混合動力汽車技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)方案一、課程定位與設(shè)計(jì)思路（一）課程定位本課程是車輛工程、新能源汽車工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，面向本科三年級或四年級學(xué)生開設(shè)（先修課程：汽車?yán)碚?、汽車?gòu)造、電機(jī)與控制、電池技術(shù)、自動控制原理）。課程以“理論基礎(chǔ)-系統(tǒng)集成-實(shí)踐應(yīng)用”為主線，聚焦混合動力汽車（HEV）的關(guān)鍵技術(shù)與工程應(yīng)用，旨在培養(yǎng)學(xué)生對混動系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力，為后續(xù)從事新能源汽車研發(fā)、生產(chǎn)或檢測等工作奠定基礎(chǔ)。（二）設(shè)計(jì)思路1.知識遞進(jìn)：從基礎(chǔ)理論（混動分類、工作原理）到核心技術(shù)（動力耦合、能量管理、部件設(shè)計(jì)），再到系統(tǒng)集成（整車匹配、性能優(yōu)化），最后延伸至前沿方向（智能化、輕量化、燃料電池混動），形成“從點(diǎn)到面、從理論到實(shí)踐”的知識體系。2.產(chǎn)教融合：結(jié)合豐田普銳斯、比亞迪DM-i、本田i-MMD等主流混動車型案例，引入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T____《混合動力電動汽車能量消耗量試驗(yàn)方法》），強(qiáng)化理論與實(shí)際應(yīng)用的銜接。3.能力導(dǎo)向：通過“仿真實(shí)驗(yàn)+項(xiàng)目實(shí)踐”提升學(xué)生的工程能力——仿真實(shí)驗(yàn)聚焦“模型搭建與性能模擬”，項(xiàng)目實(shí)踐聚焦“系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化”，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。二、課程目標(biāo)（一）知識目標(biāo)1.掌握混合動力汽車的分類（串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)）、特點(diǎn)及適用場景；2.理解動力耦合機(jī)構(gòu)（如行星齒輪、雙離合器、功率分流裝置）的結(jié)構(gòu)與工作原理；3.熟悉能量管理策略（如規(guī)則-based、優(yōu)化-based、智能算法）的設(shè)計(jì)邏輯與應(yīng)用；4.了解混動系統(tǒng)關(guān)鍵部件（發(fā)動機(jī)、電機(jī)、電池、變速箱）的選型與匹配方法；5.知曉混動汽車的性能評價(jià)指標(biāo)（如燃油經(jīng)濟(jì)性、動力性、排放）及測試標(biāo)準(zhǔn)。（二）能力目標(biāo)1.能運(yùn)用MATLAB/Simulink、AVLCruise等工具搭建混動系統(tǒng)仿真模型，模擬不同工況（如市區(qū)、高速）下的性能；2.能針對特定需求（如節(jié)油、動力）設(shè)計(jì)混動系統(tǒng)的能量管理策略，并通過仿真驗(yàn)證；3.能參與混動汽車的整車匹配（如動力源參數(shù)選擇、傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)），具備初步的工程設(shè)計(jì)能力；4.能閱讀混動技術(shù)相關(guān)的學(xué)術(shù)論文與行業(yè)報(bào)告，分析技術(shù)趨勢與挑戰(zhàn)。（三）素質(zhì)目標(biāo)1.培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ趟季S，注重技術(shù)的實(shí)用性與可靠性；2.提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)完成復(fù)雜任務(wù)；3.樹立創(chuàng)新意識，關(guān)注混動技術(shù)的前沿發(fā)展（如智能化、燃料電池混動）；4.增強(qiáng)行業(yè)責(zé)任感，理解混動技術(shù)對節(jié)能減排的重要意義。三、課程內(nèi)容設(shè)計(jì)課程總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)+實(shí)踐16學(xué)時(shí)），具體內(nèi)容安排如下：（一）基礎(chǔ)理論模塊（8學(xué)時(shí)）1.混合動力汽車概述（2學(xué)時(shí)）混動技術(shù)的發(fā)展背景（能源危機(jī)、排放法規(guī)）；混動汽車的定義與分類（串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)）；各類混動系統(tǒng)的工作原理與特點(diǎn)（能量流分析、適用場景）；混動技術(shù)的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)（對比純電動、燃油車）。2.混動系統(tǒng)關(guān)鍵部件基礎(chǔ)（6學(xué)時(shí)）發(fā)動機(jī)：混動專用發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)（阿特金森循環(huán)、米勒循環(huán)）、參數(shù)選擇；電機(jī)：永磁同步電機(jī)（PMSM）的結(jié)構(gòu)與控制（矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制）；電池：混動專用電池（鎳氫、鋰離子）的性能要求（功率密度、循環(huán)壽命）；傳動系統(tǒng)：混動專用變速箱（如E-CVT、雙離合）的結(jié)構(gòu)與功能。（二）核心技術(shù)模塊（16學(xué)時(shí)）3.動力耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）串聯(lián)式混動：發(fā)電機(jī)-發(fā)動機(jī)-電機(jī)的耦合方式（如增程式）；并聯(lián)式混動：離合器/聯(lián)軸器的耦合方式（如大眾TSI+DSG混動）；混聯(lián)式混動：行星齒輪機(jī)構(gòu)（豐田普銳斯）、雙電機(jī)耦合（本田i-MMD）；耦合機(jī)構(gòu)的性能對比（效率、動力傳遞特性）。4.能量管理策略（6學(xué)時(shí)）規(guī)則-based策略（如邏輯門限、恒溫器控制）；優(yōu)化-based策略（如動態(tài)規(guī)劃、模型預(yù)測控制）；智能算法（如遺傳算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）在策略優(yōu)化中的應(yīng)用；策略的仿真驗(yàn)證（MATLAB/Simulink案例）。5.整車匹配與性能優(yōu)化（4學(xué)時(shí)）動力源參數(shù)匹配（發(fā)動機(jī)功率、電機(jī)功率、電池容量）；傳動系統(tǒng)匹配（變速箱速比、耦合機(jī)構(gòu)效率）；性能優(yōu)化方法（如多目標(biāo)優(yōu)化、參數(shù)敏感性分析）；案例分析（比亞迪DM-i系統(tǒng)匹配）。（三）前沿與實(shí)踐模塊（8學(xué)時(shí)）6.混動技術(shù)前沿（2學(xué)時(shí)）智能化混動（結(jié)合自動駕駛的能量管理）；輕量化設(shè)計(jì)（碳纖維部件、集成化結(jié)構(gòu)）；燃料電池混動（FC-HEV）的原理與應(yīng)用；行業(yè)趨勢（政策導(dǎo)向、市場需求）。7.實(shí)踐環(huán)節(jié)（16學(xué)時(shí)）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（4學(xué)時(shí)）：混動系統(tǒng)部件識別（發(fā)動機(jī)、電機(jī)、電池）、耦合機(jī)構(gòu)拆解與分析；仿真實(shí)驗(yàn)（8學(xué)時(shí)）：①搭建串聯(lián)混動系統(tǒng)模型（MATLAB/Simulink），模擬市區(qū)工況下的燃油消耗；②設(shè)計(jì)并聯(lián)混動的能量管理策略（邏輯門限），驗(yàn)證動力性提升效果；綜合項(xiàng)目（4學(xué)時(shí)）：分組完成“小型混動汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)”（包括參數(shù)匹配、策略設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證），提交報(bào)告并匯報(bào)。四、教學(xué)方法與手段（一）理論教學(xué)1.案例教學(xué)：結(jié)合豐田普銳斯、本田i-MMD、比亞迪DM-i等主流車型，分析其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、能量管理策略與市場表現(xiàn)，增強(qiáng)理論的直觀性。2.問題導(dǎo)向教學(xué)：提出實(shí)際問題（如“如何提升混動車的高速燃油經(jīng)濟(jì)性？”），引導(dǎo)學(xué)生通過理論分析與仿真驗(yàn)證解決問題。3.互動教學(xué)：通過課堂討論、小組匯報(bào)等形式，鼓勵學(xué)生表達(dá)觀點(diǎn)，培養(yǎng)批判性思維。（二）實(shí)踐教學(xué)1.仿真實(shí)驗(yàn)：利用MATLAB/Simulink、AVLCruise等軟件，讓學(xué)生動手搭建模型，模擬不同工況下的性能，提升工程建模能力。2.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）：以“小型混動汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)”為項(xiàng)目主題，學(xué)生分組完成從需求分析到仿真驗(yàn)證的全流程，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與解決問題的能力。3.企業(yè)專家講座：邀請新能源汽車企業(yè)（如比亞迪、寧德時(shí)代）的工程師開展講座，介紹行業(yè)最新技術(shù)與工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。（三）教學(xué)手段1.多媒體教學(xué)：采用PPT、動畫（如耦合機(jī)構(gòu)工作原理動畫）、視頻（車型拆解視頻）輔助教學(xué)；2.在線資源：建設(shè)課程網(wǎng)站，提供教材電子版、仿真模型、行業(yè)報(bào)告等資源，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)；3.軟件工具：推廣MATLAB/Simulink、AVLCruise等工程軟件，提升學(xué)生的工具應(yīng)用能力。五、評價(jià)體系設(shè)計(jì)采用多元化評價(jià)，全面考核學(xué)生的知識掌握、能力提升與素質(zhì)培養(yǎng)，具體權(quán)重如下：評價(jià)環(huán)節(jié)權(quán)重評價(jià)內(nèi)容平時(shí)成績20%作業(yè)（10%）、課堂參與（5%）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告（5%）中期項(xiàng)目匯報(bào)30%項(xiàng)目方案（10%）、仿真結(jié)果（10%）、匯報(bào)表現(xiàn)（5%）、團(tuán)隊(duì)協(xié)作（5%）期末考試40%理論考試（30%，題型：選擇、簡答、分析）、實(shí)踐操作（10%，仿真模型搭建）創(chuàng)新加分10%發(fā)表論文、專利申請、競賽獲獎（如新能源汽車大賽）說明：平時(shí)作業(yè)注重基礎(chǔ)知識的鞏固（如耦合機(jī)構(gòu)的工作原理分析）；中期項(xiàng)目匯報(bào)強(qiáng)調(diào)工程能力的考核（如系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性）；期末考試兼顧理論與實(shí)踐（實(shí)踐操作部分要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)搭建混動系統(tǒng)模型并完成仿真）；創(chuàng)新加分鼓勵學(xué)生參與科研與競賽，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。六、教學(xué)資源建設(shè)（一）教材與參考資料1.主教材：《混合動力電動汽車原理與應(yīng)用》（張承慧等，機(jī)械工業(yè)出版社，2020年）；2.參考教材：《ModernHEVTechnology》（AliEmadi，CRCPress，2017年）；3.行業(yè)資料：《中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》（中國汽車技術(shù)研究中心，每年更新）、豐田普銳斯技術(shù)手冊；4.學(xué)術(shù)資源：《JournalofPowerSources》《AppliedEnergy》等期刊的最新論文。（二）實(shí)驗(yàn)設(shè)備與軟件1.實(shí)驗(yàn)臺架：混動系統(tǒng)部件實(shí)驗(yàn)臺（發(fā)動機(jī)、電機(jī)、電池）、耦合機(jī)構(gòu)拆解臺；2.仿真軟件：MATLAB/Simulink（含VehicleDynamicsBlockset）、AVLCruise、ADVISOR；3.在線工具：新能源汽車仿真平臺（如GT-Suite）。（三）教師團(tuán)隊(duì)由校內(nèi)教師+企業(yè)專家組成：校內(nèi)教師：具備混動技術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)（如參與過國家863計(jì)劃、企業(yè)合作項(xiàng)目）；企業(yè)專家：來自比亞迪、豐田等企業(yè)的工程師，負(fù)責(zé)講解行業(yè)實(shí)踐與前沿技術(shù)。七、課程實(shí)施計(jì)劃以16周為教學(xué)周期（每周3學(xué)時(shí)），具體實(shí)施計(jì)劃如下：周次教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法學(xué)時(shí)1混動汽車概述理論+案例22混動系統(tǒng)關(guān)鍵部件基礎(chǔ)理論+實(shí)驗(yàn)3（2理論+1實(shí)驗(yàn)）3-4動力耦合機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論+案例45-6能量管理策略理論+仿真6（4理論+2仿真）7整車匹配與性能優(yōu)化理論+案例28中期項(xiàng)目匯報(bào)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)39-10混動技術(shù)前沿理論+專家講座4（2理論+2講座）11-12仿真實(shí)驗(yàn)（串聯(lián)/并聯(lián)混動）實(shí)踐教學(xué)613-14綜合項(xiàng)目（系統(tǒng)設(shè)計(jì)）項(xiàng)目式學(xué)習(xí)6（4實(shí)踐+2匯報(bào)）15復(fù)習(xí)與答疑互動教學(xué)316期末考試（理論+實(shí)踐）考核3八、課程特色與創(chuàng)新1.產(chǎn)教深度融合：引入企業(yè)專家參與教學(xué)，結(jié)合實(shí)際車型案例，使課程內(nèi)容與行業(yè)需求緊密對接；2.實(shí)踐能力強(qiáng)化：通過“仿真實(shí)驗(yàn)+綜合項(xiàng)目”，培養(yǎng)學(xué)生的工程建模與設(shè)計(jì)能力，解決“重理論輕實(shí)踐”的問題；3.前沿性與創(chuàng)新性：涵蓋混動技術(shù)的最新發(fā)展（如智能化、燃料電池混動），鼓勵學(xué)生參與科研與競賽，培養(yǎng)創(chuàng)新思維；4.多元化評價(jià)：采用“平時(shí)+中期+期末+創(chuàng)新”的評價(jià)體系，全面考核學(xué)生的綜合素質(zhì)，避免“一考定終身”。九、課程效果預(yù)期通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)達(dá)到以下效果：1.掌握混動汽車的核心技術(shù)，能勝任新能源汽車研發(fā)、生產(chǎn)中的技術(shù)工作；2.具備工