纯电动-混合动力汽车结构原理与检修 教案全套 1-1纯电动汽车类型、结构特征与运行模式 - 5-2充电系统常见故障诊断与排除

《纯电动汽车类型、结构特征与运行模式》教案一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务1：纯电动汽车类型、结构特征与运行模式授课对象中职/高职新能源汽车维修/技术服务专业学生课时安排2学时（90分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+小组讨论+实物/图片辨识二、教学目标（一）知识目标能说出新能源汽车的分类及国家对“新能源汽车”的定义；能描述纯电动汽车（BEV）的两种动力源类型和三种动力布置形式；能列举纯电动汽车的主要结构组成及其与传统燃油车的区别；能说明纯电动汽车的基本工作过程与典型运行模式（驱动、能量回收等）。（二）能力目标能通过外观标识、铭牌、充电口、高压线束等特征识别纯电动汽车；能辨认动力电池、驱动电机、逆变器、DC-DC转换器、VCU等关键部件；能理解整车控制器（VCU）在车辆运行中的协调作用。（三）素养目标培养安全意识：认识高压系统风险，树立“先断电、后操作”的维修理念；增强环保意识：理解纯电动汽车在节能减排中的意义；提升职业认同感：激发对新能源汽车产业发展的兴趣与信心。三、教学重难点教学重点：纯电动汽车的结构特征（特别是高压系统组成）；驱动与能量回收的工作过程；与传统燃油车的核心区别。教学难点：整车控制器（VCU）、BMS、MCU三者协同控制逻辑；高压电控总成（如“四合一”集成）的功能整合理解；制动能量回收的触发条件与限制因素（如ABS介入时关闭）。四、教学准备教师准备：PPT课件（含帝豪EV450、比亚迪e5等车型结构图、高压系统示意图）；视频素材（纯电动汽车启动、充电、能量回收演示）；实物或模型：高压橙色线束、维修开关、动力电池模组（可选）；学习任务单（含辨识题、简答题）。学生准备：预习教材相关内容；回顾传统汽车基本构造（发动机、变速箱、传动系统等）。五、教学过程设计教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（激趣引思）展示客户咨询场景：“我想买一辆吉利帝豪EV450，它和我的老款燃油车有啥不一样？值不值得换？”

提问：如果你是销售顾问，你会从哪些方面介绍？思考并回答：无尾气、用电便宜、不用加油、安静……5分钟联系真实工作场景，激发学习动机2.新知讲解

（分层递进）（1）新能源汽车分类

讲解燃油车、替代燃料车、电动车三大类，强调国家定义中“新能源汽车”仅包括：BEV、PHEV、FCEV。

（2）纯电动汽车类型

-动力源：单一电池vs辅助动力源

-布置形式：替代内燃机式、电机-减速器集成式、轮毂电机式（配图对比）

（3）结构特征

逐项讲解17个结构差异点，重点突出：

•高压橙色线缆

•充电口位置

•动力电池与BDU

•DC-DC替代发电机

•电动空调/PTC暖风

•电动助力转向与真空助力泵

•组合仪表显示SOC与电机功率

（4）工作过程与运行模式

-驱动流程：VCU→BMS→逆变器→电机

-能量回收条件与限制

-三种运行状态（加速、滑行、低电量限功）听讲、记笔记、观察图片

小组讨论：找出教室/校园中见过的纯电动车特征（如车牌、标识）

完成任务单“结构辨识”部分50分钟图文结合，化抽象为具体；

突出“对比传统车”的差异，便于理解3.案例分析

（深化理解）展示帝豪EV450前舱布局图（图1-1-36），引导学生指出：

-高压配电箱位置

-驱动电机控制器

-DC-DC是否集成

提问：为什么厂家要将多个高压部件集成？（减重、降本、提高可靠性）小组合作标注部件名称，派代表上台指认15分钟培养识图与系统集成思维4.安全强调

（职业素养）强调：所有高压部件均带橙色标识；维修前必须断开维修开关；严禁非专业人员操作高压系统。播放安全事故警示短片（可选）。复述安全操作口诀：“断电、验电、挂牌、防护”5分钟强化安全红线意识5.课堂小结&作业布置总结本课核心知识点：

•纯电=电池+电机+电控

•无发动机、有充电口、有橙色高压线

•VCU是“大脑”，协调驱动与回收

作业：

1.绘制纯电动汽车能量流动简图（驱动+回收）；

2.查找本地一款在售纯电动车，列出其3个结构特征。整理笔记，记录作业5分钟巩固知识，联系实际六、板书设计（简要）任务1：纯电动汽车类型、结构与运行一、类型1.动力源：单一电池/+辅助源2.布置：替代式/集成式/轮毂式二、结构特征（vs传统车）✓无发动机→有电机+减速器✓无油箱→有充电口+动力电池✓无发电机→有DC-DC✓高压系统：橙色线、BDU、维修开关✓仪表：SOC、电机功率三、运行模式驱动：电池→逆变器→电机回收：电机→逆变器→电池（ABS未激活时）控制核心：VCU+BMS+MCU七、教学反思（课后填写）（此处由教师课后填写，如：学生对高压系统兴趣浓厚但理解较难，下次可增加实物拆解视频；能量回收逻辑需更多案例强化等。）《混合动力汽车类型、结构特征与运行模式》教案一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务2：混合动力汽车类型、结构特征与运行模式授课对象中职/高职新能源汽车维修/技术服务专业学生课时安排2学时（90分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+案例对比+小组探究二、教学目标（一）知识目标能说出混合动力汽车（HEV/PHEV）的基本定义及国际标准；能按驱动连接方式（串/并/混联）、混合程度（轻/中/重）、充电方式（插电/非插电）、燃料种类对混合动力汽车进行分类；能描述混合动力汽车在驱动系统、制动系统、转向系统等方面与传统燃油车的结构差异；能说明混合动力汽车的六种典型工作过程与五种常见运行模式。（二）能力目标能通过车型标识（如“Hybrid”、“双擎”）、有无充电口等特征区分HEV与PHEV；能识别丰田普锐斯、比亚迪秦等典型车型的动力系统布置特点；能理解不同工况下（起步、巡航、急加速、减速）动力源的切换逻辑。（三）素养目标培养系统思维：理解多能源协同控制的复杂性；强化安全规范：掌握混合动力车辆高压断电操作前提；树立技术发展观：认识混合动力作为过渡技术的重要地位。三、教学重难点教学重点：三种驱动构型（串联、并联、混联）的结构原理与代表车型；重度混合动力与插电式混合动力的核心区别；混合动力汽车的多模式运行逻辑（纯电、混动、回收、怠速停机等）。教学难点：混联式系统（如丰田THS）中动力分配装置（行星齿轮组）的工作原理；制动能量回收与液压制动系统的协调控制（ECB电子制动系统）；不同混合度车型对“纯电行驶能力”的限制（轻混不能纯电行驶）。四、教学准备教师准备：PPT课件（含串/并/混联系统示意图、丰田普锐斯三代技术演进表、比亚迪秦动力参数）；对比视频：丰田卡罗拉双擎vs比亚迪秦PHEV启动与低速行驶；实物或图片：HEV电池包（如普锐斯后排座椅下）、逆变器模块、电子制动总成；学习任务单（含分类判断题、运行模式匹配题）。学生准备：复习上节课纯电动汽车知识；预习本任务文档，思考“为什么丰田不用插电也能省油？”。五、教学过程设计教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（承接任务）回顾上节课客户问题，引出新场景：“客户听说丰田混动很省油，但又看到比亚迪秦能充电，他搞不清哪种更好。你能帮他解释吗？”

提问：混合动力和纯电最大的区别是什么？回答：有发动机+电机；有的能充电，有的不能；可以不用充电桩……5分钟衔接前课，聚焦“油电混合”特性2.新知讲解

（多维分类）（1）基本定义

引用IEC定义：至少两种能量源，其中一种车载。

（2）四大分类维度

①驱动连接方式：

-串联：电机独驱（增程，如Volt）

-并联：发动机+电机共同输出（本田、大众）

-混联：兼具两者优点（丰田THS、比亚迪DM-i）→重点讲解

②混合程度：

-轻混（<15%节油，BSG皮带启停）

-中混（20~30%节油，如雷凌）

-重混（>30%节油，可低速纯电，如普锐斯）

③充电方式：

-HEV（非插电）：仅靠回收/发动机充电

-PHEV（插电）：外接电源，有纯电续航（如秦70km）

④燃料种类：汽油混动（主流）vs柴油混动（路虎等）听讲、记录分类框架

小组讨论：将“雪佛兰沃蓝达”“奔驰S400混动”“丰田卡罗拉双擎”归类40分钟构建系统化认知框架；

用典型车型强化记忆3.结构与运行解析

（核心突破）（1）结构特征对比传统车

-外观：Hybrid标识、PHEV有充电口

-驱动：增加动力电池、电机、逆变器

-制动：取消真空助力→采用ECB电控液压制动（配合能量回收）

-转向：电动助力（发动机可能停机）

-发动机附件：电动空调压缩机、电子水泵

（2）工作过程与运行模式

结合图1-2-24至1-2-36，讲解：

•纯电模式（低速起步）

•传统燃油模式（高速巡航）

•全速驱动（急加速，油电合力）

•能量回收（减速优先发电）

•怠速停机（零排放）

•低电量时发动机发电观察丰田普锐斯前舱图（图1-2-17），指出逆变器位置

角色扮演：模拟“城市拥堵路段”车辆如何切换模式25分钟从“静态结构”到“动态运行”；

突出“智能切换”优势4.典型案例剖析

（深化理解）对比分析：

-丰田普锐斯（HEV，混联，重混）：无充电口，纯电仅1-2km，依赖系统智能管理

-比亚迪秦（PHEV，并联，重混）：可外充，纯电70km，支持发动机失效后仍可行驶

强调：PHEV是HEV的“升级版”，但结构更复杂、成本更高完成任务单：“判断以下描述属于哪种混动类型？”10分钟培养技术选型思维5.安全与小结强调：混合动力同样存在高压风险！维修前必须执行高压安全断电操作（技能目标）。

课堂小结：

-混动=内燃机+电机+智能控制

-分类看四点：怎么连？混多深？能否充？烧什么油？

-运行看场景：低速用电，高速用油，加速合力，减速回收

作业：

1.绘制丰田THS混联系统简图，标注动力流向；

2.调研本地出租车使用哪种混动车型，说明原因。复述安全操作要点

整理笔记10分钟强化安全底线；

引导关注产业应用六、板书设计（简要）任务2：混合动力汽车类型、结构与运行一、四大分类1.驱动方式：串（电机独驱）/并（合力输出）/混联（丰田THS）2.混合程度：轻（BSG）/中（辅助加速）/重（可纯电）3.充电方式：HEV（不插电）/PHEV（可插电）4.燃料：汽油（主流）/柴油二、结构特征（vs传统车）✓保留发动机+增加电机/电池✓有“Hybrid”标识，PHEV有充电口✓制动：ECB电控系统（非真空助力）✓转向：电动助力（发动机可停）✓空调：电动压缩机三、运行模式•纯电（起步/低速）•燃油（高速巡航）•油电合力（急加速）•能量回收（减速）•怠速停机（零排放）七、教学反思（课后填写）（此处由教师课后填写，如：学生对“混联”理解困难，下次可引入行星齿轮动画；PHEV与增程区别需进一步澄清等。）《纯电动汽车与混合动力汽车启动及操控方法》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务1：纯电动汽车与混合动力汽车启动及操控授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车服务专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式情境导入+理论讲授+多媒体演示+分组实操（台架/模拟器）+故障排查演练+小组汇报二、教学目标（一）知识目标能准确描述纯电动汽车和混合动力汽车的四阶段电源状态切换逻辑；能说明不同品牌车型（帝豪EV300、丰田卡罗拉双擎、荣威e50）的启动差异；能解释电子换挡系统的工作条件与安全互锁机制；能识别仪表盘中READY/OK灯、电池电量、能量流图、故障指示灯的含义。（二）能力目标能独立、规范完成纯电与混动车型的完整启动—换挡—行驶准备流程；能在模拟故障情境下（如钥匙失效、未踩制动、充电连接）判断并排除启动障碍；能向客户清晰讲解基本操控步骤与注意事项；能通过仪表信息判断车辆是否处于安全可行驶状态。（三）素养目标牢固树立“安全第一、规范操作”的职业意识；培养严谨细致的工作态度，杜绝操作随意性；提升客户服务沟通能力与职业责任感。三、教学重难点教学重点：纯电动汽车从OFF到READY的四阶段上电逻辑；启动与换挡的三大前提条件（P挡、踩刹、钥匙有效）；READY灯亮=高压系统激活=可行驶的核心判断依据。教学难点：理解不同车型启动逻辑差异（无钥匙vs插钥匙、混动vs纯电）；掌握系统拒绝启动/换挡的保护机制及其触发原因；在异常场景中快速定位问题（如READY灯不亮）。四、教学准备教师准备：PPT课件（含多车型启动流程对比图、仪表解读、故障案例）；视频资源：正确操作示范、典型误操作后果（如行驶中关机）；教学设备：新能源汽车教学台架×2（含帝豪EV、丰田混动模块）、高仿真驾驶模拟器；故障设置工具：可模拟“钥匙信号丢失”“制动未踩”“充电枪未拔”等状态；学习任务单、实操评分表、小组汇报记录表。学生准备：复习前两课关于BEV/HEV结构的知识；预习本任务文档中的启动流程与仪表说明。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（激发兴趣）播放真实客户视频：“我买了电动车，但不敢开，怕按错按钮车就坏了！”

提出任务：今天你们就是“新能源汽车首任导师”，要教会新车主安全启动与操控。思考并讨论：新手最可能犯哪些错误？10分钟建立角色认同，明确学习价值2.理论精讲

（分层解析）（1）通用启动原则（15分钟）

-四大前提：钥匙在车、P挡、踩制动、充电断开

-安全互锁逻辑：任一缺失→系统拒绝启动

（2）纯电动汽车启动详解（25分钟）

-帝豪EV300：四状态（OFF→ACC→ON→READY）

-荣威e50：需插钥匙，但逻辑一致

-强调：READY灯=高压上电成功！

（3）混合动力汽车启动（20分钟）

-丰田卡罗拉双擎：蓝色启动键、READY灯、能量球显示

-对比：HEV无法外充，但可低速纯电行驶

-介绍能量流动图（图2-1-28）听讲、记笔记

完成“启动条件匹配”练习题

观察不同车型仪表差异60分钟系统化构建知识框架；

突出共性与个性3.档位与仪表识别

（细节强化）讲解电子换挡杆操作规范：

-P/R/N/D功能与切换条件

-所有非P挡切换必须踩制动！

-仪表关键信息：

•READY/OK灯（绿色）

•电池电量（6格，<35%变黄）

•故障灯（红=停，黄=修）

展示常见误读案例（如把“充电中”当“READY”）小组合作：根据仪表截图判断车辆状态

绘制“READY灯点亮”条件思维导图20分钟提升信息判读能力；

预防误操作4.分组实操训练

（技能固化）组织学生分4组轮换操作：

•台架A：帝豪EV300标准启动+换挡

•台架B：丰田卡罗拉双擎启动+能量图观察

•模拟器C：正常行驶起步流程

•故障站D：教师预设3类故障（如未踩刹、钥匙弱、充电连接），学生排查动手操作，记录每步结果

填写《启动操作检查表》

尝试解决故障情境50分钟“做中学”深化技能；

培养排故思维5.安全警示与案例复盘

（风险防控）播放事故短片：行驶中误触启动开关导致车辆突然断电！

强调三大严禁行为：

1.行驶中按启动键

2.充电时尝试启动

3.钥匙没电不处理（应使用备用感应区）

组织小组复盘：刚才实操中有没有接近危险操作？小组讨论并汇报安全隐患

制定《新能源汽车启动安全守则》（5条）15分钟强化安全红线意识；

内化规范行为6.任务拓展与总结

（能力迁移）布置小组任务：

“为客户制作一份《新能源汽车首次使用指南》”

要求包含：启动步骤、换挡说明、仪表解读、常见问题解答。

课堂总结：

-启动口诀：“钥匙在、踩刹车、P挡位、按开关、看READY”

-操控核心：系统智能保护，但人必须规范操作

-服务本质：让客户敢用、会用、安全用

作业布置：

1.完善小组《使用指南》，下节课展示；

2.撰写一篇200字反思：“如果我是第一位教客户启动的人，我会注意什么？”小组分工起草指南初稿

整理个人笔记与感悟25分钟提升综合应用与表达能力；

衔接后续课程六、板书设计（简要）任务1：启动与操控（4学时）一、启动四大前提✓智能钥匙在车内✓踩下制动踏板✓挂入P挡✓充电枪已拔出二、电源状态（纯电）OFF→ACC（附件通电）→ON（仪表亮）→READY（高压上电！✅可行驶）三、换挡安全规则•所有R/N/D切换必须踩制动！•P挡：仅驻车可用•系统自动锁挡（如充电中）四、仪表关键信息•READY/OK灯（绿）→核心标志！•电池电量（6格，<35%变黄）•故障灯：红（立即停）、黄（尽快修）⚠️三大严禁：1.行驶中按启动键2.充电时启动3.忽略钥匙失效七、教学反思（课后填写）（此处由教师课后填写，例如：学生对故障排查兴趣浓厚，可增加更多故障类型；部分学生混淆“ON”与“READY”状态，下次需加强高压上电概念讲解；小组指南任务有效提升表达能力，建议纳入过程性评价。）《纯电动汽车与混合动力汽车充电操作》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务2：纯电动汽车与混合动力汽车充电操作授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车服务、售后服务专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式情境导入+理论讲授+视频演示+充电桩实操（模拟/真实）+安全演练+小组任务二、教学目标（一）知识目标能描述新能源汽车充电系统的基本功能与组成；能区分交流慢充与直流快充的工作原理、接口类型、充电时间及适用场景；能说明接触式与感应式充电方式的优缺点；能列举动力电池更换模式的优劣势及应用场景。（二）能力目标能规范完成纯电动汽车和插电式混合动力汽车的交流慢充与直流快充操作流程；能识别充电桩类型（交流/直流）、接口标准（如国标GB/T）及状态指示灯；能在模拟环境中安全连接/断开充电枪，并处理常见异常（如未锁止、通信失败）；能向客户正确介绍不同充电方式的选择建议及安全注意事项。（三）素养目标牢固树立高压安全意识：充电涉及300V以上直流电，必须规范操作；培养节能环保理念：理解合理选择充电时段对电网与成本的影响；提升客户服务专业性：能清晰、准确解答客户关于充电的疑问。三、教学重难点教学重点：交流慢充（车载充电机转换）vs直流快充（桩内直供电池）的核心区别；充电操作的标准流程：插枪→锁止→启动→监控→结束→拔枪；充电安全“五严禁”原则（如雨天露天操作、使用破损线缆等）。教学难点：理解车载充电机（OBC）在慢充中的作用；掌握充电桩与车辆之间的通信握手机制（CP/PP信号）；区分PHEV与BEV在充电需求上的差异（PHEV电池小，通常仅支持慢充）。四、教学准备教师准备：PPT课件（含充电系统功能图、慢充/快充对比表、充电桩结构图、接口标准图）；视频素材：正确充电操作示范、快充过程热成像、感应充电演示；实训设备：

•交流充电桩（7kW）×1

•直流快充桩（60kW，可模拟）×1

•新能源教学车辆（或带充电口台架）×2

•充电枪、转接头、绝缘手套、验电笔；故障设置：模拟“枪未锁”“通信中断”“过温保护”等异常状态；学习任务单、实操评分表、《客户充电指南》模板。学生准备：复习动力电池基本知识（电压、容量、SOC）；预习本任务文档中关于充电方式与充电桩类型的描述。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（问题驱动）播放客户咨询录音：“我买了插混车，物业说只能装慢充桩，快充站又贵，到底该怎么充？安全吗？”

提问：作为售后顾问，你会如何解答？讨论：快充伤电池吗？家里能装快充吗？下雨能充电吗？10分钟聚焦真实痛点，激发学习动机2.理论精讲

（系统认知）（1）充电系统功能（15分钟）

-电能转换（AC→DC）

-充电控制（启停、电流调节、温度管理）

-安全防护（漏电、过流、通信）

（2）充电方式分类（35分钟）

①按时间：

-交流慢充：220V/380V→车载充电机→电池（5–20h）

-直流快充：桩内整流→直供电池（30min充至80%）

②按方式：

-接触式（主流，效率高）

-感应式（无线，有辐射，未普及）

③换电模式：适用于出租车/网约车，非私家车主流

（3）充电桩类型

-交流桩：仅供电，依赖车载OBC

-直流桩：自带整流模块，功率大

-接口标准：国标GB/T（慢充7孔，快充9孔）听讲、记录对比表格

完成“充电方式匹配”练习（车型vs充电需求）60分钟构建完整知识体系；

突出“慢充家用、快充应急”定位3.充电操作规范

（流程分解）详细讲解标准充电六步法：

1.检查：车辆熄火、P挡、充电口盖开启

2.连接：插入充电枪，听到“咔嗒”锁止声

3.启动：刷卡/扫码/自动识别，桩屏显示“充电中”

4.监控：观察电流、SOC、温度是否正常

5.结束：充满自动停/手动停止

6.断开：先桩端解锁→再拔枪→关闭充电口盖

强调：严禁带电插拔！跟随教师手势模拟操作流程

小组讨论：哪些步骤最容易出错？20分钟标准化操作流程；

预防误操作风险4.分组实操训练

（技能强化）组织学生分4组轮换实训：

•站A：交流慢充全流程（家用桩模拟）

•站B：直流快充操作（桩屏交互、状态识别）

•站C：故障排查（枪未锁、通信失败、过温）

•站D：安全演练（验电、绝缘检查、应急断电）动手操作，填写《充电操作记录表》

尝试处理预设故障

互相监督安全规范50分钟强化动手能力；

培养安全应急意识5.安全警示与案例分析

（风险防控）播放安全事故案例：私拉电线充电引发火灾、雨天露天快充触电。

总结充电安全“五严禁”：

1.严禁使用非标/破损充电线

2.严禁在雷雨、积水环境露天充电

3.严禁私自改装充电桩

4.严禁充电时启动车辆

5.严禁湿手操作充电设备

组织制定《家庭充电安全自查清单》小组讨论安全隐患

每人提出1条安全建议15分钟强化生命至上理念；

推动安全习惯养成6.任务拓展与总结

（能力迁移）布置小组任务：

“为客户制作一份《新能源汽车充电使用指南》”

要求包含：慢充/快充选择建议、操作步骤、安全须知、常见问题解答。

课堂总结：

-慢充：安全、经济、适合夜间家充

-快充：高效、应急、适合长途补能

-核心原则：安全第一，规范操作

作业布置：

1.完善小组《充电指南》，下节课展示；

2.调研本地公共快充桩品牌与支付方式。小组分工起草指南初稿

整理个人学习收获25分钟提升综合服务能力；

连接真实社会场景六、板书设计（简要）任务2：充电操作（4学时）一、两大充电方式✓交流慢充：-电源：220V/380VAC-转换：车载充电机（OBC）-时间：5–20小时-场景：家用、夜间✓直流快充：-电源：380VAC→桩内整流→DC-直供电池，无需OBC-时间：30min充80%-场景：公共站、应急二、标准操作六步1.检查（P挡、熄火）2.插枪（听锁止声）3.启动（刷卡/自动）4.监控（电流/SOC）5.结束（自动/手动）6.拔枪（先解锁！）三、安全“五严禁”1.禁用非标线缆2.禁雨天露天充3.禁私自改装4.禁充电时启动5.禁湿手操作⚠️高压危险！规范操作保安全！七、教学反思（课后填写）（此处由教师课后填写，例如：学生对快充原理理解较难，下次可增加OBC与DCDC对比动画；实操中部分学生忽略“先解锁再拔枪”，需加强肌肉记忆训练；客户指南任务有效提升沟通能力，建议纳入考核。）《动力电池结构、原理与安全检修基础》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务1：动力电池结构、原理与安全检修基础授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车检测与维修专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+电池模组实物/模型观察+安全规范演练+小组探究二、教学目标（一）知识目标能说出动力电池的基本性能参数含义（比能量、比功率、SOC、循环寿命等）；能描述常见动力电池类型（三元锂、磷酸铁锂、镍氢）的结构特点与代表车型；能说明动力电池的组成层级（电芯→单元组→模组→电池包）及BMS核心功能；能列举电池一致性对整车性能的影响及检测方法。（二）能力目标能识别不同车型（帝豪EV、荣威e50、比亚迪e6、丰田普锐斯）动力电池的安装位置与结构差异；能通过铭牌或参数表判断电池类型、电压平台、容量与能量（kWh）；能理解BMS在监控、保护、均衡中的作用；能在指导下执行动力电池检修前的安全隔离与断电准备。（三）素养目标牢固树立“高压危险、严禁非专业拆解”的安全红线意识；培养严谨细致的工作态度，尊重技术规范；建立环保意识：理解电池回收与梯次利用的重要性。三、教学重难点教学重点：动力电池的层级结构（电芯→模组→电池包）；三元锂vs磷酸铁锂vs镍氢电池的性能对比与应用车型；BMS（电池管理系统）的核心功能（监控、保护、SOC估算、均衡）；检修安全前提：工位隔离、断开维修开关、验电。教学难点：理解SOC（荷电状态）的非线性特性及估算复杂性；掌握电池串并联对总电压/容量的影响（如荣威e50的93串结构）；认识“电池一致性”对寿命与安全的关键影响。四、教学准备教师准备：PPT课件（含电池层级图、各车型电池结构分解图、BMS功能框图、参数对比表）；视频素材：电池生产线、BMS工作原理动画、安全事故警示片；教具：

•锂电池电芯（方形/软包）、模组实物或高仿真模型；

•维修开关（服务插销）样品；

•高压警示隔离带、绝缘手套、验电笔；学习任务单（含参数计算、车型匹配、安全判断题）；安全警示标语：“警告：动力电池分解必须由厂家或专业技术人员完成！”学生准备：复习电学基础（电压、电流、串联/并联）；预习本任务文档中关于电池类型与结构的内容。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（引发认知冲突）展示新闻：“某车主自行拆解电动车电池起火！”

提问：为什么一块‘电池’如此危险？它内部到底是什么结构？

引出任务：今天我们要“看懂”动力电池，但绝不“乱动”！思考并讨论：电池为何会爆炸？普通人能修吗？10分钟强化安全敬畏心，明确学习边界2.核心概念精讲

（构建知识框架）（1）电池关键参数（20分钟）

-比能量（Wh/kg）：决定续航

-比功率（W/kg）：决定加速（混动更看重）

-SOC：剩余电量百分比（非线性！）

-循环寿命：容量<80%即报废

（2）电池类型与代表车型（30分钟）

①三元锂电池（帝豪EV300）：高能量密度，成本高

②磷酸铁锂（比亚迪e6/e5、荣威e50、北汽EV160）：安全、寿命长，能量密度略低

③镍氢电池（丰田普锐斯）：用于HEV，电压低（1.2V/单体）

结合文档图3-1-30至3-1-37展示结构差异

（3）电池结构层级（10分钟）

电芯→并联成单元组→串联成模组→多模组串联成电池包

以荣威e50为例：93串×3.2V≈300V听讲、记录参数定义

完成“车型-电池类型”匹配练习

计算：比亚迪e5（198×3.3V=653.4V）60分钟系统化梳理知识；

用真实车型数据强化理解3.BMS与一致性

（深化原理）（1）BMS功能详解（15分钟）

-实时监控：总电压、电流、温度、单体电压

-故障诊断：短路、漏电、过温

-SOC估算、充放电控制、均衡管理

-与VCU通信，协调整车功率

（2）电池一致性问题（15分钟）

-为何要一致？不一致会导致：容量下降、发热、寿命缩短

-检测方法：开路电压、容量分选、内阻测量

强调：一致性是PACK厂核心工艺观察BMS功能框图

小组讨论：为什么不能随便混用旧电芯？30分钟揭示“看不见”的控制逻辑；

理解高质量电池包的制造难度4.安全规范与检修前提

（重中之重）重点强调文档警告：

“动力电池的分解和组装必须由生产厂家或专业技术人员完成！”

讲解专业检修前的必要准备（20分钟）：

-工位隔离：独立空间或隔离带

-环境要求：洁净、干燥、无火花

-断电流程：关闭点火→拔维修开关→静置5–10分钟→验电

-个人防护：绝缘手套、护目镜

演示维修开关（服务插销）的位置与拆卸示意（图3-1-41/42）观看安全操作视频

模拟“断电准备”流程（手势+口述）

填写《安全操作确认清单》30分钟将“禁止非专业操作”转化为“专业如何做”；

建立职业行为规范5.小组探究与总结

（整合输出）布置小组任务：

“对比分析比亚迪e6与丰田普锐斯动力电池的异同”

维度：电池类型、电压、结构、BMS、应用场景

课堂总结：

-动力电池=高能量+高风险

-三元锂重续航，铁锂重安全，镍氢用于混动

-BMS是“电池大脑”，一致性是寿命关键

-安全第一：不拆、不碰、不冒险！

作业布置：

1.完成小组对比报告；

2.查阅本地一家车企（如比亚迪、蔚来）的动力电池技术路线。小组合作完成对比表

代表汇报核心发现30分钟培养技术分析能力；

连接产业前沿六、板书设计（简要）任务1：动力电池结构、原理与检修一、关键参数✓比能量（Wh/kg）→续航✓比功率（W/kg）→动力（混动看重）✓SOC：剩余电量%（非线性！）✓寿命：容量<80%即报废二、电池类型&车型•三元锂：帝豪EV300（高能量）•磷酸铁锂：比亚迪e6/e5、荣威e50（安全、长寿命）•镍氢：丰田普锐斯（HEV专用，1.2V）三、结构层级电芯→单元组（并联）→模组（串联）→电池包例：荣威e50=93串×3.2V≈300V四、BMS功能监控|保护|SOC估算|均衡|通信⚠️警告：动力电池分解必须由专业人员完成！检修前提：隔离+断电+验电+防护七、教学反思（课后填写）（此处由教师课后填写，例如：学生对SOC非线性理解较抽象，下次可引入实际放电曲线图；实物模组观察环节参与度高，建议增加更多品牌样本；安全警示效果显著，多数学生主动复述“不拆电池”原则。）《动力电池管理系统（BMS）结构、原理与检修基础》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务2：动力电池管理系统（BMS）结构、原理与检修基础授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车检测与维修专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+BMS模块/电路图分析+检修条件模拟+小组案例研讨二、教学目标（一）知识目标能描述BMS的核心功能（监控、保护、SOC估算、均衡、通信）；能说明BMS采集的关键参数（单体电压、总电流、温度、绝缘电阻等）；能理解充放电控制逻辑，包括温度限制、压差保护、加热/保温策略；能说出热管理系统的作用、形式（水冷/风冷）及帝豪ITCS系统的工作逻辑。（二）能力目标能根据文档图表识别BMS硬件组成（BMU、CSC、高压盒等）；能判断车辆是否满足放电或充电的基本条件（内外部共15项）；能解读帝豪EV300在不同模式下（快充/慢充/放电）的温控启停阈值；能在模拟环境中验证“一级故障禁止放电”等保护逻辑。（三）素养目标强化系统思维：理解BMS作为“电池大脑”对整车安全的核心作用；培养规范意识：掌握BMS相关检修必须满足的前提条件；树立数据驱动理念：认识到精准采集是智能控制的基础。三、教学重难点教学重点：BMS采集的四大类参数及其安全阈值（如单体压差<300mV、温差<25℃）；充放电的内外部条件清单（如BMS供电正常、CAN通信、绝缘>500Ω/V）；帝豪ITCS热管理系统的冷却/加热触发逻辑（如快充>32℃启冷，<10℃启热）。教学难点：理解“匀热模式”的持续工作逻辑（即使温度达标，仍运行至温差稳定）；掌握充电加热与保温策略的复杂条件（如慢充<0℃加热，快充<5℃加热）；区分水冷系统中“常规冷却”与“增强冷却”的回路差异（是否经过空调制冷器）。四、教学准备教师准备：PPT课件（含BMS功能框图、帝豪EV300BMS模块图3-2-8、热管理结构图3-2-9至3-2-18）；表格素材：充放电条件清单、温度-电流对照表（表3-2-1/2/3）、ITCS启停阈值表；教具：

•BMS控制板（或高仿真模型）；

•温度传感器、电流霍尔元件样品；

•水冷系统管路示意图（标注水泵、控制阀、PTC、储液罐）；学习任务单（含条件判断、阈值匹配、故障情景分析）；安全提示卡：“BMS检修前必须确认高压已断开且系统无故障！”学生准备：复习上节课动力电池基本结构与参数；预习本任务文档中的BMS功能、充放电条件及热管理内容。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（问题切入）展示故障案例：“车辆显示‘动力电池故障’，无法启动，但电池有电。可能哪里出问题？”

引出BMS角色：“它就像电池的‘监护医生’，一旦它判断不安全，就切断电源！”思考：BMS会监控哪些“生命体征”？10分钟从故障反推功能，激发探究欲2.BMS核心功能与参数

（系统解析）（1）BMS五大功能（15分钟）

-实时监控（电压/电流/温度/绝缘）

-故障诊断与分级（一级故障=禁止放电）

-SOC/SOH估算

-电池均衡

-与VCU/充电桩通信

（2）关键采集参数与阈值（25分钟）

结合文档详细讲解：

-单体电压差<300mV

-电芯温差<25℃

-绝缘>500Ω/V

-SOC>10%才可放电

-最低放电温度：-20℃（帝豪）

强调：任一超限→保护动作听讲、记录安全阈值

完成“参数超限后果”匹配练习

观察图3-2-8BMS模块组成40分钟构建“监控-判断-执行”逻辑链；

量化安全边界3.充放电控制逻辑

（条件清单）（1）放电条件（15分钟）

内外部共8+7=15项，重点强调：

-电池内部：SOC>10%、温度-20~45℃、压差<300mV

-车辆外部：BMS常电、点火ON、CAN通信、高压连接正常

（2）充电条件（15分钟）

区分慢充（>0℃）与快充（>5℃）

新增条件：快充需软件版本匹配、通信不超时

展示表3-2-1/2：温度-电流关系（如<0℃慢充电流=0A）小组竞赛：找出“最易被忽略”的放电条件

填写《充放电许可自查表》30分钟强化系统性思维；

预防因单一条件缺失导致故障误判4.热管理系统深度解析

（特色技术）（1）水冷vs风冷（10分钟）

-风冷：丰田普锐斯，成本低，散热弱

-水冷：帝豪/荣威，效果好，可集成加热

（2）帝豪ITCS系统详解（20分钟）

①高温冷却：

-快充：>32℃启，<28℃停

-放电：>38℃启，<32℃停

②低温预热：

-快充：<10℃启，>12℃停

-放电：<0℃启，>3℃停

③匀热模式：继续运行至温差稳定

结合图3-2-15至3-2-18讲解部件位置（双储液罐、四通阀、大功率水泵）对比水冷/风冷优缺点

计算：帝豪在-10℃能否快充？（能，因<10℃启热）

标注ITCS管路简图30分钟聚焦国产先进技术；

提升技术自豪感5.检修前提与安全规范

（职业底线）强调：BMS检修≠拆解电池包！

讲解专业检修必须满足的前提：

-高压已断开（维修开关拔出）

-BMS无一级故障

-低压供电正常（12V）

-使用专用诊断仪读取故障码

演示：如何通过仪表或诊断仪判断BMS是否“在线”模拟“检修准入”判断流程

讨论：为什么不能直接测量高压侧信号？20分钟划清操作边界；

培养合规意识6.案例研讨与总结

（整合应用）布置小组任务：

“分析帝豪EV300在东北冬季快充失败的可能原因”

提示方向：温度、加热策略、充电桩兼容性

课堂总结：

-BMS=电池安全守门人

-控制逻辑=参数阈值+条件清单+温控策略

-检修原则：先诊断，后操作；先断电，再检测

作业布置：

1.绘制帝豪ITCS水冷系统简图，标注加热/冷却回路；

2.列出5条BMS导致车辆无法充电的可能原因。小组讨论并汇报分析思路

整理BMS核心知识点脑图30分钟培养故障诊断思维；

连接真实应用场景六、板书设计（简要）任务2：BMS结构、原理与检修一、BMS核心功能监控|保护（一级故障=禁放电）|SOC估算|均衡|通信二、关键安全阈值•单体压差<300mV•电芯温差<25℃•绝缘>500Ω/V•放电温度：-20~45℃•SOC>10%才可放电三、充放电条件（部分）✓慢充：电池>0℃✓快充：电池>5℃+软件匹配✓外部：BMS供电、CAN通信、高压连接OK四、帝豪ITCS温控逻辑•快充冷却：>32℃启/<28℃停•快充加热：<10℃启/>12℃停•匀热模式：运行至温差稳定⚠️检修前提：高压断开+无一级故障+低压正常+专用设备七、教学反思（课后填写）（此处由教师课后填写，例如：学生对“匀热模式”理解较难，下次可增加温差变化曲线动画；充放电条件清单记忆负担重，建议制作检查清单卡片辅助；ITCS案例激发民族品牌认同，可延伸介绍宁德时代/比亚迪BMS技术。）《驱动电机结构、原理与检修基础》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务1：驱动电机结构、原理与检修基础授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车检测与维修专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+电机/旋变器实物或模型观察+冷却系统管路分析+小组探究二、教学目标（一）知识目标能说出纯电动汽车与混合动力汽车驱动电机的主要类型（永磁同步电机为主）；能描述比亚迪e5/e6动力总成的技术参数（功率、扭矩、转速、减速比等）；能说明旋转变压器（旋变器）的结构、工作原理及检测方法（线圈阻值）；能理解驱动电机与控制器冷却系统的功能、类型（风冷/水冷）及必要性。（二）能力目标能识别动力总成在前机舱的安装位置及基本组成（电机+单挡变速箱）；能根据技术参数表解读电机性能（如最大功率160kW@4929–12000rpm）；能使用万用表对旋变器进行初步电阻检测（正弦/余弦/励磁线圈）；能区分比亚迪（水冷）与丰田（ATF油冷）等不同车型的电机冷却方式。（三）素养目标强化高温风险意识：理解永磁体高温退磁的危害，认识冷却系统的重要性；培养精密元件保护意识：旋变器为高精度传感器，严禁野蛮拆装；树立系统集成思维：理解电机、电控、减速器一体化设计的优势。三、教学重难点教学重点：比亚迪e5/e6动力总成的核心技术参数及其含义；旋转变压器的结构（励磁C、正弦+S、余弦-S）与工作原理（角度→电压信号）；旋变器线圈标准阻值（正/余弦16Ω±1Ω，励磁8Ω±1Ω）；电机冷却的必要性：防止永磁体高温退磁。教学难点：理解旋变器如何通过两个从动线圈信号的比较确定转子精确角度、转速和方向；掌握开环控制易失步，因此必须依赖旋变器实现闭环控制的逻辑；区分不同类型冷却方式（比亚迪水冷vs丰田ATF油冷）的结构差异。四、教学准备教师准备：PPT课件（含动力总成图4-1-6/7/8、旋变器结构图4-1-9/10/11、丰田MG电机图4-1-12至4-1-16）；表格素材：比亚迪e5动力总成技术参数表（表4-1-3）；教具：

•永磁同步电机剖面模型或实物；

•旋转变压器样品及线束连接器；

•数字万用表；

•冷却系统示意图（标注水冷回路/ATF油路）；学习任务单（含参数解读、旋变检测、冷却方式匹配）；安全提示卡：“旋变器为精密部件，拆装需专用工具，严禁敲击！”学生准备：复习电磁感应、三相交流电基础知识；预习本任务文档中的电机类型、旋变器及冷却系统内容。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（聚焦核心）展示故障现象：“车辆加速无力，报‘电机位置信号故障’。可能哪里坏了？”

引出驱动电机与旋变器的关键作用：“没有它，电机就像‘盲人开车’！”思考：电机如何知道该往哪转？转多快？10分钟从典型故障切入，突出传感器重要性2.驱动电机类型与结构

（整体认知）（1）主流类型（10分钟）

-纯电/混动主流：三相交流永磁同步电机（PMSM）

-优势：高效率、高功率密度

（2）比亚迪动力总成详解（20分钟）

结合图4-1-6/7/8讲解：

-电机+单挡变速箱=动力总成

-安装于前机舱

-转子内花键与变速箱输入轴外花键配合

解读表4-1-3参数：

•最大功率160kW（高速段）

•最大扭矩310N·m（低速段）

•最高转速12000rpm

•减速比9.342听讲、记录关键参数

完成“参数-性能”匹配练习（如高扭矩=强加速）40分钟建立“结构-性能”关联；

用真实数据增强感知3.旋转变压器深度解析

（核心突破）（1）为何需要旋变器？（10分钟）

-永磁同步电机开环易失步→必须闭环控制

-需实时检测转子磁极位置

（2）结构与原理（20分钟）

结合图4-1-10/11：

-组成：励磁线圈(C)、正弦(+S)、余弦(-S)、金属转子

-工作：控制器输出5VAC励磁→转子调制磁场→两从动线圈感应电压

-控制器比较+S/-S信号→精确计算角度、转速、方向

（3）检测方法（10分钟）

-标准阻值：

•正弦：16Ω±1Ω

•余弦：16Ω±1Ω

•励磁：8Ω±1Ω

-使用万用表测量线束连接器对应端子观察旋变器实物/模型

小组讨论：为什么需要两个信号（正弦+余弦）？

模拟万用表测量步骤40分钟揭示“角度→电信号”转换本质；

掌握基础检测技能4.冷却系统与混动特色

（拓展对比）（1）冷却必要性（10分钟）

-电机/控制器工作发热

-高温导致永磁体退磁→永久损坏

-必须有效散热

（2）冷却方式（10分钟）

-风冷：靠自然风/散热片（简单，散热弱）

-水冷：主流方案（高效，可集成加热）

（3）丰田混动电机特色（10分钟）

结合图4-1-12至4-1-16：

-结构：MG1（发电机）+MG2（驱动电机）+行星齿轮

-冷却：利用ATF自动变速器油冷却绕组

-绝缘：650V高压下加强相间绝缘对比比亚迪（水冷）与丰田（ATF油冷）差异

分析“V型”永磁体如何提升扭矩30分钟拓宽技术视野；

理解不同技术路线5.安全规范与小结

（职业底线）强调：

-旋变器为高精度部件，拆装需专用工具，严禁敲击或拉扯线束；

-检修前必须断开高压电源并等待电容放电；

-冷却液更换需使用指定型号（如SAE80W-90）。

课堂总结：

-驱动电机=高效动力源

-旋变器=电机“眼睛”，提供精确位置

-冷却系统=电机“生命线”，防退磁

-检修原则：轻拿轻放，规范检测

作业布置：

1.绘制旋变器工作原理简图，标注信号流向；

2.列出比亚迪e5动力总成5项关键技术参数及其意义。复述旋变器保护要点

整理电机-旋变-冷却系统知识链20分钟强化精密元件保护意识；

固化核心知识六、板书设计（简要）任务1：驱动电机结构、原理与检修一、电机类型与参数（比亚迪e5）•类型：三相永磁同步电机（PMSM）•最大功率：160kW（4929–12000rpm）•最大扭矩：310N·m（0–4929rpm）•最高转速：12000rpm•减速比：9.342二、旋转变压器（旋变器）✓作用：检测转子角度、转速、方向✓结构：励磁(C)+正弦(+S)+余弦(-S)+金属转子✓原理：磁场调制→电压信号→控制器解算✓检测：正/余弦16Ω±1Ω，励磁8Ω±1Ω三、冷却系统•必要性：防永磁体高温退磁！•方式：风冷（简单）/水冷（主流）•丰田特色：ATF油冷却绕组⚠️安全规范：旋变器严禁敲击！检修先断高压！七、教学反思（课后填写）（此处由教师课后填写，例如：学生对旋变器双信号原理理解较抽象，下次可引入正余弦波形叠加动画；万用表实测环节参与度高，但需强调“断电测量”前提；丰田ATF冷却系统引发兴趣，可延伸介绍其THS混动协同优势。）《驱动电机控制器（MCU/PEU）结构、原理与检修基础》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务2：驱动电机控制器结构、原理与检修基础授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车检测与维修专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+IGBT模块/控制器实物观察+高压安全演练+小组案例分析二、教学目标（一）知识目标能描述驱动电机控制器（MCU）的核心功能（逆变、控制、通信、能量回收）；能区分两种主流类型：独立MCU（如北汽EV200）与集成式PEU/PCU（如荣威、帝豪）；能说明IGBT模块在直流-交流转换及能量回收中的核心作用；能列举控制器故障的常见原因（过温、传感器失效、线路故障）及保护逻辑。（二）能力目标能识别不同车型（北汽、荣威、比亚迪）控制器的安装位置与集成形态；能理解PWM信号如何控制IGBT通断以调节电机输出；能在指导下执行高压电流检测的安全准备流程；能通过故障指示灯和诊断信息初步判断控制器相关故障。（三）素养目标牢固树立“高压危险、严禁带电操作”的安全红线意识；培养系统集成思维：理解“四合一”电控总成的设计优势；强化规范操作习惯：掌握控制器更换前的必要断电与泄放步骤。三、教学重难点教学重点：驱动电机控制器的四大核心功能（逆变、控制、通信、回收）；IGBT模块作为“电力开关”的工作原理（DC→AC/AC→DC）；MCUvsPEU/PCU的结构差异与集成趋势（如比亚迪“四合一”）；控制器故障的典型表现（故障灯亮、车辆无法行驶）。教学难点：理解PWM（脉宽调制）信号如何精确控制IGBT导通时间以调节输出电压；掌握高压系统检修前的安全隔离与电容泄放流程；区分控制器本体故障与外围传感器/线路故障的诊断思路。四、教学准备教师准备：PPT课件（含MCU功能框图、IGBT结构图4-2-2、北汽EV200MCU图4-2-1、比亚迪“四合一”图4-2-12）；视频素材：IGBT工作原理动画、控制器拆装安全警示片；教具：

•IGBT功率模块（或高仿真模型）；

•驱动电机控制器外壳（展示水冷通道）；

•高压验电笔、绝缘手套、放电工装；

•万用表（用于低压信号测量演示）；学习任务单（含功能匹配、故障情景判断、安全流程排序）；安全警示标语：“警告：控制器内含高压直流母线，必须完全断电并泄放后方可操作！”学生准备：复习上节课驱动电机与旋变器知识；预习本任务文档中关于MCU功能、IGBT及故障检测的内容。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（故障切入）展示任务场景：“吉利帝豪纯电动车驱动电机故障灯点亮，车辆无法行驶。主管让你检测，可能哪里出问题？”

引出控制器角色：“它是电机的‘大脑’和‘电源开关’，一旦它罢工，车就动不了！”思考：控制器会因什么而故障？过热？进水？10分钟从真实工作任务出发，明确学习目标2.控制器功能与类型

（整体认知）（1）核心功能（15分钟）

-逆变：将电池DC→三相AC驱动电机

-控制：接收VCU指令，调节转速/扭矩/方向

-通信：向VCU反馈状态（温度、电流、故障）

-能量回收：将制动AC→DC回充电池

（2）类型与集成趋势（25分钟）

①独立MCU：仅控制电机（如北汽EV200，图4-2-1）

②集成PEU/PCU：MCU+DC-DC+其他（如荣威、帝豪）

③“四合一”高压电控（比亚迪e5，图4-2-12）：

驱动电机控制器+DC-DC+车载充电机+BDU

强调：集成化=降成本、省空间、提效率听讲、记录功能要点

完成“车型-控制器类型”匹配练习

讨论集成化的优势与挑战40分钟构建“功能-结构”认知框架；

了解行业技术发展趋势3.IGBT与控制原理

（核心突破）（1）IGBT作用（15分钟）

-核心电力电子器件

-双向转换：DC↔AC

-承担高低压转换

（2）工作原理（20分钟）

结合图4-2-2/3：

-动力电池DC输入IGBT模块

-VCU发送PWM信号至IGBT驱动电路

-IGBT按PWM规律高速开关（数千Hz）

-输出等效可调三相AC给电机

类比：像“高速水龙头”，通过开关频率控制“水流”（电压）大小

（3）能量回收路径

电机发电（AC）→IGBT整流→DC→电池观察IGBT模块结构

小组讨论：为什么需要高频开关？

绘制DC→AC能量流向简图35分钟揭示“电能转换”本质；

将抽象PWM概念形象化4.故障检测与安全规范

（重中之重）（1）常见故障原因（10分钟）

-温度过高（冷却不良）

-旋变/温度传感器失效

-高压/低压线路故障（虚接、短路）

-IGBT击穿

（2）检修方法（15分钟）

-优先使用诊断仪读取故障码

-目视检查：冷却液、线束、插头

-严禁非专业人员打开控制器外壳！

（3）高压安全操作（20分钟）

演示标准流程：

1.关闭点火开关

2.断开12V低压蓄电池负极

3.拔出高压维修开关（服务插销）

4.等待5–10分钟（电容泄放）

5.使用验电笔确认无高压

6.方可进行外围检测或更换观看安全操作视频

模拟“断电-验电”手势流程

填写《高压作业安全确认单》45分钟将“禁止”转化为“如何安全做”；

固化职业安全行为5.案例分析与总结

（整合应用）布置小组任务：

“分析‘车辆无法行驶+电机故障灯亮’的三种可能原因，并说明初步排查步骤。”

提示方向：控制器供电、旋变信号、过温保护。

课堂总结：

-MCU=电机的“大脑+电源”

-IGBT=电能转换的“高速开关”

-集成化是主流趋势（四合一）

-安全第一：断电、泄放、验电！

作业布置：

1.绘制驱动电机控制器能量流向图（驱动+回收）；

2.列出控制器更换前必须完成的5项安全准备工作。小组讨论并汇报排查思路

整理控制器核心知识点脑图20分钟培养故障诊断逻辑；

强化安全底线思维六、板书设计（简要）任务2：驱动电机控制器结构、原理与检修一、核心功能✓逆变：DC（电池）→AC（电机）✓控制：调速/调向/调扭矩✓通信：与VCU数据交互✓回收：AC（电机）→DC（电池）二、类型与集成•独立MCU：北汽EV200•集成PEU：荣威/帝豪（MCU+DC-DC）•“四合一”：比亚迪e5（MCU+DC-DC+OBC+BDU）三、IGBT工作原理•输入：动力电池高压DC•控制：VCU→PWM信号→IGBT开关•输出：可调三相AC•回收：反向整流⚠️安全红线：高压危险！检修前必须：断电→泄放→验电！严禁非专业人员拆解控制器！七、教学反思（课后填写）（此处由教师课后填写，例如：学生对PWM控制理解较抽象，下次可增加示波器波形演示；安全流程演练效果显著，多数学生能复述关键步骤；“四合一”集成设计激发对国产技术的兴趣，可延伸介绍华为DriveONE等新平台。）《充电系统结构、原理与检修基础》教案（4学时版）一、课程基本信息项目内容课程名称《纯电动汽车、混合动力汽车结构原理与检修》授课任务任务1：充电系统结构、原理与检修基础授课对象中职/高职新能源汽车技术、汽车检测与维修专业学生课时安排4学时（180分钟）教学形式理论讲授+多媒体演示+充电接口/电路图分析+安全规范演练+小组故障排查二、教学目标（一）知识目标能描述交流慢充与直流快充系统的组成部件及能量流向；能说明车载充电器（OBC）、BMS、VCU在充电过程中的协同控制逻辑；能列举动力电池成功启动充电必须同时满足的四大类条件；能理解CP（控制导引）与CC（连接确认）信号在充电安全中的作用。（二）能力目标能识别车辆充电口内各端子功能（L/N/PE、CC/CP、DC+/DC-等）；能根据故障现象（如无法充电、充电中断）初步判断故障模块（OBC、BMS、充电桩）；能在模拟环境中执行充电系统检修前的安全断电与隔离流程；能解读充电系统电路图中的关键控制回路（如继电器控制、唤醒信号）。（三）素养目标牢固树立“充电即高压作业”的安全意识，杜绝带电操作；培养系统思维：理解多控制器（VCU/BMS/OBC）协同工作的复杂性；强化规范意识：掌握充电故障诊断必须遵循的逻辑顺序。三、教学重难点教学重点：交流慢充与直流快充的能量路径与核心部件差异；动力电池充电的四大必备条件（通讯、无故障、唤醒、协同）；BMS作为充电“总指挥”的核心地位。教学难点：理解CP/CC信号如何实现物理连接确认与最大电流协商；掌握VCU、BMS、OBC三者之间的信息交互与控制权限；区分故障根源是车辆端（如OBC损坏）还是充电桩端（如通信超时）。四、教学准备教师准备：PPT课件（含慢充/快充系统框图、充电口端子定义图、控制逻辑流程图）；视频素材：正确充电操作、CP/CC信号工作原理动画、安全事故警示片；教具：

•国标GB/T交流/直流充电枪与插座（可拆解）；

•充电系统电路图（标注OBC、BMS、VCU交互点）；

•高压验电笔、绝缘手套、安全隔离带；学习任务单（含路径匹配、条件判断、故障情景分析）；安全警示卡：“警告：充电系统检修前必须确认高压已完全断开并泄放！”学生准备：复习CAN通信、继电器控制等电控基础知识；预习本任务文档中的充电系统组成与控制逻辑。五、教学过程设计（总时长：180分钟）教学环节教师活动学生活动时间设计意图1.情境导入

（问题驱动）展示客户报修：“插上充电枪，桩显示‘连接失败’，车也没反应。哪里出问题了？”

提问：充电看似简单，背后需要多少个‘大脑’协同工作？思考：是枪没插好？车坏了？还是桩有问题？10分钟从典型故障切入，揭示系统复杂性2.充电系统组成与模式

（整体认知）（1）两大充电模式（25分钟）

①交流慢充：

-路径：电网→桩→OBC（AC→DC）→BDU→电池

-核心部件：车载充电器（OBC）

②直流快充：

-路径：电网→桩（AC→DC）→BDU→电池

-核心部件：充电桩内部整流模块

对比：OBC是否参与？功率大小？适用场景？

（2）关键部件角色（15分钟）

-BMS：总指挥，决定能否充、充多快

-VCU：协调者，发送车辆状态

-OBC：慢充专属“翻译官”听讲、绘制两种充电能量流向图

完成“部件-功能”匹配练习40分钟构建清晰系统架构；

突出OBC在慢充中的独特作用3.充电控制逻辑深度解析

（核心突破）（1）四大必备条件（20分钟）

结合文档详细讲解：

1.通讯正常：桩↔OBC（慢充）或桩↔BMS（快充）

2.无严重故障：OBC/BMS/VCU自检OK

3.唤醒正常：12V系统激活各控制器

4.协同正常：VCU允许充电，BMS发出指令

强调：任一不满足→充电失败

（2）CP/CC信号作用（10分钟）

-CC：确认充电枪物理连接

-CP：协商最大充电电流、监测接地状态

类比：CC是“握手”，CP是“谈条件”小组讨论：为什么“唤醒信号”如此重要？

分析“桩有电但车不认”的可能原因30分钟揭示“看不见”的控制协议；

培养系统性排故思维4.安全规范与检修前提

（职业底线）重点强调：

-充电系统涉及300V+高压，检修即高压作业！

标准安全流程（20分钟）：

1.断开充电枪

2.关闭点火开关

3.断开12V蓄电池负极

4.拔出高压维修开关

5.等待5–10分钟（电容泄放）

6.使用验电笔确认无高压

7.设置安全隔离区

演示：如何安全接近OBC或充电口线束观看安全操作视频

模拟“断电-验电”全流程（手势+口述）

填写《高压作业安全确认单》30分钟将安全要求转化为可执行动作；

固化职业行为规范5.故障案例研讨与总结

（整合应用）布置小组任务：

“分析‘插枪后仪表无反应，桩显示连接成功’的故障原因。”

提示方向：CC信号线路、VCU唤醒、12V供电。

课堂总结：

-慢充靠OBC，快充靠桩

-BMS是充电“总指挥”

-四大条件缺一不可

-安全第一：断电、泄放、验电！

作业布置：

1.绘制交流慢充系统控制框图，标注信号流向；

2.列出5条导致车辆无法启动充电的常见原因。小组讨论并汇报诊断思路

整理充电系统核心知识点脑图30分钟提升综合故障分析能力；

强化安全与规范意识六、板书设计（简要）任务1：充电系统结构、原理与检修一、两大充电模式✓交流慢充：路径：电网→桩