《电动车辆设计》课程教学大纲

1、大学本科专业培养方案课程教学大纲编 码：ME06124 Code: ME06124课程名称：电动车辆设计 Course Title: Electric Vehicle Design课程类别：专业选修 Course category: Elective Courses in Specialty学 分：2 Credit(s): 2开课单位：机械与运载工程学院 Offering College/School: College of Mechanical & Vehicle Engineering课程描述：本课程是车辆工程专业高年级本科生的一门专业选修课，以汽车理论、汽车电子技术、电动车辆原理

2、与构造等为前导课程，为学生将来从事电动车辆设计的相关工作打下基础。本课程主要包括动力系统匹配设计、高低压电气系统关键元器件选型设计、整车控制系统软硬件设计、电池系统设计、混合动力系统参数匹配与能量管理策略设计、再生制动系统设计等内容，学生需要在了解各类电动车辆的基本工作原理的基础上，理解和掌握电动车辆关键零部件（主要是“三电”系统）的选型匹配、机电参数、控制策略等的设计原理与方法，并能运用相关专业软件完成相应的设计、开发和验证。通过学习本课程，学生能获得电动车辆设计相关的基本方法、知识和技能，锻炼和提升电动车辆关键零部件的实际工程设计能力、软件应用能力、自主学习和创新等方面的能力。Course

3、 description: Electric Vehicle Design is an optional course for senior undergraduate students majored in Vehicle Engineering. Led by Automotive Theory, Automotive Electronics, Electric Vehicle Fundamentals and Structure, this course lays foundation for students future career related to electric vehi

4、cle design. The main contents of this course include powertrain sizing, design of key components of high and low voltage systems, hardware and software design of vehicle control system, battery system design, hybrid electric powertrain sizing and energy management strategy design, regenerative braki

5、ng system design etc. On the basis of knowing principle of different kinds of electric vehicles, students need to understand and master the design principle and method of sizing, mechanical and electrical parameter, control strategy for electric vehicles, and can apply proper professional software t

6、o complete the corresponding design, development and verification. Through learning this course, students will gain basic method, knowledge and skill for electric vehicle design, and can also enhance the ability to design key components of electric vehicles, apply software to solve practical problem

7、s, self-learning and innovation etc. 课程内容（一）课程教学目标通过本课程的教学，使学生具备以下能力：1.具有解决复杂车辆工程问题所需的汽车理论设计制造专业知识。（毕业要求1.4）。2.能够运用所学工程知识，设计满足特定需求的汽车整车、部件或工艺流程。（毕业要求3.2）。3.能够使用现代工程工具和信息技术工具，对复杂车辆工程问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性（毕业要求5.3）。4. 了解车辆工程领域的最新理论、技术和国际前沿发展动态，掌握自主学习的方法，了解拓展知识和能力的途径，不断拓展和更新自身的知识结构，适应个人或职业发展的需求。（毕业要求12.2）

8、。（二）基本教学内容绪论教学目的：通过本章的学习，要求学生了解电动车辆的主要类型及其基本工作原理，理解电动车辆设计与传统车辆设计的不同之处，以及电池、电机、电控等关键零部件在电动车辆中的作用，明确本课程的学习目的与学习要求。相应毕业要求：12.2教学内容：1. 电动车辆的基本结构。2. 电动车辆的基本工作原理。3. 电动车辆设计与传统车辆设计的不同之处。4. 课程的性质、目的与学习要求。学时分配：课堂教学1学时第一章、电动车辆动力系统参数匹配设计教学目的： 通过本章的学习，掌握电动车辆关键零部件（电机、电池）的工作特性及与整车的匹配要求。掌握电动车辆动力系统匹配设计的基本方法，具有根据整车性能

9、指标合理确定动力系统主要参数的能力。理解不同电驱动系统（单电机直驱、单电机+变速箱、电驱动桥、轮边电机驱动、轮毂电机驱动等）的优缺点和设计要点。了解基于模型的设计方法。教学重点：电机和电池的工作特性及其参数匹配方法。教学难点：不同电驱动系统的特点分析。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 电机、电池的工作特性。2. 不同电驱动系统的特点和设计要点。 3. 电动车辆动力系统参数匹配方法。学时分配：课堂教学2学时第二章、高低压电气系统设计教学目的： 通过本章的学习，使学生理解典型电气系统的电路拓扑（预充电、绝缘检测、充电连接、高压互锁等），掌握高低压电气系统的工作原理与基本设计方法；熟悉关键元器件（

10、高压继电器、熔断器、铜排等）的工作原理，掌握关键元器件的选型方法；理解高压安全设计的基本流程与方法。教学重点：高压电气系统基本工作原理与设计方法；关键电气元件的选型方法。教学难点：高压安全设计。相应毕业要求：1.4教学内容：1. 高压电气系统典型电路拓扑。2. 高低压电气系统基本工作原理与设计方法。3. 关键电气元件基本工作原理与选型方法。4. 高压安全设计。学时分配：课堂教学4学时第三章、整车控制系统设计教学目的： 通过本章的学习，要求学生理解电动车辆整车控制系统的基本功能、开发和测试流程；掌握主要功能模块（高低压上下电管理、充电管理、扭矩管理、网络管理等）的软件设计方法；理解功能安全的设计

11、理念和概念设计方法；了解整车控制器的硬件设计基本方法；了解嵌入式软件架构的基础知识。教学重点：整车控制系统基本功能和开发测试流程；主要功能模块软硬件设计方法。教学难点：功能安全概念设计。相应毕业要求：3.2教学内容：1. 整车控制系统基本功能和开发测试流程。2. 主要功能模块软件设计方法。3. 主要功能模块硬件设计方法。4. 功能安全概念设计。5. 嵌入式软件架构基础。6. 设计实例讲解。学时分配：课堂教学6学时第四章、动力电池系统设计教学目的： 通过本章的学习，要求学生理解电动车辆对电池系统各部分（机械、电气、热管理）的设计要求，掌握各子系统的设计和评测方法；理解电池单体及系统的性能测试方法

12、； 了解电池管理系统的基本功能和硬件拓扑（主从架构、集中架构、前端采集、电流采集、总压采集等）；理解电池单体的不一致性及其对电池组性能的影响；掌握典型均衡电路的设计方法；掌握电池关键状态（SOC、SOP）的估算方法，理解估算精度的影响因素。教学重点：动力电池机械、电气和热管理系统设计方法；SOC、SOP估算方法。教学难点：热管理系统设计方法；SOC估算方法。相应毕业要求：1.4、3.2教学内容：1. 动力电池机械系统结构与设计。2. 动力电池电气系统结构与设计。3. 动力电池热管理系统结构与设计。4. 动力电池单体及系统的测试方法。5. 电池管理系统的功能及硬件拓扑。6. 单体不一致性、成组方

13、式与均衡设计。7. SOC、SOP估计方法。学时分配：课堂教学7学时第五章、混合动力系统参数匹配与能量管理策略设计教学目的： 通过本章的学习，要求学生理解不同混合动力系统（串联、并联和混联）的优缺点和设计要点；掌握各类混合动力系统匹配设计的基本方法；理解混合动力汽车能量管理策略的基本功能；掌握各类型混合动力车辆基于规则的能量管理策略设计方法；了解混合动力和插电式混合动力车辆的油耗评价方法；了解等效燃料消耗最小法和混合动力系统动态协调控制方法。教学重点：混合动力系统匹配设计方法；基于规则的能量管理策略设计方法。教学难点：等效燃油消耗最小法；动态协调控制方法。相应毕业要求：1.4、5.3教学内容：

14、1. 各类混合动力系统的优缺点及设计要点。2. 各类混合动力系统匹配设计方法。3. 基于规则的各类混合动力系统能量管理策略设计方法。4. 混合动力和插电式混合动力车辆的油耗评价方法。5. 等效燃油消耗最小法。6. 混合动力系统动态协调控制。学时分配：课堂教学8学时第六章、再生制动系统设计教学目的：通过本章的学习，要求学生理解再生制动系统的基本原理；熟悉再生制动系统的基本类型与结构；掌握机电复合制动控制策略的设计方法。教学重点：机电复合制动控制策略的设计方法。教学难点：机电复合制动控制方法。相应毕业要求：1.4，3.2教学内容：1. 电动车辆再生制动系统的基本原理。2. 再生制动系统基本类型与结构。3. 机电复合制动控制方法。学时分配：课堂教学2学时考核方式本课程考核采用开卷考试的形式期评成绩占比：1.平时成绩一（考勤、课堂讨论）占20%2.平时成绩二（作业）占30%3.期末考试成绩（开卷）占50%持续改进方法1.采用先进的教学手段和方法。2.