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課題整車控制系統(tǒng)功能測(cè)試（四）課時(shí)2課時(shí)（90min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：（1）了解制動(dòng)能量回收的意義（2）掌握制動(dòng)能量回收的控制策略（3）理解制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的工作原理（4）熟悉制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)的融合技術(shù)（5）掌握制動(dòng)能量回收功能測(cè)試的方法技能目標(biāo)：能夠完成制動(dòng)能量回收功能測(cè)試素質(zhì)目標(biāo)：（1）關(guān)注行業(yè)資訊，提高工作熱情和職業(yè)素養(yǎng)（2）學(xué)習(xí)楷模事跡，培養(yǎng)勤奮進(jìn)取和不斷學(xué)習(xí)的精神教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：制動(dòng)能量回收的控制策略教學(xué)難點(diǎn)：完成制動(dòng)能量回收功能測(cè)試教學(xué)方法任務(wù)引入法、問答法、討論法、實(shí)踐操作法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)設(shè)計(jì)第1節(jié)課：傳授新知（28min）課堂討論（10min）第2節(jié)課：實(shí)踐操作（35min）拓展閱讀（5min）

課堂小結(jié)（3min）作業(yè)布置（2min）教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)意圖第一節(jié)課課前任務(wù)【教師】布置課前任務(wù)，和學(xué)生負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系，組織學(xué)生下載“任務(wù)工單——制動(dòng)能量回收功能測(cè)試”，并根據(jù)任務(wù)工單進(jìn)行組內(nèi)分工，同時(shí)提醒同學(xué)通過文旌課堂APP或其他學(xué)習(xí)軟件，收集制動(dòng)能量回收功能的相關(guān)資料，并進(jìn)行了解【學(xué)生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材通過課前的預(yù)熱，讓學(xué)生了解所學(xué)課程的大概內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望考勤（2min）【教師】使用文旌課堂APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌握學(xué)生的出勤情況任務(wù)引入（5min）【教師】講述“制動(dòng)能量回收系統(tǒng)”的案例，然后提出以下問題：（1）在汽車行業(yè)中，怎樣做到“環(huán)?！?？（2）汽車制動(dòng)能量回收系統(tǒng)回收的是哪些能量？【學(xué)生】聆聽、思考、舉手回答通過與本任務(wù)相關(guān)的案例引出任務(wù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生帶著相關(guān)背景去探索新知識(shí)傳授新知（28min）【教師】通過大家的發(fā)言，引入新知，講解制動(dòng)能量回收的意義、控制策略、工作原理、制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)的融合技術(shù)及制動(dòng)能量回收功能測(cè)試等內(nèi)容2.4.1制動(dòng)能量回收的意義傳統(tǒng)燃油汽車易造成能量的浪費(fèi)，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)燃油汽車在制動(dòng)或慣性滑行時(shí)會(huì)釋放多余的能量，該能量一般會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)到環(huán)境中，直接損失掉了。而新能源汽車則普遍采用了制動(dòng)能量回收技術(shù)，將因慣性產(chǎn)生的動(dòng)能回收利用起來，不僅提高了能源的利用效率，還減少了新能源汽車?yán)m(xù)駛里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)、動(dòng)力電池更換率高等問題?！窘處煛刻岢鰡栴}大家是否注意過這種現(xiàn)象，當(dāng)傳統(tǒng)燃油汽車停在身旁時(shí)總會(huì)帶來一陣熱風(fēng)。請(qǐng)回憶一下，新能源汽車停在身旁時(shí)是否有這種現(xiàn)象？你更喜歡傳統(tǒng)燃油汽車還是新能源汽車？為什么？【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答新能源汽車的制動(dòng)能量回收（也稱再生制動(dòng)）是靠驅(qū)動(dòng)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)車輛制動(dòng)或慣性滑行時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，可將車輛制動(dòng)或慣性滑行時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能充入動(dòng)力電池，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的再生利用，提高能源的利用效率。2.4.2制動(dòng)能量回收的控制策略1．制動(dòng)能量回收的控制過程制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的控制過程如圖所示。（1）在車輛制動(dòng)或慣性滑行過程中，制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的制動(dòng)控制單元通過檢測(cè)到的ABS信號(hào)和制動(dòng)踏板信號(hào)識(shí)別出駕駛員的制動(dòng)或減速意圖及所期望的制動(dòng)或減速?gòu)?qiáng)度。（2）制動(dòng)控制單元結(jié)合動(dòng)力電池荷電狀態(tài)（SOC）等，判斷是否啟用制動(dòng)能量回收。（3）結(jié)合當(dāng)前的驅(qū)動(dòng)電機(jī)信息計(jì)算出最大回收電流。（4）計(jì)算出再生制動(dòng)力矩，進(jìn)行制動(dòng)能量回收。同時(shí)，隨著各信號(hào)的變化，逐漸修正制動(dòng)力矩。（5）將修正的制動(dòng)力矩反饋給防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）。（6）重復(fù)步驟（1）至步驟（5）。2．典型新能源汽車制動(dòng)能量回收的控制策略下面分別介紹比亞迪e5新能源汽車和吉利帝豪EV450新能源汽車制動(dòng)能量回收的控制策略。1）比亞迪e5新能源汽車制動(dòng)能量回收的控制策略比亞迪e5新能源汽車制動(dòng)能量回收的控制策略如圖所示。電機(jī)控制器根據(jù)加速踏板位置信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)判斷車輛是否處于慣性滑行或制動(dòng)狀態(tài)，并進(jìn)行能量回收控制。當(dāng)電機(jī)控制器確定車輛處于慣性滑行或制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電機(jī)控制器將控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)由驅(qū)動(dòng)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)電工作狀態(tài)，同時(shí)電機(jī)控制器將能量回收控制信號(hào)通過CAN-H總線和CAN-L總線傳輸給電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的動(dòng)力電池狀態(tài)參數(shù)，適時(shí)地控制高壓配電箱內(nèi)的接觸器閉合，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)電產(chǎn)生的能量及時(shí)儲(chǔ)存在動(dòng)力電池中，完成能量回收。在制動(dòng)能量回收控制過程中，電機(jī)控制器負(fù)責(zé)收集和分析能量回收信號(hào)，并向電池管理系統(tǒng)發(fā)送能量回收控制信號(hào)。2）吉利帝豪EV450新能源汽車制動(dòng)能量回收的控制策略吉利帝豪EV450新能源汽車制動(dòng)能量回收的控制策略如圖2-45所示。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)被默認(rèn)為自動(dòng)開啟狀態(tài)，在滿足整車穩(wěn)定的前提下，當(dāng)駕駛員決定減速而踩制動(dòng)踏板時(shí)，整車控制器根據(jù)當(dāng)前動(dòng)力電池狀態(tài)和制動(dòng)踏板信號(hào)，計(jì)算能量回收轉(zhuǎn)矩并發(fā)送指令給電機(jī)控制器，電機(jī)控制器將控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)制動(dòng)力矩的輸出，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)由驅(qū)動(dòng)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)為發(fā)電工作狀態(tài)。同時(shí)，整車控制器控制車載充電機(jī)工作，并將能量回收控制信號(hào)傳輸給電池管理系統(tǒng)。電池管理系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的動(dòng)力電池狀態(tài)參數(shù)，控制動(dòng)力電池內(nèi)部的正極接觸器和負(fù)極接觸器閉合，使驅(qū)動(dòng)電機(jī)在慣性滑行或制動(dòng)狀態(tài)下發(fā)電產(chǎn)生的能量及時(shí)回收儲(chǔ)存在動(dòng)力電池中，完成制動(dòng)能量回收。2.4.3制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的工作原理車輛在慣性滑行或制動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能將經(jīng)過傳動(dòng)裝置傳遞給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)在制動(dòng)控制單元的作用下以發(fā)電模式工作，并將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽o儲(chǔ)能裝置充電，達(dá)到制動(dòng)能量回收的目的。制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。當(dāng)車輛正常行駛時(shí)，T1導(dǎo)通、T2截止，電流方向?yàn)锳→B→C→D→E→A。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，車輛處于制動(dòng)狀態(tài)，T1、T2都截止，車輛開始進(jìn)行制動(dòng)能量回收。制動(dòng)能量回收的工作過程包括續(xù)流階段、電流反向階段、能量回收階段。1．續(xù)流階段當(dāng)T1、T2都截止時(shí)為續(xù)流階段。該階段驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩端的電源被切斷，電感L將向外釋放存儲(chǔ)的電能，電流流向節(jié)點(diǎn)D，并通過VD2續(xù)流，電流流經(jīng)方向?yàn)镈→F→G→C→D，即回路1，此過程驅(qū)動(dòng)電機(jī)消耗電感L中的能量，當(dāng)電感L中的能量消耗到一定量時(shí)，T2導(dǎo)通。2．電流反向階段當(dāng)T2導(dǎo)通、T1截止時(shí)為電流反向階段。該階段驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，回路中的電流方向與正常行駛時(shí)的電流方向相反，電流流經(jīng)方向?yàn)镈→C→G→F→D，即回路2，此過程驅(qū)動(dòng)電機(jī)給電感L充能，當(dāng)電感L充能到一定量時(shí)，T2再次截止。3．能量回收階段當(dāng)T2再次截止時(shí)為能量回收階段。該階段驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)。但此時(shí)電感L與驅(qū)動(dòng)電機(jī)形成串聯(lián)電源，其電壓大于動(dòng)力電池電壓，使二極管VD1導(dǎo)通，并使反向電流經(jīng)VD1續(xù)流，形成回路3，電流流經(jīng)方向?yàn)锳→E→D→C→B→A，使產(chǎn)生的電能回收到動(dòng)力電池。此后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反復(fù)工作在電流反向階段和能量回收階段，直到完成新能源汽車制動(dòng)過程。【資料卡】拓展知識(shí)面【教師】講述制動(dòng)能量回收的儲(chǔ)能裝置制動(dòng)能量回收的儲(chǔ)能裝置主要有動(dòng)力電池、超級(jí)電容、飛輪等，其特性如下。（1）動(dòng)力電池是最常見的儲(chǔ)能裝置，其單位體積內(nèi)能存儲(chǔ)的能量多，但充電速度慢，成本較高。（2）超級(jí)電容的充放電速度快，但體積大，成本很高，使用壽命也很難保證，所以應(yīng)用較少。（3）飛輪是用物理的方法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能，需要長(zhǎng)時(shí)間處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，容易磨損，壽命較短。目前最佳的儲(chǔ)能裝置是將動(dòng)力電池與超級(jí)電容并聯(lián)使用，超級(jí)電容能延長(zhǎng)動(dòng)力電池的使用壽命，并改善制動(dòng)能量回收效果。?！緦W(xué)生】聆聽、思考2.4.4制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)的融合技術(shù)在新能源汽車中，制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)同時(shí)存在，為了保證制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)的性能，需要將二者合理地融合，以滿足制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)不同的制動(dòng)力要求。制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)的融合技術(shù)可以分為并聯(lián)式和串聯(lián)式兩大類。1．并聯(lián)式并聯(lián)式是根據(jù)整車制動(dòng)力需求和車輛行駛狀態(tài)，在機(jī)械制動(dòng)所需的制動(dòng)力（以下簡(jiǎn)稱“機(jī)械制動(dòng)力”）上按比例附加制動(dòng)能量回收所需的制動(dòng)力（以下簡(jiǎn)稱“回收制動(dòng)力”），使制動(dòng)踏板開度與所需制動(dòng)力形成一定比例，如圖所示。在并聯(lián)式下，機(jī)械制動(dòng)力和回收制動(dòng)力始終同時(shí)存在于車輛制動(dòng)過程中。2．串聯(lián)式串聯(lián)式是通過調(diào)節(jié)機(jī)械制動(dòng)力，使得回收制動(dòng)力和機(jī)械制動(dòng)力之和滿足制動(dòng)力需求，如圖2-48所示。在串聯(lián)式下，車輛首先使用回收制動(dòng)力進(jìn)行制動(dòng)，當(dāng)所需制動(dòng)力大于最大回收制動(dòng)力時(shí)，再在最大回收制動(dòng)力的基礎(chǔ)上加上機(jī)械制動(dòng)力共同進(jìn)行制動(dòng)。2.4.5制動(dòng)能量回收功能測(cè)試制動(dòng)能量回收功能測(cè)試是在制動(dòng)或慣性滑行時(shí)觀察組合儀表顯示情況。1．制動(dòng)時(shí)的能量回收測(cè)試啟動(dòng)車輛后，首先，將車輛加速至高速，松開加速踏板，踩下制動(dòng)踏板；然后，在不同制動(dòng)能量回收強(qiáng)度下，觀察組合儀表功率表是否為負(fù)值，信息顯示屏上的能量流方向是否由車輪回流至動(dòng)力電池，并通過故障診斷儀讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。2．慣性滑行時(shí)的能量回收測(cè)試首先，將車輛開到長(zhǎng)坡上，在車輛下長(zhǎng)坡時(shí)緩慢松開制動(dòng)踏板，使車輛利用慣性滑行；然后，在不同制動(dòng)能量回收強(qiáng)度下，觀察組合儀表功率表是否為負(fù)值，信息顯示屏上的能量流方向是否由車輪回流至動(dòng)力電池，并通過故障診斷儀讀取相關(guān)數(shù)據(jù)?！緦W(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶通過講解、圖片展示、課堂互動(dòng)等教學(xué)方法，讓學(xué)生了解制動(dòng)能量回收的意義、控制策略、工作原理、制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)的融合技術(shù)及制動(dòng)能量回收功能測(cè)試等內(nèi)容課堂討論（10min）【教師】組織學(xué)生以小組為單位討論以下問題：制動(dòng)能量回收系統(tǒng)的工作原理是怎樣的？【學(xué)生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學(xué)生一起評(píng)價(jià)各組的發(fā)言通過課堂討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解第二節(jié)課實(shí)踐操作（35min）【教師】組織學(xué)生掃碼觀看“制動(dòng)能量回收功能測(cè)試”視頻，然后帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)操間進(jìn)行實(shí)踐操作下面以吉利帝豪EV450新能源汽車為例，進(jìn)行制動(dòng)能量回收功能測(cè)試。1．準(zhǔn)備工作（1）所用車型：吉利帝豪EV450。（2）作業(yè)工具：絕緣手套、安全帽、護(hù)目鏡、絕緣鞋、車外三件套、車內(nèi)四件套、故障診斷儀等。2．操作步驟（1）連接故障診斷儀，如圖所示?；谢仞伒燃?jí)默認(rèn)為中等級(jí)（見下圖），將車輛加速至較高車速。（3）松開加速踏板，踩下制動(dòng)踏板。進(jìn)入故障診斷儀電池管理系統(tǒng)模塊，讀取數(shù)據(jù)流。如圖所示，電池包總電流為-6.7A，電流流向動(dòng)力電池，回收能量。（4）調(diào)節(jié)制動(dòng)能量回收強(qiáng)度旋鈕（見下圖），使滑行回饋等級(jí)為強(qiáng)等級(jí)，如圖所示。松開制動(dòng)踏板，踩下加速踏板，將車輛加速至較高車速。（5）松開加速踏板，踩下制動(dòng)踏板。進(jìn)入故障診斷儀電池管理系統(tǒng)模塊，讀取數(shù)據(jù)流。如圖2-60所示，電池包總電流為-15.2A，電流流向動(dòng)力電池，能量回收的強(qiáng)度較中等級(jí)更強(qiáng)。（6）調(diào)節(jié)制動(dòng)能量回收強(qiáng)度旋鈕，使滑行回饋等級(jí)為弱等級(jí)，如圖2-61所示。松開制動(dòng)踏板，踩下加速踏板，將車輛加速至較高車速。（7）松開加速踏板，踩下制動(dòng)踏板。進(jìn)入故障診斷儀電池管理系統(tǒng)模塊，讀取數(shù)據(jù)流。如圖所示，電池包總電流為-1.1A，電流流向動(dòng)力電池，能量回收的強(qiáng)度較弱?！緦W(xué)生】以小組為單位，進(jìn)行實(shí)操，根據(jù)分工填寫“任務(wù)工單——制動(dòng)能量回收功能測(cè)試”【教師】根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)，填寫考核評(píng)價(jià)表以實(shí)際工作中需要的技能為出發(fā)點(diǎn)，切實(shí)幫助學(xué)生掌握操作技能，通過理論結(jié)合實(shí)踐，加深對(duì)知識(shí)的理解和運(yùn)用，鍛煉學(xué)生應(yīng)對(duì)實(shí)際問題的能力拓展閱讀（5min）【教師】組織學(xué)生閱讀“唐躍輝：新能源汽車行業(yè)的大工匠”案例，然后組織學(xué)生以小組為單位討論以下問題：（1）為什么唐躍輝被稱為“新能源汽車行業(yè)的大工匠”？（2）唐躍輝的事跡帶給你哪些啟發(fā)？思考、小組討論，由小組代表上臺(tái)發(fā)表討論結(jié)果【教師】與學(xué)生一起評(píng)價(jià)各組的發(fā)言思想政治教育有機(jī)融入教學(xué)過程，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)模范事跡，追求不斷進(jìn)取、精益求精的勞模精神，領(lǐng)略科技前沿，增強(qiáng)民族自豪感和創(chuàng)新意識(shí)課堂小結(jié)（3min）【教師】簡(jiǎn)要總結(jié)本節(jié)課的要點(diǎn)本節(jié)課學(xué)習(xí)了制動(dòng)能量回收的意義、控制策略、工作原理、制動(dòng)能量回收與機(jī)械制動(dòng)的融合技術(shù)及制動(dòng)能量回收功能測(cè)試，并通過實(shí)際操作掌握了制動(dòng)能量回收功能測(cè)試的方法；希望大家課下能多練習(xí)，對(duì)制動(dòng)能量回收的控制策略有一定認(rèn)識(shí)，并能正確、熟練地完成制動(dòng)