AI +汽车技术应用-典型应用场景案例 教案 任务15 永磁同步电机无法启动可靠性分析

《AI-汽车技术应用》课程单元教学设计模块名称情景四：AI+汽车检测与诊断案例单元名称任务15：永磁同步电机无法启动可靠性分析教学目标【素质目标】培养高压电驱动系统故障诊断的安全意识与规范意识增强对新能源汽车核心部件可靠性的重视形成从系统到部件的层级化分析思维【知识目标】掌握永磁同步电机的基本组成、工作原理与控制逻辑理解高压电气系统故障树分析的独特性与安全要求熟悉驱动电机无法启动的典型故障模式与根本原因【技能目标】能够针对永磁同步电机无法启动故障构建多层故障树能够结合高压安全规范进行故障树分析（电源、控制、驱动、机械）能够利用定量分析结果评估系统可靠性并提出改进建议重点难点重点：永磁同步电机工作原理；高压系统故障树的安全边界设定难点：区分软件控制故障与硬件本体故障；多层级（系统-子系统-部件）故障关联分析学情分析已学习电动汽车动力系统基础知识（任务5），了解电机作用具备前两个任务的FTA经验，但高压系统分析涉及更多安全因素对驱动电机故障感兴趣，但对高压安全操作规程了解不深教学环境多媒体教室（可上网）；可用DeepSeek或类似AI平台；分组桌椅（4-5人/组）。学习成果完成永磁同步电机无法启动故障的故障树构建与定量分析提交包含故障树图、关键因素排序、可靠性曲线（MTBF）的分析报告能够制定符合高压安全规范的故障诊断与初步排查方案评价方法过程评价（60%）：课堂参与度、仿真操作规范性、小组讨论贡献；成果评价（40%）：仿真报告完整性、数据分析准确性、表达清晰度。课后作业教学反思教学过程设计教学环节教学内容教师活动学生活动时间分配（min）导入与高压安全警示高压电驱动系统安全重要性播放高压安全事故案例，强调“安全第一”原则，引入故障分析前提观看案例，学习高压安全规范，记录安全操作要点5min理论精讲Ⅰ永磁同步电机原理与控制系统讲解电机定子、转子结构，工作原理（旋转磁场同步）及控制器作用听讲、绘制电机控制原理图，理解转矩输出为0的多种可能原因10min理论精讲Ⅱ高压系统FTA特点与分析框架讲解高压系统故障树的特殊边界（绝缘、接触器、BMS等），介绍四层分析框架记录高压分析要点，理解电源、控制、驱动、机械本体的层级关系10minAI工具演示高压系统故障树生成与安全参数设置演示如何将高压安全参数（如绝缘电阻>500Ω/km）融入提示词生成故障树观看演示，学习如何在FTA中体现安全条件和故障码信息10min分组实操Ⅰ场景故障树构建与定性分析分发“电机控制器初始化失败”场景描述，指导构建包含四层分支的故障树小组协作，生成故障树，识别高压系统特有的最小割集15min分组实操Ⅱ定量分析与可靠性评估引导学生输入底事件故障率，计算顶事件概率、概率重要度及MTBF小组完成定量分析，生成顶事件概率曲线和概率密度曲线，评估可靠性15min分组实操Ⅲ安全诊断流程设计指导学生基于故障树和高压安全规范，设计从故障码读取到维修介入的安全流程小组制定包含断电、绝缘检测、故障隔离等步骤的诊断流程10min成果展示与互评高压电驱系统诊断方案评审组织各小组展示完整的故障树、可靠性分析结果及安全诊断流程小组代表汇报，重点阐述安全考量，接受评审与互评10min总结与作业布置可靠性