《新能源车辆设计》教学大纲

 

课程类别：专业教育课程            课程名称：新能源车辆设计 

开课单位：能源动力工程学院         课程编号：Z03160106            

课程性质：必修

总 学 时： 32                      学    分：2

适用专业：车辆工程（新能源方向）

先修课程：机械设计、电工技术、电子技术、汽车构造、汽车理论

大纲编写（修订）时间：2019年3月

 

一、课程在教学计划中地位和作用

本课程是车辆工程专业（新能源方向）学生必修的专业教育课。本课程是在完成了基础课、专业基础课及大部分专业课程的学习之后开设，是培养车辆工程专业(新能源汽车类)工程技术人才具备整体专业知识结构和能力结构的主干课程。

通过本课程的学习，使学生学会分析和评价新能源汽车整车及其各主要系统的设计特性与控制策略，合理选择方案及有关参数，并学到一些新能源汽车主要系统的设计方法，为后续进行课程设计、毕业设计以及毕业后从事汽车设计工作打下稳固的基础。

二、课程目标

1. 针对不同类型的新能源汽车，具备分析、评价整车及各系统的设计特性与控制策略的能力；（支撑毕业要求2）

2. 具备新能源汽车整车形式选择、整车方案设计、主要系统方案设计及参数选择的能力；（支撑毕业要求3）

3. 具备使用现代设计工具绘制整车总布置图及方案设计图、设计计算分析、系统优化设计的能力；（支撑毕业要求5）

4. 了解相关的技术标准、知识产权、产业政策和与法律法规，能在工程实践中予以落实，并理解违反上述法规应承担的责任（支撑毕业要求6）

三、基本要求

本课程在学生学完了机械设计、电工技术、电子技术、汽车构造、汽车理论之后开课，通过课程学习，使学生了解整车设计的基本知识，学会汽车总体设计的一般方法；了解各主要系统的设计要求，掌握设计流程和基本方法；在工程设计实践中能够考虑安全、节能、环保及标准、法规和政策等方面的因素。

授课教室应配有多媒体教学设备，课堂教学与课后复习课时比例1：1。

四、课程内容及教学方法

       课程主要内容：介绍汽车整车设计及各系统设计所需的基本知识，包括新能源汽车总体设计、电动汽车动力电池、电动汽车驱动电机、混合动力驱动系统设计、纯电动汽车整车设计、燃料电池汽车设计、电动汽车整车控制策略、电动汽车再生制动系统等章节内容，掌握各系统设计应满足的要求、方案分析与设计、主要参数确定、计算方法，新设计方法及其在汽车设计中的应用等。

深度和广度说明：在机械设计、电子技术、电工技术的基础上结合新能源汽车构造及原理进行拓展和深化，为学生以后进行汽车设计提供指导。（1）总体设计方面：主要讲解车型的形式选择、参数确定和主要总成的选型，通过设计例题详细讲解总布置方法和运动校核方法；（2）各主要系统设计方面：了解工作原理与功能，重点掌握设计的一般方法和使用各系统的设计要求进行方案分析和主要参数确定；因此教师要多以结合计算机软件的设计案例重点讲授，帮助学生克服对专业工程设计的畏难思想。

教学方法：提高学生的学习兴趣，引导学生进行工程设计实践是取得良好的教学效果的关键。教师在课堂上进行设计方法和流程讲解的过程中，不仅要采用问题引导或任务驱动法，还应结合设计过程的案例，运用多媒体、现代设计技术进行示例；在作业方面，除知识性习题外，还要求每章布置一道设计性或综合性练习题，以进一步提高和巩固教学质量。

 

第一章 绪论（2学时）

1．本课程在专业课程体系中的地位和作用介绍

2．课程内容、学习方法、讲授方式、考核评价方式介绍

3．了解新能源汽车的发展趋势

4．了解电动汽车的分类和发展现状

5．了解电动汽车的关键技术

6．了解汽车现代设计技术与方法

第二章 新能源汽车总体设计（4学时）

1. 了解汽车总体设计的一般方法

2. 掌握汽车形式的选择

3. 掌握汽车主要参数的选择

4. 了解车身形式、动力电池和轮胎等部件的选择

5. 掌握各部件布置方法和总布置草图的绘制

6. 了解运动部件校核的项目与方法

重点：汽车形式的选择，汽车主要参数的选择，各部件布置方法

难点：运动校核方法

第三章 电动汽车动力电池（4学时）

1. 掌握电动汽车对动力电池的要求

2．了解动力电池的分类及特点

3．了解电动车动力电池的工作特点

4．掌握动力电池的充电

5．掌握电池管理系统

6．了解电池的使用和维护

重点：电动汽车对动力电池的要求，动力电池的充电，电池管理系统

难点：电池管理系统

第四章 电动汽车驱动电机（2学时）

1. 掌握电动汽车对驱动电机的要求

2. 了解直流电机的结构、工作原理及运行特性

3. 了解异步电机的结构、工作原理及运行特性

4. 了解永磁电机的结构、工作原理及运行特性

5. 了解开关磁阻电机的结构、工作原理及运行特性

6．掌握驱动系统电机的选择

重点：电动汽车对驱动电机的要求，驱动系统电机的选择

难点：永磁电机的结构、工作原理及运行特性

第五章  混合动力驱动系统设计（4学时）

1. 了解混合动力驱动系统的结构和设计目标

2. 掌握串联混合动力系统设计

3．掌握并联混合动力系统设计

4．掌握混联混合动力系统设计

重点：串联混合动力系统设计，并联混合动力系统设计，混联混合动力系统设计

难点：混联混合动力系统设计

第六章  纯电动汽车整车设计（4学时）

1. 掌握纯电动汽车动力系统

2. 掌握电动汽车转向系统

3. 掌握电动汽车制动系统

4．了解电动汽车悬架系统

5. 了解电动汽车空调系统

6. 了解纯电动汽车高压电安全设计

重点：纯电动汽车动力系统，电动汽车转向系统，电动汽车制动系统

难点：电动汽车空调系统

第七章  燃料电池汽车设计（2学时）

1. 了解燃料电池汽车结构

2. 了解燃料电池工作原理

3. 掌握燃料电池汽车控制策略

4．掌握燃料电池汽车参数设计    

重点：燃料电池汽车控制策略，燃料电池汽车参数设计

难点：燃料电池汽车控制策略

第八章  电动汽车整车控制策略（4学时）

1. 掌握电动汽车电子控制系统设计

2. 了解CAN总线在电动汽车上的应用

3. 掌握电动汽车能量管理控制策略

4．了解整车故障诊断功能

重点：电动汽车电子控制系统设计，电动汽车能量管理控制策略

难点：电动汽车能量管理控制策略

第九章  电动汽车再生制动系统（4学时）

1. 了解再生制动概述

2. 了解再生制动的功率转换电路

3. 掌握电动汽车制动力分配

4．掌握典型再生制动控制策略

5．再生制动案例分析

重点：电动汽车制动力分配，典型再生制动控制策略

难点：典型再生制动控制策略

 

五、实验

    无。

 

六、学时分配

章节名称	讲授（学时）	测验（学时）	小计
第一章 绪论	2		2
第二章 新能源汽车总体设计	4		4
第三章 电动汽车动力电池	4		4
第四章 电动汽车驱动电机	2		2
第五章 混合动力驱动系统设计	4		4
第六章 纯电动汽车整车设计	4		4
期中测验	0	2	2
第七章 燃料电池汽车设计	2		2
第八章 电动汽车整车控制策略	4		4
第九章 电动汽车再生制动系统	4		4
合 计	30	2	32

七、课程目标达成评价的途径和措施

       1、考核目标：在考核学生对整车及各主要系统设计的基本知识、设计要求和设计方法等方面掌握程度的基础上，重点考核学生对整车布置形式和主要性能参数选择能力、各系统方案设计和参数选择能力、总布置草图和设计图纸的绘制能力、以及综合设计分析能力。

2、考核方式：作业、期中测验和期末闭卷考试。

3、评价环节对课程目标达成贡献率及支撑材料：

各环节成绩评定占比%

注：本表的贡献率比例来源于本大纲第十节：课程目标达成评价的M_k

八、教材、补充教材及参考资料

1. 王望予 主编，汽车设计，机械工业出版社，2004

2. 张缓缓、杨国平 主编，汽车设计，清华大学出版社， 2016

3. 崔胜民，编著，新能源汽车技术，北京大学出版社，2014

4. JSAE&CSAE，汽车工程手册（10）新能源车辆设计篇，北京理工大学出版社，2014

5.杨世春 主编，电动汽车设计基础，国防工业出版社，2013

6.杨世春 主编，电动汽车基础理论及设计，国防工业出版社，2018

7.刘春晖，贺红岩，柳学军 主编，电动汽车结构原理，化学工业出版社， 2018

8.(美) Iqbal Husain 著，林程译，纯电动及混合动力汽车设计基础，机械工业出版社，2012

 

九、课程目标对毕业要求的支撑

注： 1、成果关联度分：L、M、H；

2、需说明目标情况分解。

 

十、课程目标达成评价

各环节对课程目标达成评价所使用到的权重占比分配

 

采用达成值计算法，辅以对学生的问卷调查法。

达成值计算法结合上表权重分配，采用以下公式进行计算。大于0.60为达成。

单一课程目标达成度评价采用下式：

总的课程目标达成度评价采用下式：

以上公式中：

k表示不同的评价方式，i表示不同的课程目标。

表示第k中评价方式期末评价成绩平均分，均为百分制；

是第k种评价方式通过第i个课程目标反应在总的课程目标评分占比；

表示第k种评价方式对第i个课程目标百分占比；

表示第i个课程目标在课程总评价中的占比。

十一、课程目标达成评价结果用于持续改进

课程目标达成评价结果将用于后续教学过程的持续改进。

针对课程目标达成评价中发现的问题与不足，在本次授课总结中应由授课教师分析具体原因，并给出改进建议。后续任课教师应当针对以前的问题和建议，在授课计划中做好落实改进计划，并在授课计划中予以落实。