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一本书读懂智能低碳汽车

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本书紧跟汽车发展的整体趋势，围绕智能和低碳两个方向，以公众对于智能低碳汽车关注度较高的50个内容为基础，重点介绍了有关智能低碳汽车的知识，具体包括：传统汽车节能技术、新能源汽车技术、智能汽车的发展历程、智能汽车的基本原理、自动驾驶和车联网两个关键领域的技术与应用等。同时，本书使用通俗易懂的文字和直观清晰的配图对相关内容进行详尽介绍，以增强读者对智能低碳汽车的理解。希望读者通过阅读本书，能够激发对于智能低碳汽车的兴趣，并快速了解智能低碳汽车的发展现状和未来趋势，对智能低碳汽车的相关知识有一个较为清晰的脉络和轮廓。

汽车是人类社会发展的重要标志之一，它不仅改变了我们的生活方式，也对环境和能源资源产生了巨大的影响。如今，随着科技的进步和人们环保意识的提高，智能低碳汽车成为未来发展的方向。
汽车作为多学科交叉复合的现代工业产品，其包含的科学知识非常丰富。以汽车为主体进行科普，能够在激起公众兴趣的同时在多方面进行科学知识普及。而以智能低碳汽车作为媒介，更能够将前沿知识具象化，从而向公众传播科学理念，弘扬汽车文化。
本书依托于上海市科委一区一特重大科普项目嘉定智能低碳汽车科普生态建设项目（项目编号：20DZ2306500）的支持开展编撰工作。上海市科委一区一特重大科普项目旨在十四五时期对上海市各区已有科普资源进行整合提高，打造具有区域特色的科普集群，发挥规模效应，实现科普工作的高品质化和可持续化。嘉定区以
汽车嘉定特色名片和优势资源，以新能源及智能网联汽车为突破口，在技术研发、智能制造、汽车服务、示范应用等方面加速推进，通过技术创新引领产业发展，各方面均居于全国领先地位，但面向公众的汽车科普资源相互之间关联性不大，涉及内容较为分散，且科普性有待提高。嘉定智能低碳汽车科普生态建设项目一方面立足和整合嘉定区及上海市汽车科普资源，实现科普资源存量上的优化和提升，打造汽车科普场馆集群，建设完善高效的汽车科普生态体系；另一方面，梳理和编排汽车科普知识框架，构建体系化的汽车知识科普网络，将汽车科普知识和汽车科普场馆相链接，形成科普研学线路。在这样的背景下，本书作为项目的重要成果之一应运而生。
本书旨在通过科普的方式，帮助读者全面了解智能低碳汽车的概念、分类、关键技术和发展趋势等方面的内容。首先，我们将回顾百年来汽车行业的发展历程，并探讨汽车设计语言中蕴含的情感与意象；接下来，我们将深入介绍传统汽车和新能源汽车的构造原理和技术特点。然后，我们将聚焦于新能源汽车，包括混动与纯电动汽车以及燃料电池汽车，通过对这些新兴技术的介绍，我们将揭示它们在减少污染排放、提高能效以及推动可持续发展方面所起到的作用；最后，我们将探讨智能网联汽车对出行方式和交通系统带来的革命性变化，自动驾驶技术、智能决策和车联网等方面的内容将帮助读者了解未来汽车行业的发展趋势。
本书力求以通俗易懂的语言，结合丰富的实例和图表，让读者对智能低碳汽车有一个全面而深入的了解。无论是对汽车行业感兴趣的专业人士，还是关注环保和可持续发展的普通读者，都能从本书中获得有价值的知识。
在项目执行过程中，同济大学汽车学院的部分本科生和研究生参与了科普短文资料搜集、整理和少量创作工作，主要有黄维韬、龙浩东、黄偲蕊、刘佳欣等，在此一并致谢。在本书的编写过程中，我们还得到了许多人的帮助，借此机会特别感谢余卓平教授对本书的大力支持，感谢新能源汽车科普作家汪港在大纲设计、素材收集、章节创作、内容修订等方面所做的工作，感谢孔德洋副教授、熊璐教授、张存满教授、余海燕教授、杨代军副教授对本书的支持和帮助。另外，本书还有少量内容引用网络上的资料和图片，特向这些资料的作者和图片拍摄者、制作者表示深切的谢意。
由于编者水平有限，再加上智能低碳汽车领域技术日新月异，书中不妥及错误之处在所难免，恳请读者不吝指正，以便后续修订。
最后，衷心希望本书能够为广大读者提供一份科学、实用且富有启发性的指南，帮助我们共同迈向一个更加绿色、智能和可持续发展的汽车新时代。
祝阅读愉快！
陈力

前言
第1章低碳汽车
1.1 传统汽车低碳节能技术 / 001
1.1.1 传统汽车节能减排技术 / 001
1.1.1.1 发动机：节能技术一直在路上 / 001
1.1.1.2 排放：污染控制办法多 / 006
1.1.2 汽车轻量化技术 / 009
1.1.2.1 什么是轻量化技术？ / 009
1.1.2.2 轻量化技术的三大法宝 / 011
1.1.2.3 轻量化技术会影响安全吗？ / 013
1.1.3 汽车空气动力学技术 / 017
1.1.3.1 看汽车造型追赶节能技术 / 017
1.1.3.2 空气动力学技术的应用现状 / 020
1.1.3.3 未来汽车造型展望 / 022
1.2 新能源汽车 / 025
1.2.1 什么是新能源汽车？ / 025
1.2.1.1 新能源汽车从何而来？ / 026
1.2.1.2 新能源汽车有哪些类型？ / 028
1.2.1.3 新能源汽车会有成本优势吗？ / 030
1.2.2 混合动力汽车 / 038
1.2.2.1 混合动力汽车都是新能源汽车吗？ / 038
1.2.2.2 混合动力汽车如何分类？ / 041
1.2.3 纯电动汽车 / 045
1.2.3.1 纯电动汽车的前世、今生与未来 / 045
1.2.3.2 纯电动汽车的心脏和供血管 / 049
1.2.3.3 没有绿牌如何辨别纯电动汽车？ / 055
1.2.3.4 让均衡控制来助力动力电池续驶性能 / 061
1.2.3.5 动力电池管理系统核心SOC估计 / 066
1.2.3.6 换电真的能突破纯电动汽车的发展瓶颈吗？ / 069
1.2.3.7 纯电动汽车冬季保暖指南 / 075
1.2.3.8 光储充一体化实现终极低碳 / 079
1.2.4 燃料电池汽车 / 083
1.2.4.1 燃料电池汽车是怎样工作的？ / 083
1.2.4.2 燃料电池汽车到底长什么样？ / 089
1.2.4.3 清洁的汽车心脏燃料电池发动机 / 094
1.2.4.4 清洁发电厂燃料电池的分类及特性 / 097
1.2.4.5 燃料电池与重卡会碰撞出什么火花？ / 102
1.2.4.6 什么因素阻碍了燃料电池汽车商业化？ / 108
第2章智能汽车
2.1 自动驾驶技术 / 115
2.1.1 初识自动驾驶技术 / 115
2.1.1.1 什么是自动驾驶技术？ / 115
2.1.1.2 自动驾驶如何分级？ / 118
2.1.2 环境感知：自动驾驶的眼睛 / 124
2.1.2.1 从自动驾驶事故看环境感知技术 / 124
2.1.2.2 自动驾驶汽车如何拥有视力？ / 131
2.1.2.3 视觉SLAM 技术能为无人驾驶带来什么？ / 138
2.1.2.4 深度学习在环境感知中的应用 / 142
2.1.3 智能决策：自动驾驶的大脑 / 147
2.1.3.1 什么是智能决策技术？ / 147
2.1.3.2 智能决策技术能否取代人类驾驶员？ / 153
2.1.4 控制执行：自动驾驶的手脚 / 156
2.1.4.1 控制执行的功能分类 / 156
2.1.4.2 真正的自动驾驶还有多远？ / 160
2.1.5 自动驾驶技术的常见功能 / 162
2.1.5.1 自动泊车帮你一把入库 / 162
2.1.5.2 自适应巡航助你解放右脚 / 169
2.1.5.3 车道保持辅助系统助你解放双手 / 175
2.2 智能网联技术 / 182
2.2.1 什么是智能网联汽车？ / 182
2.2.1.1 智能网联汽车如何与外部进行交互？ / 182
2.2.1.2 5G 如何助力车联网更上一层楼？ / 191
2.2.2 常见的智能网联功能技术 / 196
2.2.2.1 你真正了解智能座舱吗？ / 196
2.2.2.2 看HUD 技术如何让仪表盘悬浮 / 202
2.2.2.3 畅谈汽车手势识别技术的未来 / 207
2.2.2.4 智能网联汽车的信息安全 / 213
2.2.2.5 适合于自动驾驶的地图究竟是什么样？ / 221
2.2.2.6 云计算技术使汽车行业全面转型升级 / 225
2.2.3 智能网联汽车技术未来 / 229
2.2.3.1 数字化车企未来的必争之地 / 229
2.2.3.2 大数据和云计算的未来发展 / 234
参考文献 / 235

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