本書是聚焦汽車動力系統(tǒng)的專業(yè)書籍，系統(tǒng)介紹了各類動力系統(tǒng)的技術原理與發(fā)展脈絡。首章概述汽車動力系統(tǒng)的發(fā)展歷史、基本組成、性能評價指標及發(fā)展趨勢，隨后分章詳述內(nèi)燃機動力系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)、車用驅動電機系統(tǒng)、車用燃料電池發(fā)動機、混合動力系統(tǒng)、純電驅動動力系統(tǒng)等內(nèi)容。
本書是清華大學車輛與運載學院系列教材，與《汽車構造——底盤工程》對應，《汽車構造——動力系統(tǒng)》整合了學院的教師資源以及企業(yè)資源，結合現(xiàn)在動力系統(tǒng)發(fā)展的新趨勢，系統(tǒng)介紹各類動力系統(tǒng)的技術原理與發(fā)展脈絡。既涵蓋內(nèi)燃機的曲柄連桿機構、配氣機構等傳統(tǒng)結構，也深入解析鋰離子電池成組技術、燃料電池堆構造等新能源技術，同時展望各動力系統(tǒng)在高效化、電氣化、低碳化、智能化等方面的發(fā)展趨勢，兼具理論深度與技術前瞻性。
前言
隨著汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，動力系統(tǒng)作為汽車的“心臟”，其技術革新呈現(xiàn)電動化、智能化的趨勢�！镀嚇嬙臁獎恿ο到y(tǒng)》旨在為車輛工程及相關專業(yè)學生，以及汽車動力領域的技術與管理人員，提供全面深入的專業(yè)知識，可作為專業(yè)教材與參考書籍使用。
當前，對環(huán)保與能源問題的關注度日益提升，汽車動力技術呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展態(tài)勢。內(nèi)燃機動力系統(tǒng)憑借其能量密度高、續(xù)航里程長、產(chǎn)業(yè)鏈成熟等優(yōu)勢，在相當長時期內(nèi)仍將是汽車動力的重要組成部分；混合動力系統(tǒng)通過內(nèi)燃機與電機的協(xié)同工作，能有效降低能耗與污染排放，已成為乘用車的重要動力之一； 純電驅動動力系統(tǒng)因其低能耗、零污染排放的優(yōu)勢，發(fā)展前景日益廣闊；燃料電池動力系統(tǒng)則因續(xù)航里程長、零污染排放等特點，在長途重型車輛領域展現(xiàn)出巨大潛力。
本書圍繞上述汽車動力系統(tǒng)展開全面介紹。第1章概述，介紹汽車動力系統(tǒng)的發(fā)展歷史、基本組成、性能評價指標以及發(fā)展趨勢。第2章介紹內(nèi)燃機動力系統(tǒng)，闡述內(nèi)燃機的發(fā)展簡史、基本術語和工作過程、典型結構與組成、基本性能參數(shù)等。第3章介紹動力電池系統(tǒng)，闡述鋰離子電池單體、成組和系統(tǒng)等。第4章介紹車用驅動電機系統(tǒng)，闡述其發(fā)展簡史，介紹車用驅動電機結構、電機控制器基本結構、車輛對驅動電機系統(tǒng)的性能要求等。第5章介紹車用燃料電池發(fā)動機，闡述燃料電池類型，發(fā)動機的結構與組成、基本特性，車載儲氫系統(tǒng)的結構與組成，等等。第6章介紹混合動力系統(tǒng)，闡述串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式混合動力的結構與組成等。第7章介紹純電驅動動力系統(tǒng)，闡述了轎車純電驅動系統(tǒng)、商用車純電驅動系統(tǒng)、鋰電池純電驅動系統(tǒng)與燃料電池純電驅動系統(tǒng)的基本構成、系統(tǒng)構型等。
本書在內(nèi)容編排上，注重各動力系統(tǒng)間的對比與聯(lián)系，以幫助讀者更好地理解不同動力系統(tǒng)的工作原理、特點及應用場景。書中內(nèi)容力求貼合行業(yè)發(fā)展前沿，反映技術成果。希望通過本書，讀者能夠全面掌握汽車動力系統(tǒng)的知識，為從事汽車行業(yè)相關工作奠定堅實基礎。
本書由李建秋擔任主編，全書共7章： 第1章由李建秋負責編寫； 第2章由王志負責編寫，齊運亮參與部分編寫； 第3章由李哲和馮旭寧負責編寫，張劍波參與部分編寫； 第4章由高大威負責編寫； 第5章由裴普成、徐梁飛負責編寫； 第6章由張俊智負責編寫，何承坤參與部分編寫； 第7章由胡尊嚴負責編寫，李建秋、黃朝勝、李亮參與部分編寫。
此外，對本書編寫作出貢獻的還有劉偉、蔡開源、劉世宇、張啟航、劉尚、張昊、雷諾、林哲龍、劉奕、毛建樹、張翼霄、王巍、李莉、吳芷璇、彭勇、毛爍源、鄒夢珍、周偉男、邵揚斌、徐領、趙陽、張曦元、于世航、劉浩云、馬瑞海、李亞倫、胡家毅、魏一凡、余波陽、嚴可汗、陳正先、石秉坤、姬雪等。
本書在編寫過程中得到了本領域和企業(yè)的大力支持。感謝比亞迪汽車工業(yè)有限公司楊冬生正高級工程師、陸國祥高級工程師，中國科學院電工研究所茍晉芳博士和張仲石博士，東風商用車有限公司張宏飛正高級工程師、余宏峰高級工程師，中國優(yōu)質(zhì)汽車集團有限公司韓令海正高級工程師，北京新能源汽車股份有限公司向長虎高級工程師，以及北京億華通科技股份有限公司、南京清研易為新能源動力有限責任公司。
最后，殷切希望廣大讀者對書中漏誤之處予以批評指正。
編者
2025年6月
李建秋,清華大學車輛與運載學院院長，中國汽車工程學會會士，長期從事汽車電子和新能源汽車動力系統(tǒng)的教學與科研。
目錄
第1章汽車動力系統(tǒng)概述
1.1汽車動力系統(tǒng)的發(fā)展歷史
1.2汽車動力系統(tǒng)的基本組成
1.2.1內(nèi)燃機動力系統(tǒng)
1.2.2混合動力系統(tǒng)
1.2.3純電動力系統(tǒng)
1.3汽車動力系統(tǒng)的性能評價指標
1.3.1動力性評價指標
1.3.2經(jīng)濟性評價指標
1.3.3排放性能評價指標
1.3.4環(huán)境適應性評價指標
1.3.5汽車動力系統(tǒng)的其他評價指標
1.4汽車動力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
第2章內(nèi)燃機動力系統(tǒng)
2.1內(nèi)燃機發(fā)展簡史
2.1.1車用汽油機演變
2.1.2車用柴油機演變
2.2內(nèi)燃機的基本術語和工作過程
2.2.1內(nèi)燃機的分類
2.2.2基本術語
2.2.3四沖程內(nèi)燃機的工作過程
2.3汽油機的典型結構與組成
2.3.1曲柄連桿機構
2.3.2配氣機構
2.3.3燃料供給系統(tǒng)
2.3.4進排氣系統(tǒng)
2.3.5點火系統(tǒng)
2.3.6潤滑系統(tǒng)
2.3.7冷卻系統(tǒng)
2.4柴油機的典型結構與組成
2.4.1噴油系統(tǒng)
2.4.2燃燒系統(tǒng)
2.4.3排放控制系統(tǒng)
2.5內(nèi)燃機的基本性能參數(shù)
2.5.1動力性能指標
2.5.2經(jīng)濟性指標
2.5.3排放性能指標
2.5.4運轉性能指標
2.6內(nèi)燃機未來的發(fā)展趨勢
2.6.1高效化
2.6.2電氣化
2.6.3低碳化
2.6.4智能化
思考題
參考文獻
第3章動力電池系統(tǒng)
3.1電池發(fā)展簡史與動力電池興起
3.1.1電池發(fā)展簡史
3.1.2車用電池與車用動力電池
3.2鋰離子電池單體
3.2.1鋰離子電池的基本電化學反應與過程
3.2.2鋰離子電池的主要材料與部件
3.2.3鋰離子電池單體及其結構
3.3鋰離子電池的成組和系統(tǒng)
3.3.1電池系統(tǒng)設計要求
3.3.2電池系統(tǒng)電氣結構
3.3.3電池系統(tǒng)機械結構
3.3.4電池熱管理系統(tǒng)結構
3.3.5電池控制系統(tǒng)結構
3.4動力電池發(fā)展趨勢
3.4.1整車需求的發(fā)展趨勢
3.4.2動力電池材料及單體的發(fā)展趨勢
3.4.3動力電池系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
思考題
參考文獻
第4章車用驅動電機系統(tǒng)
4.1車用驅動電機系統(tǒng)發(fā)展簡史
4.1.1車用驅動電機系統(tǒng)的構成
4.1.2車用驅動電機的主要類型
4.1.3車用驅動電機系統(tǒng)的發(fā)展歷程
4.1.4各類驅動電機的發(fā)展與應用
4.2車用驅動電機結構
4.2.1永磁同步電機結構
4.2.2交流感應電機結構
4.2.3開關磁阻電機結構
4.3車用驅動電機控制器基本結構
4.4車輛對驅動電機系統(tǒng)的性能要求
4.5車用驅動電機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
思考題
參考文獻
第5章車用燃料電池發(fā)動機
5.1燃料電池發(fā)展簡史
5.2燃料電池類型
5.3燃料電池發(fā)動機的結構與組成
5.3.1燃料電池發(fā)動機概述
5.3.2燃料電池堆
5.3.3氫氣系統(tǒng)
5.3.4空氣系統(tǒng)
5.3.5熱管理系統(tǒng)
5.3.6電控系統(tǒng)與電力電子系統(tǒng)
5.4燃料電池發(fā)動機的基本特性
5.5車載儲氫系統(tǒng)結構與組成
5.5.1系統(tǒng)組成
5.5.2氣瓶及其組合閥
5.6車用燃料電池發(fā)展趨勢
思考題
參考文獻
第6章混合動力系統(tǒng)
6.1混合動力類型簡介
6.2串聯(lián)式混合動力結構與組成
6.2.1串聯(lián)式混合動力的概念
6.2.2串聯(lián)式混合動力的方案
6.2.3串聯(lián)式混合動力的組成與原理
6.3并聯(lián)式混合動力結構與組成
6.3.1并聯(lián)式混合動力的概念
6.3.2并聯(lián)式混合動力的方案
6.3.3并聯(lián)式混合動力的組成與原理
6.4混聯(lián)式混合動力結構與組成
6.4.1混聯(lián)式混合動力的概念
6.4.2混聯(lián)式混合動力的方案
6.4.3混聯(lián)式混合動力的組成與原理
6.5混合動力的發(fā)展趨勢
思考題
參考文獻
第7章純電驅動動力系統(tǒng)
7.1轎車純電驅動系統(tǒng)
7.1.1純電驅動系統(tǒng)的基本構成
7.1.2純電驅動系統(tǒng)形式
7.1.3集中式驅動系統(tǒng)
7.1.4分布式驅動系統(tǒng)
7.1.5純電驅動系統(tǒng)技術發(fā)展趨勢
7.2商用車純電驅動系統(tǒng)
7.2.1商用車集中驅動
7.2.2商用車純電驅動系統(tǒng)構型
7.2.3商用車重載電動輪
7.3鋰電池純電驅動系統(tǒng)
7.3.1動力電池系統(tǒng)的布置方式
7.3.2動力電池充換電方式變化
7.3.3智慧能源車網(wǎng)互動
7.4燃料電池純電驅動系統(tǒng)
7.4.1燃料電池動力系統(tǒng)構型
7.4.2車載儲氫與液氫重卡
7.4.3整車綜合熱管理
思考題
參考文獻
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