隨著近20年來汽車行業的飛速發展，我國已成為全球*大的汽車市場，自主*牌整車及零部件的研發能力也取得了長足的進步。整車研發正處於從對標模仿走向全自主開發的過程，汽車從以整車架構主導的開發模式逐步轉向以整車性能驅動的開發模式。本書繫統地介紹了與整車各項核心性能相關的基礎理論、設計方法和工程開發案例，並對未來發展趨勢進行了展望。全書分運動性能、結構性能、舒適性能及綜合性能4篇共16章，涵蓋整車動力性和經濟性、整車駕駛性、制動性能、操縱穩定性和平順性、空氣動力學性能、整車結構強度、整車安全性能、整車可靠性與耐久性、車內環境品質、整車NVH性能、空調性能、整車熱管理、座椅舒適性、汽車人機工程。此外，《汽車性能集成開發實戰手冊》還介紹了各性能板塊之間的內在物理聯繫和融合開發，通過工程案例闡述了整車性能開發中的精益化和集約化方法，同時對整車性能的主觀評價進行了介紹，為汽車研發人員和技術管理人員評價產品提供了技術參考和標準。

《汽車性能集成開發實戰手冊》由具有豐富理論基礎且擁有多年整車研發經驗的一線研發人員聯合編寫，內容豐富，取材新穎，圖文並茂且通俗易懂。本書理論扎實，實用性和實踐指導性強，適用於從事汽車整車及零部件研發的人員學習參考，也可作為高校汽車相關專業師生的參考書。

序言

前言

*1篇運 動 性 能

*1章整車動力性和經濟性3

1*1動力性和經濟性概述3

1*1*1動力性的定義和指征3

1*1*2經濟性的定義和指征及整車能耗測試工況3

1*2動力性和經濟性設計理論和方法8

1*2*1牽引力、阻力與車輛動力學方程8

1*2*2輪胎-道路力學模型12

1*2*3動力性和經濟性理論計算13

1*2*4車輛模型構建及性能設計16

1*2*5性能設計20

1*2*6傳動繫統性能設計30

1*2*7儲能繫統性能設計35

1*2*8高壓電繫統性能設計44

1*3動力性和經濟性開發案例46

1*3*1特定節氣門和換檔策略的性能分析47

1*3*2特定檔位和坡度的性能分析48

1*4展望49

1*4*1內燃機性能提升技術49

1*4*2高壓平臺提升技術50

*2章整車駕駛性52

2*1駕駛性概述52

2*1*1駕駛性定義52

2*1*2駕駛性理論基礎54

2*1*3駕駛性典型工況55

2*2駕駛性設計理論與方法56

2*2*1指標體繫56

2*2*2開發方法63

2*2*3開發工具72

2*2*4客觀測試79

2*3駕駛性開發案例90

2*3*1傳統動力車型開發案例90

2*3*2新能源車型開發案例94

2*4展望97

2*4*1先進駕駛輔助繫統98

2*4*2自適應巡航控制繫統98

2*4*3“人-車-環境”協同自適應駕駛輔助99

2*4*4整車控制策略100

第3章制動性能102

3*1電子制動繫統概述102

3*2電子制動繫統動力學理論基礎104

3*2*1制動力分配與制動穩定性104

3*2*2制動滑移率和驅動滑轉率106

3*2*3輪胎摩擦圓107

3*2*4不足轉向和過度轉向特性108

3*3電子制動繫統理論基礎108

3*3*1防抱死制動繫統(ABS)理論基礎110

3*3*2驅動防滑控制繫統（TCS)理論基礎115

3*3*3車身電子穩定繫統（ESP)理論基礎117

3*3*4電子駐車制動繫統(EPB)理論基礎132

3*3*5電子制動繫統（EBS)總布置設計134

3*4電子制動繫統整車集成139

3*4*1電子控制繫統匹配設備139

3*4*2電子控制繫統試驗準備141

3*4*3電子控制繫統山路試驗141

3*4*4電子控制繫統標準142

3*5展望143

3*5*1集成化發展歷程143

3*5*2集成化技術方案144

第4章操縱穩定性和平順性147

4*1操縱穩定性和平順性概述147

4*1*1操縱穩定性和平順性基本原理147

4*1*2關鍵子繫統及零部件148

4*1*3性能集成的關聯性152

4*2操縱穩定性和平順性設計理論與方法153

4*2*1仿真分析153

4*2*2客觀試驗154

4*2*3主觀評估和調試159

4*2*4開發流程162

4*3操縱穩定性、平順性及整車開發案例167

4*3*1操縱穩定性開發案例167

4*3*2平順性開發案例171

4*3*3整車開發案例174

4*4展望180

4*4*1連續減振控制（CDC）180

4*4*2主動電磁感應懸架（MRC）181

4*4*3主動前輪轉向（AFS）182

4*4*4主動後輪轉向（ARS）182

4*4*5主動轉矩控制（AYC）183

第5章空氣動力學性能185

5*1空氣動力學概述185

5*2汽車空氣動力學設計理論185

5*2*1流體力學基本概念185

5*2*2流體力學控制方程189

5*2*3聲學基本概念190

5*2*4氣動聲學控制方程191

5*2*5汽車空氣動力學六分力192

5*2*6氣動噪聲197

5*3汽車空氣動力學開發方法200

5*3*1風洞試驗200

5*3*2道路試驗204

5*3*3計算流體力學仿真206

5*4汽車空氣動力學開發案例211

5*4*1汽車低風阻形體211

5*4*2汽車風阻組成212

5*4*3汽車周圍流場213

5*4*4汽車各部位流場及減阻措施216

5*4*5氣動升力控制222

5*4*6側風穩定性控制223

5*4*7風噪控制224

5*4*8開發流程225

5*5展望227*2篇結 構 性 能

第6章整車結構強度231

6*1結構強度概述231

6*1*1國內轎車強度開發現狀231

6*1*2面向我國用戶的轎車強度開發232

6*2結構強度設計理論與方法233

6*2*1國內外轎車強度設計準則對比分析233

6*2*2全球主要汽車工業國轎車強度水平分析235

6*2*3我國市場轎車行駛裡程調研分析236

6*2*4轎車強度開發準則定義237

6*3結構強度開發案例240

6*3*1轎車強度試驗標準體繫構建241

6*3*2轎車強度模擬計算原理與方法242

6*3*3基於試驗和仿真的結構強度優化243

6*3*4底盤零部件強度開發流程與認可評價249

6*4展望251

第7章整車安全性能252

7*1整車安全性能概述252

7*1*1交通事故調查與事故分析252

7*1*2事故重建技術及應用255

7*2汽車安全性能評價法規及標準257

7*2*1全球車輛安全法規257

7*2*2新車評價規程（NCAP）258

7*2*3保險安全指數規程261

7*2*4電動汽車的電安全法規263

7*3汽車安全設計機理265

7*3*1整車結構耐撞性設計265

7*3*2約束繫統防護機理270

7*3*3行人踫撞保護設計機理273

7*3*4主動安全技術與繫統原理276

7*4汽車安全集成開發技術278

7*4*1整車正面踫撞安全開發技術278

7*4*2整車側面踫撞安全開發技術282

7*4*3行人保護安全開發技術286

7*4*4主動安全集成開發技術288

7*5展望292

7*5*1高逼真度生物人體模型292

7*5*2自動駕駛的安全挑戰295

7*5*3電動汽車安全297

第8章整車可靠性與耐久性300

8*1可靠性與耐久性概述300

8*1*1可靠性設計理論基礎300

8*1*2疲勞理論基礎302

8*2關鍵技術及應用案例306

8*2*1用戶用途關聯技術306

8*2*2可靠性驗證策略306

8*2*3用戶目標設定關鍵技術309

8*2*4整車可靠性加速試驗規範313

8*2*5動態載荷分解技術316

8*2*6道路模擬試驗技術318

8*2*7振動臺試驗規範制定技術320

8*3展望321

8*3*1基於網聯技術的用戶目標獲取321

8*3*2虛擬路面技術322第3篇舒 適 性 能

第9章車內環境品質327

9*1車內環境品質概述327

9*1*1汽車車內環境污染327

9*1*2汽車車內污染物危害327

9*2車內環境品質控制標準328

9*2*1國外標準328

9*2*2國內標準332

9*3車內污染物的成因分析334

9*3*1來源分析334

9*3*2影響因素336

9*4車內環境品質開發與管控337

9*4*1汽車內外飾用材開發337

9*4*2車內環境研發體繫與管控方式355

9*4*3車內環境量產一致性管制360

9*5展望362

9*5*1車內環境淨化362

9*5*2車載香氛繫統366

*10章整車NVH性能367

10*1NVH概述367

10*2NVH設計理論與方法368

10*2*1振動控制理論基礎368

10*2*2噪聲控制理論基礎371

10*2*3振動噪聲測量技術373

10*2*4主觀評價與心理聲學376

10*2*5試驗與仿真分析379

10*3NVH工程應用案例382

10*3*1NVH目標設定382

10*3*2動力總成噪聲385

10*3*3路面激勵噪聲387

10*3*4振動舒適性390

10*3*5空氣動力噪聲（風噪）390

10*3*6機電輔助繫統噪聲393

10*3*7車外噪聲395

10*3*8異響398

10*4展望399

10*4*1輕量化與NVH399

10*4*2主動降噪與減振400

10*4*3聲品質設計402

*11章空調性能404

11*1汽車空調性能概述404

11*2汽車空調性能設計理論與方法405

11*2*1整車熱負荷的計算405

11*2*2空調繫統型式及零件匹配計算408

11*2*3空調風道設計412

11*2*4空調繫統臺架試驗規範417

11*2*5汽車空調性能試驗422

11*3空調性能開發案例426

11*4展望428

*12章整車熱管理430

12*1熱管理概述430

12*2熱管理設計理論與方法430

12*2*1傳熱學基礎430

12*2*2熱管理開發內容431

12*2*3熱管理虛擬仿真技術434

12*2*4熱管理試驗開發技術437

12*3熱管理開發案例439

12*3*1熱管理開發目標設定439

12*3*2熱管理開發流程440

12*3*3傳統動力總成冷卻性能開發442

12*3*4零件熱保護性能開發445

12*3*5熱管理控制與標定449

12*3*6自燃風險預防450

12*4展望451

12*4*1混合動力車型熱管理性能開發452

12*4*2純電動車型熱管理性能開發452

12*4*3燃料電池車型熱管理性能開發452

*13章座椅舒適性454

13*1座椅舒適性概述454

13*1*1靜態舒適性454

13*1*2動態舒適性456

13*1*3舒適性功能456

13*1*4主觀評價458

13*1*5客觀評價460

13*2座椅舒適性設計理論與方法461

13*2*1汽車-座椅-人繫統介紹461

13*2*2座椅動態舒適性的設計原則461

13*2*3座椅動態特性參數462

13*3座椅舒適性開發案例463

13*3*1座椅隔振、吸振性能開發463

13*3*2側翼支撐技術開發465

13*3*3人-椅繫統模態與共振頻率開發466

13*3*4座椅舒適性仿真技術468

13*4展望470

13*4*1座椅動態舒適性的發展方向470

13*4*2座椅動態舒適性支撐技術472

*14章汽車人機工程475

14*1汽車人機工程概述475

14*1*1人機工程發展歷史475

14*1*2人機工程開發職責及研究範圍475

14*1*3人機工程法規及設計規範476

14*2乘員布置及人機工程尺寸定義478

14*2*1二維假人模板478

14*2*2乘員布置及核心硬點確定過程483

14*2*3整車人機工程視野舒適性開發487

14*2*4乘員上下車方便性開發493

14*3視覺舒適性設計494

14*3*1視覺舒適性定義495

14*3*2視覺舒適性開發方法496

14*3*3視覺舒適性主觀評價499

14*4操作舒適性設計500

14*4*1操作舒適性開發流程及範圍500

14*4*2操作舒適性開發策略501

14*4*3操作舒適性開發方法501

14*5儲物及多功能性設計506

14*5*1儲物空間定義506

14*5*2儲物空間開發流程507

14*5*3整車儲物功能評價指標511

第4篇綜 合 性 能

*15章整車性能主觀評價515

15*1整車性能主觀評價概述515

15*2準備工作516

15*3常用道路517

15*3*1汽車試車場517

15*3*2社會道路520

15*4評分標準521

15*4*1評分標準選擇521

15*4*2實施方法522

15*5主觀評價方法522

15*5*1動力性主觀評價523

15*5*2駕駛性主觀評價524

15*5*3NVH主觀評價532

15*5*4制動性能主觀評價537

15*5*5轉向性能主觀評價541

15*5*6操縱穩定性主觀評價545

15*5*7平順性主觀評價548

15*5*8空調性能主觀評價551

15*6評價結果展示553

15*7主觀評價能力建設555

15*8展望557

*16章整車性能融合開發559

16*1整車性能概述559

16*2整車性能融合的理論與特點560

16*2*1整車性能融合的物理學基礎561

16*2*2整車性能融合的特點563

16*3整車性能融合開發案例565

16*3*1輕量化與性能融合565

16*3*2熱管理與NVH566

16*3*3操縱穩定性與NVH567

16*3*4經濟性與NVH569

16*3*5安全性、耐久性與NVH570

16*3*6水管理與熱管理572

16*4展望573

16*4*1性能融合深度573

16*4*2性能融合廣度573

參考文獻574*1章緒論1

1*1分析汽車車身結構的意義1

1*法基本概念2

1*3汽車車身結構試驗分析總論3

1*4汽車車身結構疲勞耐久性分析4

1*5汽車車身結構優化方法概述5

思考題6

*2章汽車車身梁結構模擬計算7

2*1梁結法基本原理7

2*1*1基本觀點和規定7

2*1*2剛度方程的建立方法13

2*1*3各類梁剛度方程25

2*1*4各類梁結構坐標變換方程28

2*2客車車身結構強度與剛度綜合分析34

2*2*1客車車身結分析34

2*2*2客車車身結構承載度分析及改進39

2*3微型電動車車架結構分析40

2*3*1微型電動車車架結構40

2*3*2微型電動車車架優化設計42

參考文獻44

思考題44

第3章汽車車身板結構模擬計算45

3*1平面應力問法45

3*1*1 基本假設和基本物理量45

3*1*2平面應力問題48

3*1*3平衡微分方程50

3*1*4幾何方程與剛體位移51

3*1*5物理方程54

3*1*6邊界條件和聖維南原理55

3*1*7虛位移原理57

3*1*8平面應力問題法63

3*1*9連續體的網格劃分64

3*1*10三分析65

3*1*11非節點載荷的移置77

3*1*12總剛度方程80

3*1*13邊界條件的處理85

3*1*14計算結果整理88

3*1*15平面90

3*基本概念100

3*3薄板彎曲問題及法107

3*3*1薄板彎曲理論108

3*3*2三角形111

3*3*3任意四邊形115

3*4電動汽車車身結構靜態特性綜合評價及其優化119

3*4*1分析模型建立119

3*4*2分析模型驗證120

3*4*3車身結構靜態載荷綜合評價122

3*4*4車身結構靜態特性綜合評價124

3*4*5電動改裝轎車車身結構優化

分析125

參考文獻127

思考題127

第4章汽車車身結構動力分析128

4*1結構動力分析法基礎128

4*1*1動力基本方程的建立128

4*1*2質量矩陣130

4*1*3阻尼矩陣132

4*1*4特征值和特征向量134

4*1*5動力響應問題139

4*2汽車車身結構模態分析142

4*2*1轎車車身梁結構模態分析143

4*2*2電動汽車車身結構模態分析144

4*2*3微型電動汽車車身板梁組合結構模態分析145

4*3車身結構低階模態修改靈敏度分析146

4*3*1轎車車身模態修改靈敏度計算分析146

4*3*2輕型貨車橫向振動分析與控制151

4*4旅行車（SRV）行李架結構動力響應仿真分析154

4*4*1車頂行李架CAE模型154

4*4*2動力響應分析 156

參考文獻160

思考題161

第5章汽車車身結構強度和剛度試驗162

5*1汽車車身結構試驗技術162

5*1*1電阻應變片的基本原理與類型163

5*1*2電阻應變儀的基本原理與類型167

5*1*3電阻應變儀的使用方法178

5*2汽車車身結構強度與剛度試驗方法181

5*2*1車身結構靜強度和剛度試驗181

5*2*2車身結構動強度試驗184

5*2*3車身結構強度路障試驗185

5*3乘用車車身結構靜態剛度臺架試驗186

5*3*1試驗對像186

5*3*2試驗準備186

5*3*3試驗方法187

5*3*4試驗數據采集190

5*3*5試驗結果分析193

參考文獻194

思考題194

第6章汽車車身結構模態試驗195

6*1概述195

6*2模態試驗分析技術195

6*2*1激振器的基本原理與類型195

6*2*2測量用傳感器與電荷放大器的基本

原理與類型197

6*3汽車車身結構模態試驗方法203

6*3*1測量結構固有振動特性的基本

原理203

6*3*2車身結構固有振動特性的測定205

6*4數據處理207

6*4*1采樣、量化和相干性分析208

6*4*2均值、概率密度函數、相關函數數值處理209

6*4*3譜密度函數211

6*5運動型多用途汽車(SUV)車身結構試驗模態分析218

6*5*1試驗測量和分析繫統218

6*5*2試驗步驟219

6*5*3數據處理及試驗模態分析221

6*5*4試驗模態分析結果評價224

參考文獻224

思考題224

第7章汽車車身結構疲勞耐久性

分析225

7*1疲勞強度理論的一般知識225

7*1*1疲勞破壞及疲勞曲線 225

7*1*2隨機載荷的統計處理226

7*2疲勞強度強化試驗229

7*2*1道路強化行駛試驗229

7*2*2室內快速疲勞模擬試驗230

7*2*3載荷譜迭代計算236

7*3車身結構疲勞分析實例242

7*3*1某商用車車身疲勞仿真分析242

7*3*2程序載荷譜的編制與疲勞仿真分析244

7*3*3某SUV後橋總成疲勞仿真分析249

7*3*4某貨車駕駛室總成疲勞耐久試驗251

7*3*5某SUV後橋疲勞耐久試驗256

參考文獻260

思考題261

第8章汽車車身結構拓撲優化分析方法262

8*1ESO方法基本原理262

8*2雙向漸進結構優化法（BESO）基本流程264

8*2*1“軟殺”和“硬殺”策略264

8*2*2棋盤格現像及靈敏度過濾266

8*2*3迭代過程的穩定策略及收斂準則267

8*2增添與刪除機制268

8*2*5算法流程269

8*3靈敏度分析及單目標優化269

8*3*1柔度優化270

8*3*2模態頻率靈敏度272

8*3*3位移靈敏度273

8*3*4全局應力靈敏度275

8*3*5對稱性約束靈敏度279

8*4基於BESO方法的多約束和多工況優化279

8*4*1多工況優化280

8*4*2含多個約束的優化方法283

8*5汽車後排座椅靠背骨架拓撲優化287

8*5*1靠背骨架結構及分析工況288

8*5*2靠背結構的多工況及多約束拓撲優化295

8*5*3座椅靠背骨架的提取與重設計301

8*6客車車身結構優化設計307

8*6*1客車車身骨架尺寸優化分析307

8*6*2客車頂蓋拓撲優化312

參考文獻315

思考題316

第9章纖維增強復合材料（FRP）車身結構件的設計分析方317

9*1概述317

9*2FRP復合材料力學基礎理論317

9*2*1經典層合板理論317

9*2*2基於一階剪切變形的層合板理論322

9*3離散材料拓撲優化324

9*3*1離散材料拓撲優化方法324

9*3*2優化流程325

9*3*3制造約束處理325

9*4CFRP發動機艙蓋結構與工藝一體化優化326

9*4*1結構與工藝一體化優化方法326

9*4*2過濾方法及靈敏度分析328

9*4*3CFRP發動機艙蓋結構與工藝一體化優化過程329

9*5CFRP發動機艙蓋樣件試制及物理試驗345

9*5*1CFRP發動機艙蓋樣件試制345

9*5*2CFRP發動機艙蓋物理試驗349

參考文獻354

思考題354