《新能源汽车技术》课程教学大纲

《新能源汽车技术》课程教学大纲

课程代码：0803515018

课程名称：新能源汽车技术

英文名称：Technology on clean energy vehicles

总 学 时：48 讲课学时：44 实验学时：4

学 分：3

适用对象：车辆工程专业

先修课程：新能源汽车导论、模拟电子技术B、数字电子技术B、单片机原理及应用、新能源汽车技术、汽车理论、电力电子技术。

一、课程的性质、目的和任务

《新能源汽车技术》课程是车辆工程专业一门重要的专业必修课，涉及新能源汽车的电机、电池及控制方面的知识。通过本课程的教学，要求学生了解和掌握新能源汽车的基本原理、理论和设计，掌握混合动力电动汽车构造，电驱动系统，串联式、并联式和轻度混合动力电驱动的设计方法，能量存储系统，再生制动，燃料电池及其在车辆中的应用，以及燃料电池混合动力电驱动系统设计等，为以后从事汽车及新能源汽车检测、服务、科研等方面工作打下良好的基础。

二、教学基本要求

学完本课程应达到以下基本要求：

(1) 掌握电动汽车构造，了解电驱动系统组成。

(2) 掌握串联式、并联式和轻度混合动力电驱动的设计方法。

(3) 掌握能量存储系统，了解车辆再生制动。

(4) 掌握燃料电池及其在车辆中的应用，了解燃料电池混合动力电驱动系统设计。

三、教学内容及要求

共分七章教学内容，对每章内容均要求作了解和掌握。

第一章 环境影响与现代交通运输的历史

第一节 大气污染

第二节 全球变暖及石油资源

第三节 应对环境和石油能源问题关于交通运输工具发展策略的重要性

第四节 电动车及混合动力汽车发展的历史

第五节 燃料电池车的历史

第二章 电动汽车

第一节 电动汽车的结构

第二节 电动汽车的性能

第三节 正常行驶下的牵引力

第四节 能量消耗

第三章 电驱动系统

第一节 直流电动机驱动 第二节 感应电动机驱动

第三节 永磁无刷直流电动机驱动

第四节 开关磁阻电动机驱动

第四章 混合动力驱动系结构和设计

第一节 混合动力电驱动系统的概念

第二节 混合动力电驱动系统的构造

串联式混合动力驱动系统、并联式混合动力驱动系统和混联式混合动力驱动系统。

第三节 串联式混合动力驱动系统的设计

第四节 并联式混合动力驱动系统的设计

第五节 轻度混合动力电驱动系的设计

第五章 能量存储

第一节 电化学蓄电池组

基本概念，蓄电池技术（铅酸蓄电池、镍基电池及锂电池）

第二节 超级电容

第三节 超高速飞轮

第六章 再生制动的基本原理

第一节 制动中的能量损耗

第二节 前后轮上的制动功率和能量

第三节 电动汽车和混合动力电动汽车的制动系统

串联制动-最佳感觉、串联制动-最佳的能量回收和并联制动

第七章 燃料电池汽车及燃料电池混合动力电驱动系设计

第一节 燃料电池的工作原理、电极电位及电流电压曲线

第二节 燃料和氧化剂的消耗

第三节 燃料电池系统特性

第四节 燃料电池技术

第五节 燃料供应

第六节 无氢燃料电池

第七节 燃料电池混合动力电驱动系设计

四、实践性教学环节

课程实验：新能源汽车电驱动系统实验和新能源汽车再生制动实验，4学时。新能源汽车技术课程设计2周。

① 新能源汽车电驱动系统实验针对直流无刷电机，根据已经搭建得控制系统，编写控制程序，完成对直流无刷电机的无级调速。

② 新能源汽车再生制动实验根据实验室的混合动力汽车实验台架，观察其在制动时回收制动能量的工况和记录分析能量回收的状况。

③ 新能源汽车技术课程设计根据“车辆电控装置Freescale嵌入式开发系统”，设计新能源汽车电驱动系统电路，编制程序，实现对新能源汽车电机的起步控制、无级调速、再生制动等控制功能。 五、课外习题及课程讨论

课后根据讲座内容布置思考题。

六、教学方法与手段

本课程采用板书与PPT结合的方式进行课堂教学。

七、各教学环节学时分配

八、考核方式

学生的课程总评成绩由平时成绩(课堂考勤)10%、实验（实验考勤和实验报告20%）和课终考试成绩70%三部分构成。

九、推荐教材和教学参考书

教 材：《电动汽车》，胡骅、宋慧编著，人民交通出版社，2006年。

参考书： 《现代电动汽车技术》，陈全世编，化学工业出版社，2007年。

十、其他说明

本课程是一门讲述新能源汽车的基本原理、理论和设计，掌握混合动力电动汽车构造，电驱动系统，串联式、并联式和轻度混合动力电驱动的设计方法，能量存储系统，再生制动，燃料电池及其在车辆中的应用，以及燃料电池混合动力电驱动系统设计等内容的课程。电动汽车及混合动力汽车等新能源汽车发展很快，同时我国的新能源汽车产业发展很快，新能源汽车技术更新也很快；教材更新也非常快，故教材不局限于推荐教材。

大纲制订人：邹政耀

大纲审定人：贺曙新

制订日期：2010年5月

章节（或内容） 讲课 习题课 讨论课 实验 上机 其它 合计

第一章 环境影响与现代交通运输的历2

第二章 电动汽车 4

第三章 电驱动系统 10 2

第四章 混合动力驱动系结构及的设计 10

第五章 能量存储 6

第六章 再生制动的基本原理 4 2

第七章 燃料电池汽车及燃料电池混合动力电驱动系设计 8

合 计 44 4 48 《新能源汽车技术》课程实验教学大纲

一、实验教学目标与基本要求

“新能源汽车电驱动系统实验”和“新能源汽车再生制动实验”是《新能源汽车技术》专业必修课的两个实践教学环节。通过“新能源汽车电驱动系统实验”，培养学生利用微处理器编程，实践电动汽车驱动用电机装置调速技术、加深对新能源汽车电机驱动系统基本原理及驱动程序设计依据等课堂讲授内容的理解，为学生毕业后参加与新能源汽车电驱动系统有关的专业工作奠定初步的能力基础；“新能源汽车再生制动实验”通过观测油电混合动力汽车再生制动的工况，加深对制动能量回收的过程及控制方法等课堂理论的理解，为学生毕业以后参加与新能源汽车再生制动有关的专业工作奠定初步的能力基础。

二、本实验课程的基本理论与实验技术知识

1、本实验课程的基本理论

① 直流无刷电机的结构及工作原理。

② 直流无刷电机驱动系统电路的组成。

③ 微处理器的结构及引脚功能，对应于该微处理器的寄存器集。

④ 中度/重度混合动力驱动系统结构及工作原理。

2、本实验课程的实验技术知识

① 直流无刷电机调速的依据及执行算法，微处理器对于控制的实现程序。

② 中度/重度油-电混合动力汽车的再生制动理论及实施的工作原理。

三、实验方法、特点与基本要求

课程实验：“新能源汽车电驱动系统实验”和“新能源汽车再生制动实验”，4学时，含两个内容。

“新能源汽车电驱动系统实验”使用车辆电控装置Freescale嵌入式开发系统对于已经构建的扩展版，进行编程，实现驱动系统的控制，使用数字示波器进行测量和数据采集，能对程序的性能进行评价。

“新能源汽车再生制动实验”利用相关的设备和装置观测混合动力系统在进行再生制动时工作流程，获得相关的实验数据，根据汽车理论和新能源汽车技术课程理论进行相关的计算和性能评价。

四、实验主要仪器设备

1、车辆电控装置Freescale嵌入式开发系统，22台。

2、轻/中度油电混合动力汽车实车试验装置，1台。

五、实验项目的设置与内容提要

序号 实验项目 内 容 提 要 实验学时 实验类型 每组人数 实验要求 1 新能源汽车电驱动系统实验 使用车辆电控装置Freescale嵌入式开发系统对于已经构建的扩展版，进行编程，实现驱动系统的控制，使用数字示波器进行测量和数据采集，能对程序的性能进行评价。 2 设计 2 必做

2 新能源汽车再生制动实验 利用相关的设备和装置观测混合动力系统在进行再生制动时工作流程，获得相关的实验数据，根据汽车理论和新能源汽车技术课程理论进行相关的计算和性能评价。 2 综合 6 必做

六、实验报告要求

实验报告由实验原理、实验内容及实验体会等组成，并附有实验原始记录。

七、考核方式与成绩评定标准

根据学生的实验课表现和实验报告结果，进行综合评定，给出成绩。实验成绩占本课程总成绩的20%，对缺实验成绩者，课程不予通过。

八、教材及主要参考资料

教 材： 《新能源汽车技术》实验指导书，汽车教研室编，2009年。

参考书： 《现代电动汽车技术》，陈全世编，化学工业出版社，2007年。

《电动汽车》，胡骅、宋慧编著，人民交通出版社，2006年。

九、其他说明

电动汽车及混合动力汽车等新能源汽车发展很快，同时教材更新也非常快，教材不局限于推荐教材。

大纲制订人：邹政耀

大纲审定人：贺曙新

制订日期：2010年5月