冷却风扇控制电路及排故要领教学设计中职专业课-汽车空调构造与维修-新能源汽车运用与维修-交通运输大类

冷却风扇控制电路及排故要领教学设计中职专业课-汽车空调构造与维修-新能源汽车运用与维修-交通运输大类授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间设计思路一、设计思路以新能源汽车冷却风扇控制电路为核心，结合课本中风扇控制原理与常见故障类型，采用“理实一体化”教学模式，通过电路图分析、实车故障设置，引导学生掌握传感器信号检测、ECU指令分析及执行器检修方法，以任务驱动提升排故逻辑能力，强化规范操作意识，贴合中职生技能培养需求。核心素养目标二、核心素养目标聚焦新能源汽车冷却风扇控制电路检修，培养学生电路分析、信号检测与故障诊断的核心能力；强化规范操作、安全防护的职业素养；提升逻辑推理与问题解决的创新思维，贴合课本中风扇控制原理、传感器应用及排故流程，塑造严谨细致的工匠精神，为新能源汽车维修岗位奠定基础。学习者分析三、学习者分析1.学生已掌握汽车电工电子基础、汽车空调构造及简单电路检测知识，熟悉传感器与执行器基本原理，对课本中空调系统组成与制冷剂循环有初步认知。2.学生动手操作兴趣浓厚，偏好直观教学，擅长小组协作，但理论基础薄弱，抽象思维与系统逻辑分析能力不足，对实车故障案例参与度高。3.可能面临控制电路多信号协同（如水温、空调压力传感器信号与ECU交互）理解困难，故障诊断时逻辑定位不清晰，实车操作中规范使用诊断仪及安全防护意识有待加强。教学资源四、教学资源1.软硬件资源：新能源汽车整车、冷却风扇控制电路实训台、冷却风扇总成、数字万用表、汽车专用示波器、诊断仪（如X431）、电路检测工具套装、安全防护装备。2.课程平台：智慧职教平台、蓝墨云班课。3.信息化资源：冷却风扇控制电路工作原理动画微课、常见故障案例视频库、PPT课件（含电路图分析步骤）、交互式电路仿真软件。4.教学手段：任务驱动法、理实一体化教学、小组合作探究、教师现场演示、故障实车设置。教学过程（一）情境导入，激发兴趣（5分钟）

同学们，夏天开车时你们有没有遇到过这种情况：空调开到最冷，出风口吹的是热风，发动机舱还传来异响？昨天我修了一辆新能源车，车主反映空调制冷时风扇不转，导致水温过高报警。今天我们就来当“汽车医生”，一起探究冷却风扇控制电路的奥秘，学会快速诊断这类故障。请大家拿出课本翻到第XX页，这是冷却风扇系统的结构图，我们先回顾一下相关知识。

（二）温故知新，夯实基础（15分钟）

同学们，之前我们学过汽车空调的基本组成，谁能说说冷却风扇在空调系统中的作用？（学生回答：散热、降低水温、保护发动机）没错！课本第XX页明确指出，冷却风扇是空调系统的重要执行元件，其控制电路直接关系到发动机和空调的性能。现在请大家看这个电路图（PPT展示课本中的冷却风扇控制电路原理图），谁能说说电路中包含哪些主要部件？（学生回答：传感器、ECU、继电器、风扇电机）很好！我们重点复习三个关键点：一是水温传感器的作用，它向ECU提供发动机温度信号；二是继电器的控制逻辑，ECU通过控制继电器线圈的通断来控制风扇电机；三是风扇电机的供电电路，通常由蓄电池直接供电，通过继电器控制接地回路。接下来请大家用3分钟时间，在小组内讨论：如果水温传感器损坏，风扇会出现什么故障现象？（小组讨论后回答：风扇不转或一直转）完全正确！这说明传感器信号异常会直接影响风扇的控制逻辑。

（三）新课讲授，突破重难点（30分钟）

同学们，现在我们进入核心内容——冷却风扇控制电路的工作原理。请大家看课本图3-12（新能源汽车冷却风扇控制电路图），这个电路分为三部分：电源电路、控制电路和执行电路。首先看电源电路，蓄电池正极经过主熔丝FUS1、继电器30号端子，为风扇电机提供12V电源，这和我们之前学的传统燃油车电路有何不同？（学生回答：新能源汽车可能由高压电转换而来）没错！课本第XX页提到，新能源汽车的冷却风扇电机通常由低压电源供电，但控制逻辑与高压系统相关联。接下来是控制电路，ECU的15号端子接收水温传感器信号，当温度高于90℃时，ECU的87号端子输出高电平，控制继电器线圈通电，继电器触点闭合，风扇电机开始工作。这里有个重点：ECU如何判断传感器信号是否正常？（学生回答：通过检测电压变化）完全正确！课本第XX页的传感器特性表显示，水温传感器在不同温度下的输出电压为0.5-4.5V，如果电压始终为5V或0V，说明传感器短路或断路。

现在我们分析最常见的故障类型：一是风扇不转，可能的原因有水温传感器故障、继电器损坏、线路断路；二是风扇一直转，可能是ECU故障或继电器触点粘连。课本第XX页的故障案例中，一辆比亚迪秦EV的风扇不转，最终检测是水温传感器信号线与电源线短路导致ECU误判。针对这类故障，我们的排故流程是什么？（学生回答：先读取故障码，再检测传感器信号，然后检查继电器和线路）非常好！请大家记住这个口诀：“先码后路，先简后繁，先外后内”。

（四）实践操作，提升技能（60分钟）

同学们，现在我们分组进行实车故障诊断。每组配备一辆新能源汽车实训台架、诊断仪、示波器、万用表和电路检测工具。首先，老师设置一个故障：水温传感器信号线断路。请大家按照以下步骤操作：

第一步：连接诊断仪，读取故障码。你们会看到“P0115-水温传感器电路故障”的提示，这说明ECU检测到传感器信号异常。

第二步：断开传感器插头，用万用表测量信号线与ECU之间的电阻。正常值应小于1Ω，如果显示无穷大，说明线路断路。

第三步：用示波器测量传感器信号电压，正常情况下点火开关ON时，电压应为5V参考电压，如果电压为0V，说明参考电压线路故障。

第四步：修复线路后，清除故障码，启动发动机，观察风扇是否在温度达到90℃时自动运转。

在操作过程中，老师要巡回指导，强调安全规范：一是断电操作，拆插头前先断开蓄电池负极；二是使用绝缘工具，防止短路；三是检测线路时，先检查外观是否破损、烧蚀。现在开始操作，每组完成一个故障后，举手示意老师检查，设置第二个故障：继电器控制线路断路。

（五）总结评价，深化认知（15分钟）

同学们，时间到！现在每组派一名代表展示排故过程，说明故障现象、检测步骤和排除方法。第一组同学检测到水温传感器信号线断路，用万用表测得电阻为无穷大，修复后风扇正常工作，操作规范，逻辑清晰，值得表扬！第二组同学在检测继电器时，发现控制线电压为0V，进一步检查发现ECU输出端子虚焊，修复后故障排除，但操作中忘记断开蓄电池负极，下次要注意安全。

（六）作业布置，巩固提升（5分钟）

同学们，今天的作业有两项：一是完成课本第XX页的“思考与练习”，分析“风扇高速挡不转”的故障原因；二是分组收集一个实车冷却风扇故障案例，下周进行汇报。下课！学生学习效果典型例题讲解七、典型例题讲解

1.**例题**：根据课本图3-12分析，当水温传感器信号线断路时，冷却风扇的工作状态及原因。

**答案**：风扇不转。水温传感器信号断路导致ECU无法接收到温度信号，ECU默认为低温状态，不触发继电器动作，风扇电机无供电。

2.**例题**：检测冷却风扇继电器时，用万用表测得30号端子与87号端子电阻为无穷大，故障点可能在哪里？

**答案**：继电器触点烧蚀或内部机械结构卡滞。正常情况下30与87端子应导通（电阻<0.5Ω），无穷大说明触点无法闭合。

3.**例题**：诊断仪读取故障码P0117（水温传感器低电压），结合课本传感器特性表，分析可能原因。

**答案**：水温传感器信号线与电源线短路；传感器内部短路导致输出电压低于0.5V（对应温度范围外的异常值）。

4.**例题**：冷却风扇高速挡不转，但低速挡正常，请按排故流程说明检测步骤。

**答案**：①检查高速挡继电器供电线（FUS2熔丝）；②测量继电器控制端子电压（ECU输出应为12V）；③检测风扇电机高速挡绕组电阻（正常值约0.5Ω）。

5.**例题**：实车测量水温传感器信号电压，点火开关ON时为0V，点火开关OFF时为4.5V，判断故障点。

**答案**：传感器参考电压线（5V）断路。正常点火开关ON时应有0.5-4.5V电压变化，OFF时电压应为0V，此处异常说明供电线路故障。板书设计八、板书设计

①冷却风扇控制电路核心组成

-水温传感器（信号输入）

-ECU（控制核心）

-继电器（执行开关）

-风扇电机（执行元件）

-电源电路（蓄电池供电）

-控制电路（ECU指令传递）

②电路工作原理关键逻辑

-信号流向：水温传感器→ECU→继电器线圈→继电器触点→风扇电机

-温度阈值：水温≥90℃时ECU输出高电平

-继电器动作：线圈通电→触点闭合→风扇电机接地回路接通

-电源路径：蓄电池正极→熔丝→继电器30端子→87端子→风扇电机

③故障诊断核心步骤与要点

-诊断口诀：先码后路，先简后繁，先外后内

-检测要点：

①传感器信号电压（0.5-4.5V正常范围）

②继电器控制端子电压（ECU输出12V）

③线路通断（电阻<1Ω）

④风扇电机绕组电阻（高速挡约0.5Ω）

-常见故障关联：

风扇不转→传感器断路/继电器故障/线路断路

风扇常转→ECU故障/继电器粘连/信号线短路教学评价与反馈1.课堂表现：学生能准确复述课本中冷却风扇控制电路的组成部件，回答水温传感器信号异常对风扇状态的影响时，多数能结合课本第XX页传感器特性表分析，但部分学生对ECU输出逻辑描述不够精准。

2.小组讨论成果展示：各小组对“风扇不转”故障的讨论均按课本“先码后路”流程展开，能列举传感器断路、继电器损坏等课本明确原因，但少数组未提及参考电压线检测（课本第XX页重点）。

3.随堂测试：85%学生正确完成电路图端子标注（课本图3-12），90%能答出P0117故障码对应传感器短路，但30%学生未掌握继电器30/87端子导通条件（课本第XX页技术参数）。

4.实践操作完成情况：学生能按课本步骤使用诊断仪读取故障码，但部分组未断开蓄电池负极即操作（课本安全规范要求），修复后未验证风扇转速与温度阈值对应关系（课本第XX页工作条件）。

5.教师评价与反馈：整体达成电路分析目标，需强化ECU指令逻辑与课本控制流程的对应，重点规范安全操作步骤，后续增加实车故障案例对比分析（课本第XX页案例库）。反思改进措施（一）教学特色创新

1.紧扣新能源汽车教材特色，将课本中冷却风扇的高压安全规范融入实操，强调“断电验电”步骤，贴合行业岗位需求。

2.采用“故障树”诊断法，