《新能源汽车电机控制系统设计》教学大纲

《新能源汽车电机控制系统设计》教学大纲

适用范围：202X版本科人才培养方案

课程代码：04163014

课程性质：集中实践课

学分：2学分

周数：2周

先修课程：新能源汽车构造、新能源汽车电机结构与原理

并修课程：新能源汽车电机控制技术、MATLAB/Simulink与控制系统仿真

适用专业：新能源汽车工程

开课单位：车辆与交通工程学院

一、课程说明

《新能源汽车电机控制系统设计）是新能源汽车工程专业教学计划所设的重要实践性教

学环节，是学生理论联系实际的课堂，也是毕业后参加实际工作的一次预演，为实现专业培

养目标起着重要作用。集中实践课是学生.获得专业知识的重要环节之一。学生应在集中实践

课前已学完所有基础理论课程，并完成《新能源汽车电机控制技术》专业课程的学习；在设

计中应认真学习，获取直接知以，巩固所学理论，完成设计中所布置的各项工作任务，培养

和锻炼独立分析问题和解决问题的能力。通过全面、系统、深入的实践性教学，培养学生设

计符合新能源汽车的控制系统、设计计算、编程建模、绘图及开发创新控制方案的能力。将

为学生学习后续课程及从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。

二、课程目标

通过课程设计，使学生达到如下目标：

课程目标1：结合《新能源汽车电机控制技术》相关专业课程知识体系，在《新能源汽

车电机控制系统设计》环节中处理新能源汽车电机控制系统问题。通过设计掌握各种常见传

动机构的基本原理与设计方法，能够独立完成符合课程要求的设计任务，设计开发实现特定

功能的新能源汽车部件。还能优化控制方案，培养分析和解决新能源汽车电机控制系统问题

的能力。

课程目标2：通过本设计课程的开展，使学生能够基于汽车电机控制的科学原理，针对

好杂电机控制问题，通过殳计计算、撰写报告和答辩等环节，使学生能够就更杂新能源汽车

电机控制系统问题给出适当的解决方案、分析过程与结果；还应能够就具体的新能源汽车电

机控制系统问题准确表达技术方案、能准确领会他人提出的问题并做出回应。

课程目标3：通过系统设计任务实践过程，融会贯通新能源汽车电机控制系统设计课程

的理论和方法，促使学生不断了解和学习与课程相关的新技术、新方法，并培养学生独立设

计和自主学习的能力，以及不断求知和终身学习的素养.同时使学生学习和遵守相关工程职

业道德和规范，增强岗位职责观念，树立正确的“三观”品格，培养用掌握的科学知识服务于

国家建设的价值观，以及负责、踏实、稳定、守信的劳动观。

三、课程目标与毕业要求

《新能源汽车电机控制系统设计》课程教学目标对新能源汽车工程专业毕业要求的支撑

见表lo

表1课程教学目标与毕业要求关系

支

毕业要求指标点课程目标强

课程目标1：结合《新能源汽车电机控制

技术》相关专业课程知识体系，在《新

3.1能够根据要能源汽车电机控制系统设计》环节中处

求，设计开发实理新能源汽车电机控制系统问题。通过

现特定功能的设计掌握各种常见传动机构的基本原理

3.设计/开发解决方案H

复杂新能源汽与设计方法，能够独立完成符合课程要

车系统和单元求的设计任务，设计开发实现特定功能

（部件）。的新能源汽车部件。还能优化控制方案，

培养分析和解决新能源汽车电机控制系

统问题的能力。

课程目标2：通过本设计课程的开展，使

10.1能够就新学生能够基于汽车电机控制的科学原

能源汽车工程领理，针对复杂电机控制问题，通过设计

域专业问题，以计算、撰写报告和答辩等环节，使学生

10.沟通口头、文稿、图能够就复杂新能源汽车电机控制系统问H

表等方式，准确题给出适当的解决方案、分析过程与结

表达自己的观果；还应能够就具体的新能源汽车电机

点，回应质疑。控制系统问题准确表达技术方案、能准

确领会他人提出的问题并做出回应。

课程目标3：通过系统设计任务实践过

程，融会贯通新能源汽车电机控制系统

12.1具有勤奋

设计课程的理论和方法，促使学生不断

求学、精于探索

了解和学习与课程相关的新技术、新方

的素养，对问题

法，并培养学生独立设计和自主学习的

的辩证思维和批

12.终身学习能力，以及不断求知和终身学习的素养。M

判性思维意识，

同时使学生学习和遵守相关工程职业道

以及不断求知和

德和规范，增强岗位职责观念，树立正

终身学习的素

确的“三观”品格，培养用掌握的科学知

养。

识服务于国家建设的价值观，以及负责、

踏实、稳定、守信的劳动观。

注：表中“H（高）、M（中）”表示课程与相关毕业要求的关联度。

四、教学内容、基本要求与学时分配

教学内容、基本要求与学时分配见表2。

表2教学内容、基本要求与学时分配

课时对应的课

教学内容教学要求，教学重点难点

安排程目标

教学要求：使学生了解本次设计的目的和主要内容。通过

动员一方面使学生做好课程设计，另一方面促使学生遵守

1.设计动员相关工程职业道德和规范，增强岗位职责观念，树立正确

1天1、2、3

与设计准备的“三观”品格。

重点：新能源汽车电机控制系统设计原则。

难点：新能源汽车电机控制系统设计所用软硬件基础。

教学要求：采用多媒体授课，以典型新能源汽车电机控制

方案为例讲解课程设计的过程，下达任务书。学生根据任

务书查阅资料、熟悉题目的具体内容及其控制原理。最终

选定方案应尽量包含控制策略选择、控制算法程序、硬件

2.查阅资料，载体等组合，要求至少能够采用一种主要的控制策略实现

1天1、2

方案制定一个单闭环控制系统或仿真验证。

重点：要求至少能够采用一种主要的控制策略实现一个单

闭环控制系统或仿真验证。

难点：选定方案应尽量包含控制策略选择、控制算法程序、

硬件载体等组合。最佳控制方案的确定。

教学要求：根据控制方案及任务给定电机条件确定控制策

略组合、适当的控制算法，以确保控制系统合理，能够与

选定的控制硬件匹配。如果采用仿真需能够完成虚拟测试。

同时应学习和遵守相关工程职业道德和规范，增强岗位职

3.总体设II1、2

责观念。1A

重点：确定控制策略组合、适当的控制算法。

难点：控制策略组合、适当的控制算法能够与选定的控制

硬件匹配；或仿真能够完成虚拟测试。

教学要求：根据总体设计所获得的基础参数和算法程序，

设计符合任务电机机械特性的控制系统各环节，利用设计

软件与控制硬件进行软硬件匹配。如采用电机控制算法在

4.控制策略相应软件中进行协同仿真，需具备完整闭环控制功能。

与算法设计、重点：根据总体设计所获得的基础参数和算法程序，设计2天1、2

软硬件匹配符合任务电机机械特性的控制系统各环节。

难点：利用设计软件与控制硬件进行软硬件匹配。如采用

电机控制算法在相应软件中进行协同仿真，需具备完整闭

环控制功能。

教学要求：根据前期设计方案和控制系统设计结果，分别

5.控制系统采用软硬件加载验证设计内容能满足任务功能要求。通过

设计验算分软硬件运行实操培养学生良好的劳动观。2天1、2

析重点：硬件加载软件验证或协同仿真闭环验证。

难点：软硬件加载验证设计内容能满足任务功能要求。

教学要求：根据控制系统设计过程汇总撰写相应设计说明

书，说明书应配有设计控制电路框图，便于结构分析。应

至少完成一张详细完整的控制电路图纸绘制，并能在设计

说明书中进行详尽说明。同时根据任务功能要求，协同仿

真还应提供控制程序代码•套，并能够在选定软件中运行，

6.说明书编

以验证其功能性。如提供硬件控制产品，则提供代码和运2天1、2、3

写、图纸绘制

行视频。

重点：完成一张详细完整的控制电路图纸绘制，并能在设

计说明书中进行详尽说明；提供控制程序代码一套。

难点：协同仿真应能够运行并验证功能。硬件产品需提供

基本代码和运行视频。

7.答辩教学要求：答辩是考核课程设计是否达到基本要求和相应1X1、2、3

水平的关键环节，是教师对学生论文的一次会诊和指导。

考核内容包括学生对控制软件编程和硬件设计知识的综合

运用。教师提问的内容包括选题、策略、制图、算法、电

路、程序及可实现控制功能等。重点考察学生控制电路和

程序、设计说明书的质量，设计过程中的学习效果。同时

检查设计创新性、工作量、有无违反学术规范现象等，提

出改进意见。

重点：综合运用控制软件编程和硬件设计相关知识的整体

考核。

难点：课程设计质量的检验。

10天

合计

（2周）

五、教学方法及手段

学生在教师的具体指导下进行新能源汽车电机控制系统设计，主要通过听取讲座、组织

观摩、分组讨论等教学模式完成。设计开始时，教师对学生进行设计动员与设计准备。设计

期间，学生按照设计计划完成规定的设计内容，这是设计最主要的方式；设计结束后，在老

师的指导下，组织同学分组讨论、辩论，搞通弄懂设计过程中的一些问题。通过讨论、辩论

形式，使学生们在设计过程中带着任务，有目的、针对性强地完成设计工作。从而激发了学

生的学习的主动性和积极性，培养了学生的团队精神，锻炼了学生的才干，激发学生创新能

力。由于课程内容与生产实践紧密结合，学习者应根据课程设计任务书、软件手册和硬件手

册等资料，以自学为主、教师讲授为辅，学会综合应用各种方法创新设计车用电机控制系统，

并养成自觉遵守国家标准的习惯。

六、教材和参考书

1.推荐教材：

（1）钟再敏.车用驱动电机原理与控制基础[M].北京:机械工业出版社.2016.

（2）王志新等.电机控制技术[M].北京:中国电力出版社.2020.

（3）王勇.电机与控制（第4版）[M].北京:北京理工大学出版社.2020.

2.参考书：

（1）王成元.现代电机控制技术（第2版）[M].北京:机械工业出版社.2014.

（2）李承等.电路原理与电机控制[M].北京:清华大学出版社.2014.

（3）潘月斗等.现代交流电机控制技术[M].北京:机械工业出版社.2018.

七、课程考核对课程目标的支撑

课程成绩由：学习态度、工作量完成情况、设计能力、设计产品和说明书质量、答辩成

绩五部分构成，具体考核;评价细则及对课程目标的支撑关系见表3o

表3课程考核对课程目标的支撑

分

考核课程目标

值考核/评价细则

环节123

1

学习态10（1）主要考核学生学习纪律和答疑情况：V7

度(2)教师根据课堂整体表现情况评分。55

工作量1

(1)主要考核学生独立完成设计任务情况；47V

完成情10

(2)教师根据独立完成任务情况评分。

况442

(1)主要考核设计控制策略和控制算法正确合

设计能777

40理性：

力

(2)教师根据算法合理性与否评分。151510

设计产1

(1)主要考核学生的设计产品控制水平高低情4V4

品和说

30况；

明书质

(2)教师根据设计产品质量高低评分。101010

量

1

(1)主要考核学生答辩自述和回答问题，青况；4V4

答辩成

10(2)教师根据答辩自述情况和回答问题正确性

绩

与否进行评分。163

合计：100304030

八、考核与成绩评定

1.考核方式及成绩评定

课程设计采用优、良、中、及格、不及格五级评分制。即90分及以上为优，80~89分

为良，70~79分为中，60~69分为及格，60分以下为不及格。总成绩分五部分：学习态度、

工作量完成情况、设计能力、设计产品和说明书质量、答辩成绩。其中：

(1)学习态度占10%，无故旷课达3次取消总成绩；

(2)工作量完成情况占10%；

(3)设计能力占40%；

(4)设计产品和说明书质量30%,设计产品可提供控制硬件或软件运行佐证；

(5)答辩成绩占10%。

最后一周的周五进行验收、答辩，由2-3位教师组成答辩考核小组，对每位学生进行口

试答辩，要求学生根据设计回答教师所提出的问题。课程设计成绩根据学生设计的合理性、

计算的准确性、设计说明书和图纸的规范性、设计产品或程序的控制能力、设计中分析与解

决问题的能力及设计态度和答辩情况综合评定。

2.成绩评定标准

考核内容、评价标准、所占比重见表4。

表4考核方式评价标准

所

占

考核方100>x>9090*8080>x>7070>x>60x<60

比

式（优秀）(良好)（中等）（及格）(不及格)

重

(%)

课堂表学习认真、学习认真、态遵守纪律，学遵守纪律，学学习纪律较

10

现态度端正，度端正，遵守习态度良好，习态度一般，差，表现较

遵守纪律，纪律，表现良表现中等。表现一般。差。

表现优秀。好。

工作量独立完成设独立完成设独立完成设独立完成设独立完成设

完成情10计任务的计任务的计任务的计任务的计任务的

况90%以上。80%以上。70%以上。60%以上。60%以下。

综合运用理综合运用理综合运用理

综合运用理综合运用理

论知识、计论知识、计算论知识、计

论知识、计算论知识、计算

设计能算机技能较机技能i般，算机技能较

40机技能较好，机技能一般，

力强，能较好基本能够处差，不能处

能够处理工不能处理工

地处理工程理工程实际理工程实际

程实际问题。程实际问题。

实际问题。问题。问题。

设计方案基

设计方案新

设计方案正本正确、能说设计方案基

颖、表达清设计方案不

确、表达较为明核心设计本正确、表达

楚；设计思正确；设计

清楚；设计思理念;设计思欠清楚；设计

设计产路