新能源汽车底盘教案.docx
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新能源汽车底盘教案
新能源汽车底盘
教案
主讲人：
苏张磊
说课新能源汽车介绍与认识
教学内容
1新能源汽车的介绍
2新能源汽车与传统汽车的比较
3新能源汽车的发展前景与产业现状
4新能源汽车行业人才需求
5.新能源汽车学习方法
6.新能源汽车考核要求
7.新能源汽车底盘的地位
计划学时
4
教学目标
1．了解新能源汽车的发展史
2.掌握新能源汽车的与传统汽车的区别
3.掌握新能源汽车的结构、分类
4．了解新能源汽车的人才需求
5.掌握新能源汽车的学习方法
教学重点
1.新能源汽车与传统汽车的区别
2.新能源汽车底盘的学习方法
解决措施
实物讲解，示频演示
教学难点
新能源汽车的结构
解决措施
示频演示
教
学
过
程
一、导入新课
由教师引导思路，复习汽车的组成，引入新课。
？
世界上第一辆电动车是由西博兰斯•斯特町在1834年发明，当时的这辆电动三轮车所用的蓄电池比较简单，是不可再充的。
电磁感应原理在这辆电动车上的应用开启了新技术在电动车的应用之门。
？
第一辆以可充电池为动力的电动车出现在法国巴黎，它是法国工程师古斯塔夫·土维装配的以铅酸电池为动力的三轮车。
二、新能源的分类
目前中国市场上在售的新能源汽车主要是混合动力汽车与纯电动汽车。
混合动力电动汽车（HybridElectricVehicle，HEV）
纯电动汽车（ElectricVehicle，EV，包括太阳能汽车）
燃料电池电动汽车（FuelCellElectricVehicle，FCEV）
其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车
在混合动力系统中，还可以根据混合度的不同分类（混合度：
电机的输出功率在整个系统输出功率中所占的比重。
）
1.微混合动力系统2.轻混合动力系统
3.中混合动力系统4.完全混合动力系统
三、新能源汽车与传统汽车比较
电动汽车汽车在外观与使用方式上几乎与普通汽车没有什么两样。
环保无污染这是电动汽车最突出的优点，电动汽车使用过程中不会产生废气，与传统汽车相比根本不存在大气污染的问题。
混合动力汽车的废气对大气污染也比较小。
如果避开用电高峰夜间充电，那还可以进一步减少能源的浪费。
无噪音，噪声低这是电动汽车最直观的特点。
高效率这是电动汽车能源利用方面最显著的特点。
结构简单，使用维修方便，经久耐用，这是电动汽车运行成本方面的最大亮点。
与传统燃油汽车相比，电动汽车容易操纵、结构简单，运转传动部件相较对少，无需更换机油、油泵、消声装置等。
维修保养工作量少。
如果有好的蓄电池，它的使用寿命也比燃油车长。
用范围广，不受所处环境影响，这是电动汽车另一优势所在。
在特殊场合，比如不通风、冬天低温场所，或者高海拔缺氧的地方，内燃机车要么不能工作，要么效率降低，而电动车则完全不受影响。
四、新能源汽车产业现状
发展节能与新能源汽车的战略意义
国务院发布了《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》加快培育与发展节能与新能源汽车产对于缓解能源与环境压力，推动汽车产业转型升级，培育新的经济增长点，具有重要意义。
五、人才需求
新能源汽车行业人才要求：
1.热爱新能源汽车服务工作。
2.掌握新能源汽车的基本知识。
3.了解车载网络及车联网的知识。
4.能读懂电路图并掌握分析电路故障的方法。
5.掌握新能源汽车的诊断及维修技能。
6.会使用办公软件。
7.能够阅读英文技术资料。
六、学习方法
1、理论+实践2、任务驱动
七、课程地位
核心课、专业基础课
八、考核要求
理论40%，实训30%，平时30%
九、互动性交流
学生自由提问题，老师可只作启发性回答。
十、总结
由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。
总结的主要内容是：
1.新能源汽车与传统汽车的区别
2.新能源汽车的分类
作业
1.分析中国新能源汽车的未来
2.分析传统汽车与新能源汽车的优差？
教学后记
第一部分新能源汽车底盘概述
情景一新能源汽车的认识
教学内容
认识新能源汽车
计划学时
2
教学目标
1.了解新能源汽车的定义
2.了解新能源汽车的分类
教学重点
新能源汽车的分类
解决措施
实物讲解，动画、图片演示
教学难点
新能源汽车的分类
解决措施
对照实物讲解、媒体配合
教
学
过
程
一、导入新课
想一想：
新能源汽车与传统汽车的区别在哪里？
二、能源汽车的定义
新能源汽车英文为“Newenergyvehicles”。
我国2009年7月1日正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，明确指出：
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制与驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
三、新能源汽车的分类（车型见PPT
新能源汽车包括五大类型：
混合动力电动汽车（HEV）、
纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、
燃料电池电动汽车（FCEV）、
其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。
非常规的车用燃料指除汽油、柴油、天然气（NG）、液化石油气（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚之外的燃料。
四、其它新能源汽车
1.力汽车
2.飞轮储能汽车
3.超级电容汽车
五、质疑
1新能源汽车的其他分类方法？
2.新能源汽车的发展前景。
六、互动性交流
由学生自由提问题，老师可只作启发性回答，让学生自己来总结出答案
七、总结
作业
1.总结新能源汽车的分类
2.分析新能源汽车分类的依据
教学后记
情景二新能源汽车的发展现状
教学内容
新能源汽车发展现状
计划学时
2
教学目标
1.了解新能源汽车国内发展现状
2.了解新能源汽车国外发展现状
教学重点
对比国内外发展差距
解决措施
动画、图片演示
教学难点
对比国内外发展差距
解决措施
动画、图片演示
教
学
过
程
一、导入新课
想一想：
新能源汽车在国内的发展？
“中国拥有世界上最多的人口，如果家家户户都开上汽车，我们的环境一定会不堪重负。
因此，发展新能源汽车是必须的，也是必然的。
”
⏹电动车其实由来已久。
1900年美国制造的汽车中，电动汽车为15755辆，蒸汽机汽车1684辆，而汽油机汽车只有936辆。
⏹
⏹进入20世纪以后，由于内燃机技术的不断进步，1908年美国福特汽车公司T型车问世，以流水线生产方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及，致使在市场竞争中蒸汽机汽车与电动汽车由于存在着技术及经济性能上的不足，使前者被无情的岁月淘汰，后者则呈萎缩状态。
二、国内新能源汽车的发展
⏹政企重视：
一、政府提供政策支持
二、企业积极参与研发
⏹发展成果：
一、技术取得进步
二、开始投放市场
三、国内主要厂家
上汽集团
目前已生产出“上海牌”纯电动轿车、荣威750混合动力轿车，约千台车供世博运营。
规划：
2010年底，预计荣威750中混混合动力轿车投放市场，综合节油率约为20%；2012年，推出节油50%以上的荣威550插电式强混轿车、及零排放的自主品牌纯电动轿车。
一汽集团
目前混合动力客车产品开发已基本完成，已有162辆油电混合动力客车在大连示范运行，50辆气电混合动力客车在长春示范运行。
规划：
2010年小批量投产客车200辆，轿车100辆。
到2012年，建成生产能力为1.1万辆混合动力轿车、1000辆混合动力客车的生产基地，实现客车年产800辆，轿车年产1600辆
长安集团
目前长安首款纯电动汽车奔奔MINI纯电动轿车试生产下线，
规划：
2012年，长安将在新能源汽车上重点投资10亿元，所有长安自主品牌轿车与微车将全部标配混合动力系统，全力推动纯电驱动汽车研发与产业化能力提升。
到2020年，长安形成年产20万辆节能与新能源汽车整车，关键零部件50万套的能力。
东风集团
公司已研制开发纯电动公交、混合动力客车、电动物流运输车3大系列7个品种的新能源客车产品，并已在唐山、襄樊等城市示范运行。
规划：
预计在2011年从日产导入电动车项目；到2014年形成年产新能源客车1万辆、2万台底盘的能力
四、发展成果
总的来说：
◆电动汽车主要性能指标达到或接近国际先进水平
◆关键零部件技术水平提升，满足了整车配套要求。
◆纯电动汽车与插电式混合动力汽车开始小规模投放市场。
◆到目前为止，燃料电池汽车已由清华大学开发出样车，混合动力汽车、纯电动汽车已在北京、广州、武汉、深圳等城市的部分公交线路上投入使用。
五、新能汽车核心技术
1.正极材料：
成本的关键因素，厂商竞争激烈
2.负极材料：
技术成熟，成本比重低，非关键环节
3.电解液：
技术含量高，盈利能力强，日本企业掌握话语权
4.隔膜：
技术水平较高，基本依靠进口
5.锂电池：
技术的研究存在诸多课题待完善（内阻问题）
由学生自由提问题，老师可只作启发性回答，让学生自己来总结出答案
六、总结
新能源汽车核心技术
发展新能源汽车在国家能源战略地位中的作用
作业
查询国内外新能源汽车发展的状况
教学后记
情景三新能源汽车底盘组成及发展
教学内容
新能源汽车底盘组成及发展
计划学时
2
教学目标
1.掌握新能源汽车底盘的组成
2.了解新能源汽车底盘的发展
教学重点
新能源汽车底盘的组成
解决措施
举例说明
教学难点
新能源汽车底盘的组成
解决措施
举例说明
教
学
过
程
一、导入新课
由老师引导思路与学生一起回顾上次课的内容。
质疑：
新能源汽车底盘与传统汽车的区别在哪里？
新能源汽车底盘新在哪里？
新能源汽车的创新点在哪里？
二、汽车底盘的作用
1．汽车底盘是承载发动机、车身与部分电器设备与附件等并接受发动机输出的动力，通过各种机构传送给驱动轮，可使其转速降低、转矩增大，使驱动车辆前进或倒退。
2．为提高舒适性与安全性，汽车底盘上还设置了控制方向、减轻振动等装置。
三、汽车底盘的组成
1．传动系
2．行驶系
3．转向系
4．制动系
四、汽车底盘技术的发展趋势
底盘作为汽车的一个重要组成部分，其工作性能的好坏直接影响到汽车行驶的动力件、经济件、平顺性、操纵稳定性以及安全可靠性。
其结构与性能特点随车型、发动机的安装位置、驱动方式、用途等的不同而不同。
目前，汽车底盘电子控制技术已得到了迅速发展。
使汽车的操作性、安全性与舒适性等得到了进一步的提高。
五、新能源汽车底盘的发展
新能源汽车作为汽车产品的未来发展方向，在设计过程中运用了大量整体化系统设计理念。
尤其在底盘方面，底盘的设计与新能源汽车的总布置方案息息相关，与新能源汽车动力系统架构及其集成度联系紧密，同时也影响着新能源汽车的外观设计与内部空间，是新能源汽车设计中极其重要的开发内容。
（一）新能源汽车底盘的改制与应用实例
1.承载式车身
由于大部分轿车采用的是承载式车身，所以很多新能源车也沿用了这样的构架，动力总成等部件都需在车身上寻找悬置点，副车架原则上不承担重量。
此类结构，使得车身上的悬置设计工作变得复杂，不利于量产化，并需要进行大量的CAE分析工作。
同时因为布置空间的不规则，总布置的难度较大。
这类车型有很多，如通用汽车的氢动3号是基于赛飞利的构架，而Equinox燃料电池车则是在Equinox原车上做的改装。
2.非承载式车身
现在有很多汽车平台依然采用非承载式车身，在此类平台上设计的新能源汽车不需在平台开发上投入大量人力物力，因为其底盘框架的特点使得该设计符合整体化设计的理念。
由于底盘有大梁，形成一个大框架，且能承重，所以可将动力系统等部件布置于底盘框架之中。
该框架结构的空间规整，可在设计初期就整体规划各部件的集成度与布置位置，大大降低了总布置的难度，且重心低、车身改制量小。
（二）新能源汽车底盘的创新
1.设计思路
所谓创新设计，是跳出现有平台的框架，以整体优化设计为指导思想，从零开始构思全新的平台或者全新的汽车理念。
它没有固定的思路，除了动力系统的创新，其他各个功能系统都有着无限的创新空间，同时它们之间也要完全匹配，从而提高整车性能。
对底盘系统而言，底盘的框架结构、各子系统的工作模式均可做出全新的设计。
2.特点与应用实例
滑板式底盘”是通用汽车的一项创新，它彻底推翻了传统底盘的模式。
从2002年的Autonomy到2003年的Hy-Wire再到2005年的Sequel，通用汽车将该全新方案实现了从概念到可行到成功实现的演进（见表1-2）。
六质疑
1.新能源汽车底盘与传统汽车区别
2.新能源汽车底盘新在哪里
五、总结
作业
教学后记
第二部分新能源汽车传动系
情景一新能源汽车传动系统
教学内容
新能源汽车传动系统
计划学时
4
教学目标
1.掌握纯电动汽车的传统系统
2.掌握混合动力汽车的传统系统
3.了解传统汽车的传动系统
4.了解燃料电池汽车的传动系统
教学重点
1.纯电动汽车的传统系统
2．混合动力汽车的传统系统
解决措施
实物讲解，动画、图片演示
教学难点
1.纯电动汽车的传统系统
2混合动力汽车的传统系统
解决措施
对照实物讲解、媒体配合
教
学
过
程
一、导入新课
介绍传动系统的作用，引入新课。
质疑：
车辆运行过程中，怎么把动力传递给车辆？
二、纯电动汽车的传动系统
1.电动汽车驱动系统的组成
电动汽车驱动系统由电力驱动系统、电源系统与辅助系统等三部分组成。
电力驱动系统包括电子控制器、功率转换器、电动机、机械传动装置与车轮，其功用是将存储在蓄电池中的电能高效地转化为车轮的动能，并能够在汽车减速制动时，将车轮的动能转化为电能充入蓄电池。
三、纯电动汽车驱动系统布置形式
（1）机械驱动系统
（2）机电集成化驱动系统
（3）机电一体化驱动系统
（4）轮毂电机驱动方式
轮毂电机的驱动方式可以分为减速驱动与直接驱动两大类。
在减速驱动方式下，电机一般在高速下运行，而且对电机的其他性能没有特殊要求，因此可选用普通的内转子电机。
减速机构放置在电机与车轮之间，起减速与增加转矩的作用。
减速驱动的优点是：
电机运行在高转速下,具有较高的比功率与效率；体积小、重量轻，通过齿轮增力后，扭矩大、爬坡性能好；能保证在汽车低速运行时获得较大的平稳转矩。
不足之处是：
难以实现液态润滑,齿轮磨损较快、使用寿命短，不易散热，噪声偏大。
四、纯电动汽车的轮毂电机
（1）轮毂电机的发展历史
轮毂电机系统的诞生可以一直追溯到电动汽车诞生的初期，而轮毂电机在电动汽车上的广泛应用主要集中在近几年的概念车上。
最早见诸于文献的有关轮毂电机及其应用来自于著名汽车公司保时捷的创始人保时捷（F.Porsche）。
20世纪50年代，美国人罗伯特发明了电动汽车轮毂，并申请了专利。
1968年这种轮毂被通用电器公司应用在大型矿用自卸车上。
采用轮毂电机的电动汽车具有一个明显的优点，就是可以采用采用扁平的车架结构，因此在需要频繁上下车的城市公共交通客车上大量应用。
（2）轮毂电机驱动的优点
1）传动效率高是轮毂电机驱动技术最大的技术优势。
2）轮毂电机驱动技术结构简单，车内空间得到提升。
3）轮毂电机驱动技术使车辆的行驶稳定性得以提高。
4）动力驱动系统布置更加多样化。
5）轮毂电机驱动汽车能更合理的分配轴荷。
轮毂电机驱动汽车取消了质量较大的动力总成，只要合理的布置动力电池，就很容易实现前后轴荷50:
50，降低了新产品的开发难度。
6）轮毂电机驱动车辆的制动能量回收效率更高。
轮毂电机驱动汽车，车轮的转速与电机转子的转速一致，在制动时，轮毂电机发电，直接将电能回收，与传统汽车相比，去了机械传动部分，使制动能量回收效率得到提高。
7）轮毂电机驱动汽车使整车噪声得以降低。
轮毂电机的噪声与传统汽车动力总成的噪声相比，减小10-15分贝。
轮毂电机驱动汽车的驾驶舒适性更好。
8）轮毂电机驱动汽车也使线性控制技术更加容易实现，采用轮毂电机可以匹配包括纯电动、混合动力与燃料电池电动车等多种新能源车型
（3）轮毂电机驱动的缺点
1）增大簧下质量与轮毂的转动惯量，对车辆的操控有所影响
2）电制动性能有限，维持制动系统运行需要消耗不少电能
五、混合动力汽车的传动系统
（一）混合动力驱动的联结方式
1.串联式混合动力系统（SHEV）
2.并联式混合动力系统（PHEV）
3.混联式混合动力系统（PSHEV）
六、混合动力电动汽车驱动系统分析
1.混合动力电动汽车驱动系统的能量管理
2.串联混合动力电动汽车的工作模式
3.并联混合动力电动汽车的工作模式
4.混联混合动力电动汽车的工作模式
1.发电机定子铁心、转子爪极均采用导磁性能好的材料，而端盖则采用非导磁材料，为什么？
2.若将整流器的正、负二极管装反，将对发电机的性能有何影响？
七、互动性交流
由学生自由提问题，老师可只作启发性回答，让学生自己来总结出答案
八、总结
由老师引导思路与大家一起对本次内容进行系统回顾。
作业
1、总结新能源汽车传动系的组成部分有哪些？
2、分析新能源汽车与传统汽车在底盘方面的差别在哪里？
3、分析新能源汽车底盘发展。
教学后记
情景二新能源汽车典型传动系统简介
教学内容
新能源汽车典型传动系统
计划学时
2
教学目标
1.掌握新能源汽车典型传动系统
2.熟悉新能源汽车典型传动系统的工作过程
教学重点
新能源汽车典型传动系统的工作过程
解决措施
动画、图片演示
教学难点
新能源汽车典型传动系统的工作过程
解决措施
动画演示
教
学
过
程
一、导入新课
复习新能源汽车传动系统的结构、工作原理、整流过程，提出疑问，引入新课。
质疑：
请说出传动系统的几种形式，并举例？
二、途锐混合动力汽车动力及传动系统
1.3.0升245kWTSI增压发动机
发动机为3.0升V6TSI增压发动机。
通过一条皮带驱动增压器，发动机上的另一条皮带驱动冷却液泵。
冷却液泵是整个动力传动系热管理系统的一部分。
由于安装了电机，所以无需安装用于12V车载电网的起动机与发电机。
因此，TSI发动机中未安装用于驱动交流发电机的皮带。
2.与内燃机相连的分离式离合器K0
该单盘干式离合器安装于内燃机与电机之间。
离合器执行器（分离式离合器的压力调节器N511）安装于左前车轮轮罩板后，由混合动力系统控制。
驾驶员不直接操控此离合器。
液压系统工作液来自制动液储液罐。
当内燃机开始运转时，离合器接合。
当车辆依靠电力行驶、处于能量再生模式或处于静止状态时，内燃机熄火，离合器分离。
当高压蓄电池电量低时，混合动力系统起动内燃机为高压蓄电池充电。
此时，离合器接合。
3.电机
电机是混合动力系统的核心组件。
它在混合动力系统中承担三个主要功能：
（1）作为内燃机的起动机；
（2）作为为高压蓄电池充电的发电机；
（3）作为驱动车辆行驶的电动机。
转子在定子内旋转，但不接触定子。
在发电机模式下，电机输出电功率为38kW。
在电动机模式下，电机输出功率为34kW。
二者的差距是由于电机结构而普遍存在功率损耗。
在纯电力驱动模式下，途锐混合动力车型在平路上的车速可达50km/h。
最高速度取决于运动阻力与高压蓄电池的充电状态。
K0离合器安装于电机壳体内。
4.8档自动变速箱
这款变速箱与已上市的6档自动变速箱09D非常相似。
配有一个附加摩擦元件与一个压力控制阀，用于操控8个档位的齿轮。
5.托森差速器、差速器及驱动轴
这些组件与标准版途锐车型上所使用的相应组件并无区别，未经改装直接移植到了混合动力系统中。
通常，标准版途锐车型的传动系统有两种布局：
“4motion”与“4Xmotion”。
而途锐混合动力车型则仅有“4motion”一种布局。
该车型装备有自锁式托森差速器。
驱动轴重量经过优化，并在变速箱侧使用插入式连接。
传递扭矩的驱动轴花键是自定心式的。
三、宝马X6混合动力汽车的传动系统
1.主动变速箱概述
2.系统电路图
3.主动变速箱的功能
4.自适应变速箱控制系统
5.主动变速箱的状态
6.机油供给系统
7.中央变速箱
8.混合动力驻车锁
四、质疑
1.各个传统系统的优缺点？
2.寻找其他车型典型的传动系统有哪些？
七、互动性交流
由学生自由提问题，老师可只作启发性回答，让学生自己来总结出答案
八、总结
作业
1、典型汽车传动系统的组成与工作原理
教学后记
第三部分新能源汽车的转向系
情景一新能源汽车转向系概述
教学内容
起动机的功用、组成、结构
计划学时
2
教学目标
1.掌握常规起动机的组成、结构；
2.掌握起动机各组成部分的功用。
教学重点
1.常规起动机的组成；
2.起动机各部分的功用；
解决措施
实物讲解，动画演示
教学难点
常规起动机的组成
解决措施
动画演示
教
学
过
程
一导入新课
由教师引导思路，复习传统汽车转向系的知识，引入新课。
想一想：
汽车是依靠什么设备才能完成转向？
二、新能源汽车转向系统的作用
根据交通与道路情况变化的需要，驾驶员通过操纵转向盘，以改变汽车行驶的方向或使汽车保持稳定的直线行驶。
三、新能源汽车转向系统的组成及原理
新能源汽车转向系统一般由转向操纵机构、转向器与转向传动机构组成。
驾驶员通过转动转向盘，转向盘便带动转向器的转向传动装置，然后，转向传动机构带动前轮偏转，控制汽车行驶方向。
转向系统的形式有多种，但均由上述三个部分组成，不同之处在于转向系统使用的动力能源不同以及转向器的形式不同。
互动性交流：
视频展示过程中，老师引导思路，学生回答转向系各组成部分的名称与作用，老师做总结。
四、新能源汽车转向系统的类型
按新能源汽车转向系统动力能源的不同分为机械转向系统与动力转向系统。
机械转向系统是以驾驶员的体力为转向能源，其中所有的传力件都是机械零件，这种转向系统目前正处于逐步淘汰的趋势。
动力转向系统又可以分为液压助力转向系统、气压助力转向系统与电动助力转向系统，为了使助力更为精确，有的动力转向系统采用微机控制，即电控助力转向系统。
想一想：
与传统汽车的区别于创新点？
五、互动性交流
学生自由提问题，老师可只作启发性回答。
六、总结
由老师引导思路，学生将本讲内容进行总结。
作业
1、转向系的作用。
2、转向系的工作原理
教学后记
情景二新能源汽车助力转向系统
教学内容
新能源汽车助力转向系统
计划学时
2
教学目标
1.掌握新能源汽车助力转向系统的分类
2.掌握电控液压助力转向系统的工作方法
3.掌握电控电动助力转向系统的工作方法
教学重点
1.电控液压助力转向系统的工作方法
2.电控电动助力转向系统的工作方法
解决措施
实物讲解，动画演示
教学难点
1.电控液压助力转向系统的工作方法
2.电控电动助力转向系统
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