《汽車構造》教案課題序號4實施課時3使用教具直流電機、交流感應電機、永磁同步電機、開關磁阻電機等驅動電機總成。課題名稱單元四新能源汽車動力驅動系統(tǒng)認知項目三驅動電機認知任務一驅動電機結構認知教學目標（知識與技能，過程與方法，情感、態(tài)度與價值觀）【知識目標】1.了解驅動電機的性能要求2.掌握驅動電機的結構和原理?！灸芰δ繕恕?.能對照實物正確描述驅動電機的結構和原理。2.能正確識別驅動電機的類型。【育人目標】1.培養(yǎng)學生精益求精的工匠精神，提高創(chuàng)新意識。2.通過小組成員間的合作，培養(yǎng)學生團隊合作及溝通的能力、自我反思提高的能力。教學重點掌握動力電池的結構和原理。教學難點會檢查動力電池銘牌判斷與原廠規(guī)格是否一致；能對照實物正確識別動力電池的組成部件、描述動力電池的工作原理。教學內容教師活動學生活動【復習回顧】1．簡述動力電池的放電過程。2．簡述動力電池的充電過程?！緦胄抡n】“項目導讀”、“任務引入”。任務一驅動電機結構認知一、驅動電機的性能要求汽車行駛時需要頻繁地起動、加速、減速、停車等，在低速行駛和爬坡時需要大轉矩，在高速行駛時需要降低轉矩和功率。為了滿足汽車行駛動力性的需要，獲得好的經(jīng)濟性和環(huán)境指標等，對電動機提出了十分嚴格的要求。1．電壓高2．高轉速3．轉矩密度、功率密度大，重量輕，體積小轉矩密度、功率密度大指最大轉矩體積比和最大功率體積比。4．具有較大的起動轉矩和較大范圍的調速性能，以滿足起動、加速、行駛、減速、制動等所需的功率與轉矩應具有自動調速功能，減輕操縱強度，提高舒適性，能達到內燃機汽車同樣的控制響應。5．需要有4～5倍的過載6．具有高的可控性、穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)性能，以滿足多部電動機協(xié)調運行。7．機械效率高、損耗少。8．可兼做發(fā)電機使用。9．電氣系統(tǒng)安全性和控制系統(tǒng)的安全性應達到有關的標準和規(guī)定。必須裝備高壓保護裝置以保證安全10．能夠在惡劣條件下可靠工作電動機應具有高的可可靠性、耐低溫、和高溫性、耐潮濕。并且運行時噪聲低，能夠在惡劣的環(huán)境下長時間工作。11．結構簡單，適合大批量生產(chǎn)，使用維修方便，價格便宜等。12．散熱性好。二、驅動電機的結構與原理目前應用于新能源汽車的驅動電機主要包括直流電機、交流感應電機、永磁同步電機、開關磁阻電機。其他特殊類型的驅動電機包括輪轂電機、混合勵磁電機、多相電機等，市場應用較少，是否能大規(guī)模應用有待驗證。1．直流電機（1）直流電機的結構直流電機由靜止部分定子和旋轉部分轉子兩大部分構成2．直流電機的工作原理直流電動機的基本工作原理見圖4-3-2所示。通電的導體在磁場中會受電磁力的作用，電磁力的方向遵循左手定則。兩片換向片分別與環(huán)狀線圈的兩端連接，電刷一端與兩片換向器片相接觸，另一端分別接蓄電池的正極和負極。在環(huán)狀線圈中，電流的方向交替變化。用左手定則判斷可知，環(huán)狀線圈在電磁力矩作用下按順時針方向連續(xù)轉動，這樣在電源連續(xù)對電動機供電時，其線圈就不停地按同一方向轉動。3．交流感應電機的結構與原理（1）交流感應電機的結構交流感應電機主要由定子和轉子兩大部分組成，定子和轉子之間是氣隙。定子是用來產(chǎn)生旋轉磁場的，它由機座、定子鐵心、定子繞組、鐵心外殼、支承轉子軸的軸承等組成。轉子由轉子鐵心、轉子繞組和轉子軸等組成。轉子鐵心和定子鐵心由薄硅鋼片疊加而成，以減少鐵損?；\型轉子采用銅條減少線圈損失，定子鐵心采用C級絕緣，可直接用低粘度的油來冷卻，采用鑄鋁機座來減小電機總重量。（2）交流感應電動機的工作原理在電機定子上有三相對稱的交流繞組(各相差120o，如圖4-3-5所示)，三相對稱交流繞組流入三相對稱交流電流時，將在電機氣隙空間產(chǎn)生旋轉磁場，轉子繞組的導體處于旋轉磁場中，轉子導體切割磁力線，并產(chǎn)生感應電動勢。由于轉子導體通過端環(huán)自成閉路，在感應電動勢的作用下，轉子導體中將產(chǎn)生與感應電動勢方向基本一致的感應電流。感應電流與旋轉磁場相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力作用在轉子上產(chǎn)生電磁轉矩，驅動轉子旋轉。4．永磁同步電動機的結構與原理（1）永磁同步電機的結構永磁同步電動機的主要結構由定子和轉子、端蓋、軸承、旋轉變壓器等部件組成。①定子定子由定子繞組和定子鐵心組成。多為4極形式，繞組按3相4極布置，通電產(chǎn)生4極旋轉磁場。②轉子永磁同步電機轉子采用的是永磁體，永磁電機轉子分為凸裝式、嵌入式和內埋式3種基本結構，前兩種形式又稱為外裝結構。（2）永磁同步電機的工作原理永磁同步電機是用永磁體取代繞線式同步電機轉子中的勵磁繞組，從而省去了勵磁線圈、集電環(huán)和電刷，定子中通入三相對稱交流電。永磁同步電機模型如圖4-3-10所示，由于電機定子三相繞組接人三相對稱交流電而產(chǎn)生旋轉磁場，用旋轉磁極S、N來模擬。根據(jù)磁極異性相吸、同性相斥的原理，不論定子旋轉磁極與永磁轉子起始時相對位置如何，定子的旋轉磁極總會由于磁拉力拖著轉子同步旋轉。5．開關磁阻電動機的結構與原理（1）開關磁阻電動機的結構開關磁阻電動機的定子和轉子采用凸極結構，定子和轉子都是由硅鋼片疊片組成，如圖4-3-11所示。開關磁阻電動機的定子和轉子極數(shù)不同，有多種組合方式，最常見的有四相8/6結構和三相6/4結構。（2）開關磁阻電動機的工作原理開關磁阻電動機的工作原理如圖4-3-12所示。圖中可以看出如果按A、B、C、A的順序向定子繞組輪流通電時，定子便產(chǎn)生按順序變換的磁場，電動機的轉子即連續(xù)不斷逆時針地轉動。如果反過來按A′、C′、B′、A′改變定子繞組通電順序時，就可以改變開關磁阻電動機轉子轉動的方向。圖4-15的三相開關磁阻電動機定子的凸極數(shù)為6個，轉子的凸極數(shù)為4個，當A、B、C三相輪流通電一次時，轉子共轉π/2步進角。如果改變電流的大小，則可改變電動機轉矩的大小進而改變電動機的轉速。如果控制在轉子極離開定子極通電，即可產(chǎn)生與轉子旋轉方向相反的制動轉矩?！静僮魇痉都白⒁馐马棥堪葱〗M為單位，對新能源汽車直流電機的結構認知、交流感應電機結構認知、永磁同步電機結構認知、開關磁阻電機結構認知，熟悉各組成部件的名稱、位置、作用、工作過程。注意新能源汽車檢修規(guī)范和安全注意事項?！緦W生練習及分配任務】實踐教學（小組成員分工協(xié)作，按照老師的具體要求進行操作。要求每一位學生做好自己相關崗位的任務，培養(yǎng)分工協(xié)作的團隊意識及愛崗精神）【巡回重點及注意事項】指導學生新能源汽車驅動電機的結構認知，解決認知過程中的難點，并維持好課堂紀律注意事項：新能源汽車檢修規(guī)范和安全注意事項。【結束指導】總結在認知過程中做的好的、正確的、規(guī)范的同學，對學生中出現(xiàn)的問題進行糾正?！静贾米鳂I(yè)】實習報告-新能源汽車驅動電機結構認知思考與練習：1．目前應用于新能源汽車的驅動電機主要包括哪四種？2．簡述永磁同步電機的結構和原理。3．簡述交流感應電動機的機構和原理?！菊憩F(xiàn)場及設備保養(yǎng)】參照整理（SEIRI）、整頓（SEITON）、清掃（SEISO）、清潔（SEIKETSU）、素養(yǎng)（SHITSUKE）、安全（SECURITY）的6S要求，做到工具設備清潔、依次擺放整齊，打掃一體化教室、門、窗、電等關閉。根據(jù)人培方案中課程的次序，有選擇的提問導入任務，激發(fā)學習興趣理論講解、多媒體輔助實物演示理論講解多媒體演示多媒體演示多媒體演示實物展示多媒體演示實物展示實物演示理論講解多媒體演示多媒體演示實物演示理論講解多媒體演示多媒體演示安全注意事項教育教師示范強調注意事項布置實訓任務，巡視并解決學生操作過程中可能出現(xiàn)的問題教師巡回指導教師根據(jù)學生的表現(xiàn)點評總結布置課外作業(yè)強調“6S”小組討論、思考回答明確任務的意義小組討論、填寫工作頁