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1、电动汽车结构与系统分析课程教学大纲（2019版）一、基本信息课程编码：1021339022英文名称：Electric Automobile Structure and SystemAnalysis课程性质：专业选修课学 分：2学 时：32学时开课学期：学期开课院系：机械工程学院适用专业：车辆工程先修课程：电工与电子技术、汽车构造二、课程简介本课程是车辆工程专业的一门专业选修课，本课程介绍了现代电动汽车的定义和开展现状，电动 汽车的分类、组成及工作原理，电机、电池及控制系统等核心部件的功用、组成和工作原理，电 动汽车总体设计和整车性能计算的一般方法，电动汽车辅助系统、基础设施的功用及组成。通过
2、本课程教学，使学生对于电动汽车的基本结构及相关知识有系统的了解，为学生今后从事电动汽 车设计、制造、运用及服务等打下的专业基础知识。三、课程教学任务与教学目标（一）教学任务本课程涉及电动汽车的电机、电池及控制方面的知识。通过课程的教学，使学生了解和掌握电动汽车的概 念、构造及基本原理，为学生从事电动汽车的检测、服务等打下良好的基础。本课程分为课堂教学和实验 教学两局部，其基本任务如下：1、通过多种形式的课堂教学，使学生掌握电机、电池、电气系统、冷却系统、能量补给系统和辅助系统 的结构组成及工作原理，使学生具备对电动汽车进行总体设计，合理计算动力系统的性能参数的基本能力， 培养学生自主学习，主动
3、探索的素养。本门课程的难点在于电控系统的控制方法及整车的参数计算。课程 优点在于教学章节紧凑，学生可以比拟好地进行知识点的归纳整理，加强学习效果。2.通过实验教学，使学生对电动汽车的整体构造有一个直观性的了解，并能够针对电机特点采用具体的控制 方法，培养学生的实践操作能力及解决问题的能力。（二）教学目标1.教学目标.根据现代电动汽车的定义和开展现状及相关法律法规知识,通过对电动汽车各组成结构及工作原理的学习, 掌握电动汽车“三电”系统及各辅助系统的结构特点和工作原理，结合工程知识，对结构进行设计计算及验 证，了解电动汽车开展的现状。（支撑毕业要求指标点1-3, 2-1,6-2）.学习电动汽车的
4、理论知识并将其与社会开展需求结合，开发电动汽车新技术，掌握分析问题和解决问题的 能力，培养学生开发新技术，实现的培养。（支撑毕业要求指标点3-2, 3-3）2、教学目标对毕业要求的支撑矩阵表1教学目标对毕业要求的支撑矩阵四、教学内容及要求毕业要求二级指标点课程教学目标(1)(2)1.工程知识：能够将数学、自然科学、机 械工程基础知识和车辆，程专业知识用 于解决汽车设计、制造、试验、检测及生 产过程管理等领域复杂车辆工程问题。1-3.能将工程原理和专业知识用于 分析复杂工程问题，提出解决方案。q2.问题分析：能够应用车辆工程科学的基 本原理，识别、表达、并研究分析复杂的 车辆工程问题，并获得结论
5、。2-1.掌握车辆工程领域文献检索方 法，了解车辆工程领域的问题及解决 方法，并能够运用车辆工程基础知识 对车辆工程领域复杂工程问题进行 识别和表达；3.设计开发：根据车辆工程产业需求，针 对其领域工程技术要求，完成设计开发内 容，并能够在设计环节中表达创新意识， 兼顾经济、社会、健康、平安、法律、 伦理、文化以及环境等因素。3-2.在经济、社会、平安、法律、 文化以及环境等现实条件约束卜，对 设计内容的可行性进行论证；q3-3.对设计方案或技术路线进行优 化，表达创新意识；6.工程与社会：能够基于车辆工程相关背 景知识进行合理分析，评价车辆，程专业 实践和车辆JL程领域复杂工程问题解决 方案
6、对社会、健康、平安、法律以及文 化的影响，并理解应承当的责任。6-2.合理分析、评价车辆工程专业工 程实践和复杂问题解决方案对社会、 健康、平安、法律以及文化的影响, 并理解应承当的责任。(-)教学内容及要求表2教学内容、要求与达成章节(学时)教学目标教学内容教学要求难点教学活动达成能力达成途径支撑 目标第一章 电动汽车发 展概况(2)了解电动汽 车的开展历 史及现状，常 见产品和发 展方向；掌握 电动汽车的 关键技术和 优劣；了解电 动汽车的法 规、标准和常 用技术术语。电动汽车概念， 常见的产品和 开展方向，关键 技术，法规与标 准1 .掌握电动汽车 的定义；2 .了解电动汽车 的关键技术
7、；3. 了解电动汽车法 规与标准；4.掌握 电动汽车常用术 语。【本章】电动汽 车关键技术。【课前提问】大家已了解传统汽车的定 义，怎么来对电动汽车下定义？【课堂讲授】新能源汽车的分类；电动 汽车的开展历程；国内外常见的电动汽 车产品；电动汽车与环境的关系。【教学】讲授案例教学混合式教学毕业要求1.工程知识：能够将数学、自 然科学、机械工程基础知识和车辆工程 专业知识用于解决汽车设计、制造、试 验、检测及生产过程管理等领域复杂车 辆工程问题。毕业要求6.工程与社会：能够基于车辆工 程相关背景知识进行合理分析,评价车辆 工程专业实践和车辆工程领域复杂工程 问题解决方案对社会、健康、平安、法 律以
8、及文化的影响，并理解应承当的责 任。课堂提 问、期 末考试教学目标1章电动汽 车的结构组 成(4学时=理 论2+实验2)了解电动汽 车的分类；掌 握电动汽车 的结构类型； 了解和掌握 电动汽车的 行驶性能和 计算方法；了 解电动汽车 的开展前沿。电动汽车的基 本结构，各分系 统的结构类型， 电动汽车的行 驶性能1.理解电动汽车 的基本结构形 式；2.理解电力 驱动系统、储能 装置的不同，对 整车结构的影响； 3掌握电动汽车 的动力性和续驶 里程的评价指 标。【本章】：电动 汽车串联、并 联、混联的结构 类型。难点：行驶性能 评价方法。【课前提问】电动汽车的结构应该包含 哪几大局部，在车身上是如
9、何进行布 置？【课堂讲授】电动汽车的分类及特点， 串联、并联、混联的结构特点。动力性 和经济性的评价指标。【课堂讨论】根据图片，分析结构特点。【教学】讲授案例教学课堂研讨混合 式教学【习题作业】p42,第2、4题毕业要求2.问题分析：能够应用车辆工 程科学的基本原理，识别、表达、并研 究分析复杂的车辆工程问题，并获得结 论。课堂提 问、作 用、方案 设计、期 末考试教学目标1章节 （学时）教学目标教学内容教学要求难点教学活动达成能力达成 途径支撑 目标章电动汽 车能量源（6 学时二理论 4+实验2）了解电动汽 车用能源的 基本常识，动 力电池的构 造、要求和性 能指标，了解 动力电池性 能的检
10、测方 法和开展方向。电动汽车动力 电池的类型及 性能指标，各 种电池的构 造、特点及应 用。电池的性 能检测与选 择。1.了解动力电池 的基本知识及种 类。2.掌握铅酸蓄 电池、锂电池、 镇氢蓄电池燃料 电池、以及新型 储能装置的结构 及工作原理。3、 能够了解电池容 量、充放电及安 全型的检测方 法。【本章】各类动 力电池的构造、 要求和性能指标。【本章难点】动 力电池性能的检 测方法【课前预习】现有电动车的电池种类， 在哪些车型上有应用。【课堂讲授】电动汽车动力电池的类 型，各种电池的结构原理，充放电特性 及应用。电池性能检测方法及技术水 平。【课堂讨论】举例说明现有电动汽车使 用的电池类
11、型。【习题作业】p87第1、4、5题【教学】讲授案例教学 混合式教学毕业要求2问题分析：能够应用车辆工 程科学的基本原理，识别、表达、并研 究分析复杂的车辆工程问题，并获得结 论。课堂讨 论、习题 作业、方 案设计、 期末考 试教学目标1、2章驱动电 动机（6学时 =理论4+实验2）了解电动汽 车电动机的 基本常识，了 解和掌握电 动汽车用电 动机的构造、 要求和性能 指标，熟悉各 类电动机的 结构和性能。新能源汽车 电机的种类 及性能要求，中电动 机的分类、 结构及工作 原理，驱动 系统的开展 状况1.新能源汽车电 动机的概述。2、 直流电动机、交 流异步电动机、 开关磁阻电机、 永磁同步电
12、机及 其他电动机的结 构和性能特点。3、新能源汽车驱 动系统的开展方 向。【本章】电动汽 车用电动机的构 造、要求和性能 指标。【本章难点】各 类电动机的结构 和性能。【课前预习】目前新能源汽车中使用的 电机类型。【课堂讲授】新能源汽车对电动机的性 能要求及电机分类。各个电动机的结构 特点及应用过程中的优缺点，新能源汽 车驱动系统的开展方向。【习题作业】P122第1、3、4题【教学】讲授案例教学 混合式教学毕业要求2问题分析：能够应用车辆工 程科学的基本原理，识别、表达、并研 究分析复杂的车辆工程问题，并获得结 论。课堂提 问、习题 作业、方 案设计、 期末考试教学目标1、2章节 (学时)教学
13、目标教学内容教学要求难点教学活动达成能力达成 途径支撑 目标章电动汽车循环冷却 技术(2)了解电动汽 车冷却散热 技术结构及 基本常识，了 解电动汽车 发热部件的 冷却形式，掌 握电动汽车 电动机及散 热的计算，电动汽车循环 冷却系统的要 求，根据各系 统的散热特点 及要求，对冷 却系统进行设 计，针对发热 量进行计算并 进行控制。1.了解电动汽车 循环冷却系统 的冷却要求及 设计步骤。2、 掌握电池、电机 和的散热方法。3、能计算电机 和的散热量，并 采用相应的分 析及参数设计。【本章】电动汽 车冷却散热技 术结构及基本 常识【本章难点】 电动汽车电动 机及散热的计 算【课前提问】针对电动汽
14、车，需要进行 散热的部件有哪些？【课堂讲授】循环冷却系统的要求，电 池、电机和的冷却。散热量的计算方法。【习题作业】P135第1、2题【教学】讲授案例教学 混合式教学毕业要求2问题分析：能够应用车辆工 程科学的基本原理，识别、表达、并研 究分析复杂的车辆工程问题，并获得结 论。课堂提问、 习题作业、 期末考试教学目标1、2章电动汽车 辅助系统 (2)了解电动汽 车辅助系统 与传统汽车 的区别；掌握 各辅助系统 的构造和工 作方法。电控助力转向 系统(EPS)、 线控制动系 统、电动空调 系统及电控悬 架系统的结 构、功能及分 类1.掌握EPS系统 的结构组成、工 作原理及控制 策略。2、了解
15、线控制动系统 的结构及工作 过程。3、掌握 电控悬架系统 的功能，了解全 主动式电控悬 架系统。【本章】EPS系 统、电控悬架系 统的工作原理。【本章难点】EPS系统的构造 及原理。【课前提问】电动汽车中除了电机、电 池及电控系统外，还需要哪些辅助系统 完成整车运行工作？【课堂讲授】EPS的EPS系统的结构组 成、工作原理及控制策略，电控系统、 线控制动系统、空调系统等辅助系统的 结构和原理，【习题作业】P147第1、2、3题【教学】讲授案例教学 混合式教学毕业要求2问题分析：能够应用车辆工 程科学的基本原理，识别、表达、并研 究分析复杂的车辆工程问题，并获得结 论。课堂提问、 习题作业、 方
16、案设计、 期末考试教学目标1章节 俘时)教学目标教学内容教学要求难点教学活动达成能力成径 达途支撑目标第七章电动 汽车电气系 统(2)掌握电动汽车 电气系统构 成，掌握电动 汽车电气系统 功能，了解电 动汽车网络化 控制系统、通 信系统，了解 电动汽车高低 压电气系统构 造。电气系统的组 成、电动汽车整 车网络化控制 系统及设计实 例、电动汽车中 的高低压系统 组成及平安 型。1、掌握电动汽车 电气系统构成，2、 了解电动汽车网 络化控制系统、通 信系统和能源管 理系统。3、掌握 电动汽车高低压 电气系统构造。【本章】区分整 车中额高低压电 气系统，CAN总 线的组成。【本章难点】 CAN总线
17、的组 成，能源管理系 统的工作。【课前提问】整车电气系统在电动汽车 中的作用及影响？【课堂讲授】整车控制系统的构成原理, 高低压电气系统的组成，CAN总线、LIN 总线、TTCAN总线及FlexRay总线的作 用，纯电动汽车的能源管理“【习题作业】p!73第1、2、3、4题 【教学】讲授案例教学 混合式教学)毕业要求2问题分析：能够应用车辆工 程科学的基本原理，识别、表达、并研 究分析复杂的车辆工程问题，并获得结 论。课堂提问、 习题作业、 方案设计、 期末考试教学目标1第八章电动 汽车能量补了解电动汽车 能量补充系统充电模式及电 动汽车对充电1.充电系统的分类 和性能要求；2.【本章】充电设
18、备的类型和性能【课前预习】电动汽车能量补充的及要 求？毕业要求2问题分析：能够应用车辆工 程科学的基本原理，识别、表达、并研课堂提问、 习题作业、教学目标1、2五、课程考核与评分标准（一）考核充系统分类，了解电 动汽车的能量 补充及要求， 熟悉电动汽车 能量补充的配 套设施。系统的性能要 求。充电站和充 电机的类型，充 电过程。充电接 口形式。氢燃料 汽车加注站的 结构和工作流 程。熟悉充电设备的 类型和性能，了解 充电过程，熟悉各 种充电模式及对 电池的影响。3、 熟悉充电结构的 要求和形式。4、 了解加氢站的结 构及氢气存储。以及各种充电模 式。【本章难点】充 电模式及对电池 的影响。【课
19、堂讲授】充电模式，充电设备的类 型和性能，恒流充电、恒压充电及截止 阶段的充电特性。充电模式，充电系统 布局以及充电接管口。【课堂讨论】如何从充电设施的建设入 手提高电动汽车的普及率？【教学】讲授案例教学 混合式教学究分析复杂的车辆工程问题，并获得结 论。毕业要求6工程与社会：能够基于车辆 工程相关背景知识进行合理分析，评价 车辆工程专业实践和车辆工程领域复 杂工程问题解决方案对社会、健康、安 全、法律以及文化的影响，并理解应承 担的贲任。期末考试第九章电动 汽车总体设 计(2)掌握电动汽车 总体设计要 求，了解汽车 开发流程，掌 握电动汽车结 构形式的选 择，对参数进 行确定。了解 数字化汽
20、车设 计知识。根据环境、国家 及行业标准对 汽车进行总体 设计，确定电动 汽车结构形式， 及尺寸参数，对 总体进行布置 设计。1、根据设计要求, 进行开发流程，熟 悉开发步骤；2、 出储能设备、驱动 形式及布置形式 进行确定。3、确 定整车质量、性能 参数“ 4、能够建 立整车坐标系，了 解总布置图得设 计方法。【本章】电动汽 车结构形式确实 定流程，参数的 确定方法。【本章难点】总 体布置方案确实 定。【课堂讲授】电动汽车总体设计要求， 设计开发流程。储能装置、驱动形式、 整车布置等结构确实定流程，建立汽车 坐标系，整车布置图的设计。仿真技术 的学习。【习题作业】p223第1、2、3题【教学
21、】讲授案例教学 混合式教学毕业要求3设计开发：根据车辆工程产业 需求，针对其领域工程技术要求，完成设 计开发内容,并能够在设计环节中表达创 新意识，兼顾经济、社会、健康、平安、 法律、伦理、文化以及环境等因素。毕业要求6工程与社会：能够基于车辆 工程相关背景知识进行合理分析，评价 车辆工程专业实践和车辆工程领域复 杂工程问题解决方案对社会、健康、安 全、法律以及文化的影响，并理解应承 担的贲任。课堂提问、 习题作业、 期末考试教学目标1第十章电动 汽车整体性 能参数计算(4)掌握电动汽车 质量计算、动 力性参数计 算、驱动力与 行驶阻力的计 算方法。能够 确定汽车性能 参数及续驶里 程，能够对
22、电 池及电池系统 进行计算。根据车辆环保 与经济性要求， 对整车动力性 参数和经济性 参数进行计 算，保证其动力 性和续驶里程 的要求。针对设 计要求，对电池 的个数及排列 形式进行设计 计算。1、熟悉整车质量 参数的计算，动力 性参数的计算。2、 熟悉电动汽车的 性能参数及计算 方法。3、对续驶 里程和形式能量 的能耗进行计算。4、了解唆吃的计 算过程，能够对电 池的总能两进行 计算，完成电池组 的选择和确定。【本章】续驶里 程的计算方法， 电池数量与电 压、总能量和续 驶里程之间的关 系。【本章难点】电 池数量及连接的 确定。【课堂讲授】整备质量总质量的概念， 车速、加速时间、爬坡度等动力
23、性参数 的计算，续驶里程等经济性参数的设计 计算，传动比的选择，电池数量及连接 确实定。设计参数要符合环保与经济性 的要求。【课堂讨论】给定具体的行驶需求(举 出具体的设计数据)，分组进行参数设 计，包括动力性参数和经济性参数。【习题作业】p244第1、2、3、4题【教学】讲授案例教学 混合式教学毕业要求3设计开发：根据车辆工程产业 需求，针对其领域工程技术要求，完成设 计开发内容,并能够在设计环节中表达创 新意识，兼顾经济、社会、健康、平安、 法律、伦理、文化以及环境等因素。毕业要求6工程与社会：能够基于车辆 工程相关背景知识进行合理分析，评价 车辆工程专业实践和车辆工程领域复 杂工程问题解
24、决方案对社会、健康、安 全、法律以及文化的影响，并理解应承 担的责任。课堂提问、 习题作业、 期末考试教学目标1、2表4教学目标的考核（二）总成绩构成表5总成绩构成表序 a教学目标考核内容考核1根据现代电动汽车的定义和开展现状及相关 法律法规知识，通过对电动汽车各组成结构及 工作原理的学习，掌握电动汽车“三电”系统 及各辅助系统的结构特点和工作原理，结合工 程知识，对结构进行设计计算及验证，了解电 动汽车开展的现状。电动汽车的结构形式（串 联、并联、混联）及特点。 各种电池（酸蓄电池、锂 电池、镇氢蓄电池燃料电 池）电机（直流电动机、 交流异步电动机、开关磁 阻电机、永磁同步电机） 的结构特点
25、和工作原理。 整车参数特别是电池和电 机的计算。课堂提问与讨论、作 业、期末考试2.学习电动汽车领域的新技术，通过相关理论 知识，掌握分析问题和解决问题的能力，培养 学生开发新技术，实现的培养。电动汽车新技术（空气电池、飞 轮、电控系统、电池能量管理系 统、CAN总线等）的工作原理及 应用。课堂提问与讨论、作 业、期末考试序号教学目标教学目标在各考核（环节）中的比例教学目标占 总成绩比例课堂提问研讨+考 勤作业方案设 计期末考试1根据现代电动汽车的定义和开展现状 及相关法律法规知识，通过对电动汽车 各组成结构及工作原理的学习，掌握电 动汽车“三电”系统及各辅助系统的结 构特点和工作原理，结合工
26、程知识，对 结构进行设计计算及验证，了解电动汽 车开展的现状。70%66%50%70%52.25%2.学习电动汽车的理论知识并将其与 社会开展需求结合，开发电动汽车新 技术，掌握分析问题和解决问题的能 力，培养学生开发新技术，实现的培 养。30%35%50%30%40.5%考核占总成绩比例15%15%10%60%100%（三）评分标准本课程考核：形成性评价（平时成绩）占20%,过程性评价（实验成绩）占20%,结果性评价（期末考试成绩）占 60%o形成性评价：包括课堂提问研讨（10%）、作业（5%）和学习习惯（考勤、课堂表现等，5%） o.课堂研讨提问评分标准（10%）课堂研讨提问可提高学习兴趣
27、，调到学生课堂注意力，增强教学效果。采用现场打分、教学手册记录或混合式教学 自动记录。围绕课程教学进度设计问题，回答正确合理，发言积极，学习态度认真即为总分值A （90%）,回答基本 正确B （80%）,回答局部正确C （70%）,回答模糊、但内容合理D （60%）,答案完全错误或不会回答E （50%）。1 .作业评分标准（5%） 作业要求结合教学内容，完成，严格村翎袭。 具体的评分标准如下：考核内容A (95%)B (85%)C(75%)D(55%)作业完成进度按时完成按时完成延时完成没后完成知识掌握情况80%以上概念清晰 准确60%以上的概念清 晰准确40%以上的概念清 晰准确40%以下的
28、概念 清晰准确思路清晰，结果 正确80%以上60%以上40%以上40%以下表达分析解决问 题能力理论联系实际，完成 作业，有分析解决问 题能力，结果正确、 合理、。基本完成作业，有 一定分析解决问题 能力有一定分析解决问 题能力，但结果正确 性与性缺乏无完成作业能力4.学习习惯（考勤及课堂表现）5%以课堂考勤为主：出勤率95%以上为（A） ； 85%及以上为（B） ； 75%以上为（C）；小于75%为（D）。过程性评价：包括实验方案的设计、完成（10%）、实验报告（5%）、学习习惯（考勤、课堂表现等，5%）.实验方案的设计、完成（10%）根据实验目的、要求、操作过程等，熟悉实验仪器，并能按要求
29、较好地完成实验内容。包括实验方案的设计与操作 条件，操作步骤，数据处理方法以及结果讨论与应用方向等。评分原那么：实验方案设计合理、实验步骤正确、结果正确即为总分值A （90%）,实验方案设计合理、实验步骤基本 正确、结果基本正确为B （80%）,实验方案设计基本合理、实验步骤基本正确、结果不够合理为C （70%）,实验 方案设计不够哈理、实验步骤基本正确、结果基本不够合理为D （60%） o.实验报告评分标准（5%）实验报告要求结合实验内容，完成，严格杜钦袭。实验报告各项内容完整、结果分析正确即为总分值A （90%）, 实验报告各项内容完整、结果分析不够正确即为B （80%）,实验报告各项内容
30、不够完整、结果分析基本正确为C（70%）, 实验报告各项内容不够完整、结果分析不正确为D （60%） o.学习习惯（考勤及课堂表现）5%以课堂考勤为主：出勤率95%以上为（A） ； 85%及以上为（B） ； 75%以上为（C）；小于75%为（D）。结果性评价：期末考试试卷题型共分为六大类型，包括：填空题、选择题、简答题、分析题和计算题。考试内容结合教学大纲与课程目标，做到全面覆盖，全面支撑毕业要求指标点的达成内容涉及总体结构、电池、 电机、电控、辅助系统、参数设计等，既有基本概念、基础理论，也更强调知识的应用性和综合性，以检验教学及 学习效果。七、教材及参考书L教材：赵立军,电动汽车结构与原理.北京大学，2012.9.参考书籍：（1）崔胜民.新能源汽车概论,北京大学，2011.3（2）王震坡电动汽车原理与应用技术机械工业，2014.3(3)李涵武电动汽车技术.化学:DIE 2014.5.：相关专业期刊以及知网、维普、万方等期刊数据库等八、执行大纲应注意的问题1、教学中应注重基本知识、基本理论和基本方法的讲授，注意精讲多练。2、应选择适当时间为学生提供讨论与答疑。3、教学内容的顺序及其安排，教师可根据情况作适当调整。4、各章节授课前有必要对所需的数学、化学、流体力学等基础知识进行回顾与复习。