磁兼容。制动防抱死系统ABS（AntilockBrakeSystem）:该系统在汽车制动时，控制制动器制动力的大小，使车轮不被制动器抱死，防止车辆发生打滑失去控制。驱动防滑系统ASR（AccelerationSlipRegulation）:该系统防止汽车驱动轮在雨雪冰冻及泥泞路面加速时出现打滑。车身稳定控制系统ESC/ESP/VSC:

包含制动防抱死系统（ABS）和驱动防滑系统（ASR）的功能，该系统主要对车辆纵向和横向稳定性进行控制，保证车辆按照驾驶员的意识行驶。当驱动轮打滑时，系统通过对比各个车轮的转速，判断出驱动轮是否打滑，并对打滑的驱动轮进行制动，控制电机给出最合理的动力输出，从而防止驱动轮发生打滑，提升车辆的安全性和操控性。SRS（SupplementalRestraintSystem）：乘员辅助约束系统（含安全带、安全气囊系统AIRBAG、安全带预紧）。HVAC（HeatingVentilationandAirConditioning）:暖通空调系统，既可以制冷、制热，还可以起到通风作用。EPS（

Electricpowersteering）:即电动助力转向系统。抬头显示系统HUD（HeadUpDisplay）:

该系统将车速、电耗、电机转速、导航等车辆运行信息，投影到挡风玻璃上，使驾驶员在驾驶过程中很方便的观察到这些信息。ISOFIX（InternationalStandardsOrganizationFIX）:

是指一种儿童约束装置与车辆的固定系统，使用该固定系统，将儿童安全座椅固定在车辆后排。全景天幕：全景天幕是一整块玻璃，可以加大整车透光率、占用空间少和降低成本，但无法开启和通风。有的天幕玻璃具备隔热膜遮阳，所以不带遮阳帘。全景天幕半透明遮阳板：半透明遮阳板的下半部分由透光材质构成（如亚克力），透光材质会着色，可以遮挡阳光和紫外线，起到类似“太阳镜”的作用。半透明遮阳板DMS（DriverFatigueMonitorSystem）：即驾驶员疲劳监测系统，该功能通过摄像头等传感器对驾驶员的状态进行监测，当发现驾驶员出现各种疲劳、身体不适等不适合继续驾驶车辆的情况，系统将及时发出警告，或做出控制车辆减速停车等安全性操作。DMS系统（如图0-41所示）可实时监测驾驶员头部、面部等表情及动作，针对驾驶员疲劳和分神状态进行预警，预警状态通常包括闭眼、低头、打哈欠、左顾右盼、抽烟、打电话等，此外部分系统还支持驾驶员身份识别。DMS电子外后视镜（CameraMonitorSystem，CMS）：新的国家标准GB15084-2022《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》在2023年7月1日起正式实施。电子外后视镜（CMS）是通过摄像机与监视器组成的系统来获取规定视野的间接视野装置。其包含了高清摄像头、数字视觉处理系统、安全系统、液晶显示器等电子设备，是可取代传统光学后视镜的一种新型后视镜。电子外后视镜CMS电动吸合门：电动吸合门就是使用电磁力将车门开启或者锁止，一般只有豪华车才装备有电动吸合门，如极氪001等。这类车门往往只要轻拉、触碰或者轻推车门拉手，车门就会自动打开或者关闭，使用轻便。极氪001电动吸合门隐藏式门把手：有别于传统车门外开拉手，隐藏式门把手在车辆行驶中，会回收到车体内部（翻转或者伸缩），可以减少空气阻力，提高流体动力学性能，降低能耗。但也有车主反映，隐藏式门把手在较冷地区的冬天容易被冻住，对车辆使用造成不便。隐藏式门把手无线充电：无线充电简单来说就是不需要借助于电导线的装置，利用特殊原理技术，例如电磁波感应原理、电磁波共振原理或者其它将磁场作为传送功率桥梁的技术，在发送端和接收端两个地方采取相应的装置来对产生的交流信号进行发送和接收进而完成充电的一项技术。手机无线充电零重力座椅：零重力座椅（Zero

Gravity

Seats）是一种用在汽车座椅上的技术，其主要作用在于提升乘客的乘坐舒适度。是将零重力原理和使用了人体工学的汽车座椅相结合在一起的全新座椅，它拥有零重力原理设计和人体工程学两种设计，此座椅有着三层材质，还在其座椅内部安装了前后减振器。这个座椅对于长途行驶来说，是一块宝藏，不仅不容易腰酸背痛，还会让人的身心得到放松。

图0-46

零重力座椅车辆远程控制：远程操纵车辆时，先执行客户端程序（如APP），向汽车进行控制信号的发送，构建起一个远程服务，再利用该远程服务中的各类控制功能，成功将操纵指令发送出去，指挥汽车中所有应用程序的各种运行。此方式即建立在远程服务基础上的远程控制，利用远程控制软件在计算机间构建了一条有序的数据、信息交换通道，控制端通过此通道可以向汽车发送控制指令，操纵汽车完成所有工作。在控制端会对远程被控制端的执行结果进行显示，程序运行所需资源都由被控计算机提供。

汽车APP远程控制车辆语音控制：汽车上的语音控制就是驾驶者开启语音控制功能，汽车就会通过麦克风识别驾驶者说的语言并执行驾驶者的指令。开启了语音控制功能之后，汽车就能识别驾驶员的指令要求了，并能实行驾驶员的指令。这项功能使驾驶员的双手得到解放，不管驾驶员是想用导航、开关窗、呼叫电话，都可以通过语音直接控制，不用再特地停下车辆去手动操作。前顶灯麦克风（a）和后顶棚麦克风（b）车身一体化铸造技术：所谓一体化压铸技术，指的就是把原本设计中多个独立和分散的小部件，经过重新设计高度集成，再利用大型压铸机进行一次成型，省约了焊接的过程，而直接获得完整的一个大部件。一体化铸造车身CTC（CelltoChassis）车身一体化电池技术：即电芯直接集成于车辆底盘的工艺。它进一步加深了电池系统与电动车动力系统、底盘的集成，减少零部件数量，节省空间，提高结构效率，大幅度降低车重，增加电池续航里程。未来CTC技术将与滑板底盘深度结合，除了电池系统与底盘的集成，电驱、电控、线控执行部件、动力域控制器等都将与底盘高度集成，从而进一步优化动力分配、降低能耗、提升生产效率、降低生产成本、产品开发周期等。

零跑汽车CTC技术滑板底盘：滑板底盘的意思是一种超高集成度的定制化造车平台，通过将三电系统、制动、悬架等核心部分整合到底盘中，使其看起来像一个滑板一样。所以滑板底盘最大的亮点就在于高度的集成化，底盘和车辆的上半部分可实现分体式开发，根据不同的车型需求，对滑板底盘进行多元化拓展。滑板底盘透明底盘：透明底盘的意思是当车辆以25km/h以下的速度行驶时，系统可以快速捕获道路状态，帮助提示躲避井盖，坑洼和崎岖的道路，即使是新手也不会造成伤害，是通过影像技术手段，实现底盘盲区可视化。把汽车底盘下方通过车身摄像头把实时影像传输到车内中控大屏上，方便司机看到脚下路面的状况。透明底盘线控底盘：线控底盘，就是取消了转向、制动、油门等系统硬连接的机械结构部分，取而代之的是通过传感器将驾驶员的操作转变为电信号从而实现车辆控制。

线控底盘轮毂电机：轮毂电机又称为轮边驱动电机，是一种将电机集成在车辆轮毂上的技术。与传统的发动机带动车轮行驶相比，轮毂电机可以让车轮直接发电并驱动汽车前行，从而减少动力损耗，提高汽车的传动效率和动力表现。此外，由于每个车轮都可以独立控制，轮毂电机技术可以实现轮间差速和扭矩矢量控制功能，适用于各种地形。换电技术：新能源汽车换电模式是指通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送，并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换服务或者集电池的充电、物流调配以及换电服务于一体。此模式可以实现车电分离，车主可以采取电池租赁的方式降低整车的购买成本，并且可以解决充电时间过长的问题。但是电池的更换必须使用设备，车辆设计需要考虑换电的结构，还要考虑换电场地的要求。换电站前置前驱：即动力总成前置，前轮驱动。独立悬架：每个车轮单独通过一套悬架安装在车身或者车架上，车辆两侧的车轮受到的冲击及发生运动时互不影响，缓冲与减振性能较好，乘坐舒适性较高。非独立悬架：车辆两侧车轮通过一套车桥安装在车身或者车架上，两侧的车轮受到的冲击及发生运动时会相互影响，乘坐舒适性较独立悬架差。三厢车：这是根据车辆外形来看的一个统称，是指车身结构由三个不同的空间所组成的车，三个厢分别为车辆前部的机舱、中部的乘员舱和后部的行李舱。三厢车（轿车Sedan）两厢车：两厢车也具有前机舱、乘员舱和行李舱，只是行李舱与乘员舱在外形上融合一体，不像三厢车的行李舱那么那么明显。两厢车（SUV）Sedan:即轿车，包括了普通三厢轿车、轿跑、跑车、旅行车、溜背车（HB-Hatchback，两厢车）等。SUV（SportUtilityVehicle）:即运动型多用途车，包括越野车、城市SUV等最大的特点就是车身离地间隙高，整车通过性好。MPV（Multi-PurposeVehicle）:即多用途车，包括商务车、家庭MPV等，最大的特点就是空间大。家用MPVM类车:

至少有4个车轮并且用于载客的机动车辆。M1类车：根据GB/T15089的定义，M1类车是指包括驾驶员座位在内，座位数不超过九座的载客车辆，M1类车其实就是乘用车。N类车：至少有4个车轮并且用于载货的机动车辆。乘用车：指主要用于载运乘员及其随身行李的汽车，不超过9个座位。一般为家用或者企业使用的非营运车辆，主要包括轿车、SUV及MPV。商用车：用于运输人员和货物的汽车，一般为营运性质的客车和货车。3.设计软件介绍

根据专业不同，可以把汽车设计分为项目管理、造型、总布置、BOM及数据管理、动力总成、底盘、车身、电气、内外饰、整车性能、CAE、试制试验、法规等专业。汽车厂商的研发机构，各个专业划归的部门可能有所不同，但各专业都会存在，完成相应的工作。目前汽车的设计工作，早就已经告别过去手画图纸的时候了，除了少量造型的工作由手工完成以外，其他设计工作基本采用计算机完成，经常听到的图纸，在设计时也是数字图纸。用计算机设计的最大好处就是准确、效率高、成本低、可重复性好。通过计算机进行汽车设计，需要用应用软件作为设计工具，不同的专业会用到不同的设计软件。比如造型设计，常用的设计软件是ALIAS、Photoshop；总布置专业常用的是RAMSIS、CAVA等软件；整车性能分析常用的是Cruise；底盘专业常用的是Adams；CAE分析常用的软件有Hypermesh、Ansys、Abaqus、Nastran等；BOM及数据管理常用的是TC系统、PLM