《新能源汽车技术》教案 第2课 新能源汽车试验概述（二）.docx

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1、课题新能源汽车试验概述(二)课时2课时(90min)教学目标知识技能目标：(1)掌握新能源汽车基本参数的测量方法及标准(2)能够正确使用高度尺、钢卷尺、水平仪等测量新能源汽车的基本参数素质目标：(1)培养严格执行国家标准及行业规范的意识(2)弘扬精益求精的工匠精神(3)具备团队协作能力与开拓创新精神教学重难点教学重点：新能源汽车基本参数的测量方法及标准教学难点：能够正确使用高度尺、钢卷尺、水平仪等测量新能源汽车的基本参数教学方法情景模拟法、问答法、讨论法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务,和学生负责人取得联系，组织学生下载项目1任务1.

2、2的“任务工单，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，收集新能源汽车基本参数的相关资料，并迸行了解【学生】提前上网观看相关姿料，熟悉教材考勤【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】按照老师要求签到互动导入【教师】讲述案例“小王参加概念车发布会”(详见教材)，然后提出问题：新能源汽车有哪些基本参数？【学生】聆听、思考、讨论、回答传授新知【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解新能源汽车基本参数的测量方法及标准等知识1.2.1新能源汽车几何参数的测量新能源汽车的几何参数是车辆结构的主要特征参数，几何参数的测量主要有以下作用。(1)检查车辆结构是否符合设计要

3、求，对不合格车辆进行分析，发现设计、装配过程中的缺陷。(2)明确新能源汽车样车的几何参数,为车辆内外部结构的研发及优化提供依据。(3)通过测量新能源汽车几何参数在可靠性、耐久性试验过程中的变化，为整车可靠性、耐久性的提高提供数据支持。1.几何参数基本概念1)车辆坐标系【教师】通过多媒体展示“车辆坐标系”图片，并进行讲解车辆坐标系是指在新能源;气车设计过程中建立的三维坐标系，该坐标系由X、丫、Z三个相互垂直的基准面组成。车辆坐标系提供了新能源汽车内外部尺寸相对关系的基准，整车的几何参数都依据该坐标系进行测量和标注。-三W况下，将车辆纵向对称平面定义为Y基准面，将过车辆前轴中心线，且与Y基准面和水

4、平面(地面)垂直的平面定义为X基准面，将垂直于X基准面、Y基准面的平面定义为Z基准面。2)H点【教师】扫码播放H点”视频，通过多媒体展示“H点”图片，并进彳亍并解H点(hippoint)是指人体躯干和大腿的钱接中心，又称胯点。H点的位置是决定车辆的驾乘舒适性及操作便捷性的重要因素。因此，H点位置的选择对新能源汽车驾驶室的设计具有关键作用，是汽车内部结构设计的重要基准点。【教师】通过多媒体展示“HPM装置”图片，并进彳五井解H点可分为R点(座椅设计参考点)和实际H点两种。R点是指汽车制造企业在设计与制造过程中所参照的H点的位置，它是用于定位车辆调节工具及确定构件尺寸的依据。R点位置的确定考虑了座

5、椅的各种调节状态，如水平、垂直、倾斜等，H点同时也考虑了座椅的极限状态。实际H点是指驾驶员处于最圭驾驶操作时的H点位置，其位置应保证驾驶员能完美地完成驾驶室内各项功能的操作，同时具备驾驶的安全性及开阔的驾驶视野。H点的位置一般使用三维H点装置(H-poin(machine.HPM)或三维H点装置-H进行测定。3)尺寸编码新能源汽车的内外部尺寸均有与之对应的尺寸编码，包括词首、尺寸代号、数字分段、后缀四个部分，如QBGL128-l0编码标准可参照GB/T126732019汽车主要尺寸测量方法及ISO41311979道路车辆一轿车尺寸标注编码。(1)词首有QBG与ISO两种，分别对应GB/T126

6、73与ISO4131中的尺寸编码。(2)尺寸代号是指所测的尺寸类型。例如，L指长度尺寸或X坐标，W指宽度尺寸或丫坐标，H指高度尺寸或Z坐标，A指角度，SL指座椅长度尺寸，SW指座椅宽度尺寸，SH指座椅高度尺寸。【教师】通过多媒体展示“数字分段的具体定义”图表，并进行讲解(3)数字分段是指所测的尺寸位置，其具体定义如表所示。表1-16数字分段的具体定义数字分段1-99内部尺寸100199外部尺寸200299行李舱或货箱尺寸300599商用车辆相关尺寸(4)后缀是指所测的座椅位置。例如，在描述内部尺寸时，-1指第一排驾驶员或乘员位置,-2指第二排夕HKlI乘员位置，-3指第三排夕乘员位置；在描述外

7、部尺寸时，7指车辆前部，-2指车辆后部。此外，还有一些特殊后缀。例如，C指中间乘员位置，L指车辆左侧，R指车辆右侧。【教师】组织学生阅读“知识拓展一常见新能源汽车的几何参数”相关知识点【学生】阅读、思考、理解2.测量准备1)场地要求及常用测星设备(1)进行新能源汽车几何参数测量的场地应平整、坚固，平整度应小于Imm,并保证场地面积能够容纳下被测车辆。【教师】通过多媒体展示钢卷尺水平仪“铅锤”“高度尺”“测距仪和“角度尺”图片，并进行讲解(2)常用的测量设备主要有钢卷尺、水平仪、铅锤、高度尺、测距仪、角度尺等2)测量条件在进行新能源汽车几何参数测量前，需要根据国家标准对试验车辆进行调试，确保试验

8、车辆满足以下测量条件。(1)试验车辆的轮胎应保持直线行驶状态。(2)试验车辆的胎压对几何参数测量有较大的影响，故需要进行严格检查，确保胎压符合要求.(3)应将试验车辆可调节的零部件调整至出厂状态或符合国家标准要求的状态。将车门、前机舱盖、彳亍李舱门、货箱栏板等关闭，并将收音机天线收回。车辆各踏板应处于自由状态，将方向盘调整至可调整范围的中间位置或汽车制造企业指定的位置。在水平、垂直方向上将车辆座椅调整至R点,将头枕调整至最高位置，将坐垫角、靠背角调整至汽车制造企业指定的角度。(4)不同的几何参数需要在车辆不同载荷情况下进行测量，车辆载荷状态共有整备质量状态、设计荷载状态、满载状态三种。整备质量

9、状态是指车辆装备齐全，冷却水、制动液等添加充足，车内无乘员、无其他载荷的状态。设计荷载状态是指车辆在整备质量状态下车内有乘员、有其他载荷的状态。【教师】通过多媒体展示“乘客质量及代替重物(单位：kg)”图表，并进行讲解满载状态是指车辆处于最大总质量状态。由于在几何参数测量时，对乘员的体重要求较为苛刻，因此在测量时通常用同质量的重物进行代替，GB12534-1990汽车道路试验方法通则中对此进行了明确说明，如表所示。表1-18乘客质量及代替重物(单位：kg)车型每人平均质量质量座椅上代替重物分布+3h34C吊在车顶的座椅前的地板ZH|_拉手上载重汽车、越野汽车、专用汽车、自卸汽车、牵引汽车655

10、510客车长途6013501013公共座客605010站客6055(地板上)5旅游6022501022轿车605501053.测量内容按照测量准备中的内容对试验车辆进行调试，然后将试验车辆以直线行驶状态停放在测量场地上，进行几何参数测量。新能源汽车几何参数测量一般包括水平尺寸测量、高度尺寸测量、角度尺寸测量三个方面的内容.1)水平尺寸测量在进行水平尺寸测量时，可直接用钢卷尺对相应位置进行测量，也可以通过铅锤将待测尺寸的两侧进行投影，将投影点做好明显标记，然后对投影点间的水平距离进行测量。水平尺寸测量一般包括车长、轴距、前悬、后悬、车宽、轮距等尺寸的测量。【教师】通过多媒体展示“车长、轴距、前悬

11、、后悬”图片，并进行讲解(1)车长是指垂直于车辆纵向平面和水平面的车辆前后端最外侧平面间的距离。(2)轴距是指过车辆同侧相邻两车轮的中点，并垂直于车辆纵向对称平面和水平面的两平面之间的距离，。(3)前悬是指过车辆前端最外侧点和前轴中心线，并垂直于车辆纵向对称平面和水平面的两平面之间的距离。(4)后悬是指过车辆后端最外侧点和后轴中心线，并垂直于车辆纵向对称平面和水平面的两平面之间的距离。【教师】通过多媒体展示“车宽、轮距”图片，并进行讲解(5)车宽是指过车辆左、右端最突出部位，并平行于车辆纵向平面的两平面间的距离。需要注意的是，测量车宽时不能以后视镜、转向灯、折叠式踏板、挡泥板等为参照物。(6)

12、轮距是指同轴上两车轮中点之间的距离示。常见的水平尺寸测量还包括前后车门开启时的车宽、后视镜处车宽、行李舱门开启时的车宽等尺寸的测量。上述水平尺寸测量均在车辆整备质量状态下进行。【教师】组织学生阅读“GB1589-2016汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值”的相关知沃【学生】阅读、思考、理解、记忆2)高度尺寸测显高度尺寸测曷通常使用高度尺、钢卷尺、铅锤、测距仪等工具进行测量。高度尺寸测量一般包括车高，行李舱盖开启时车高，前、后轮胎静力半径，车辆最小离地间距等尺寸的测量。【教师】通过多媒体展示“车高”图片，并进行讲解(I)车高是指车辆最高部位至水平面的垂直距离。通常需要分别测量车辆在整备

13、质量状态与满载状态下的车高。(2)行李舱盖开启时车高是指在行李舱盖开启到最大高度时的车高。(3)前、后轮胎静力半径是指车辆轮胎的半径,通常需要分别测量车辆在整备质量状态与满载状态下的轮胎静力半径。(4)车辆最小离地间距是指在满载状态下除车轮以外的车辆最低部位与水平面间的垂直距离。常见的高度尺寸测量内容还包括车灯中心高度、保险杠离地高度、货箱底板离地高度等尺寸的测量。3)角度尺寸测量角度尺寸测量通常使用角度尺、钢卷尺、铅锤等工具进行测量。角度尺寸测量一般包括接近角、离去角、纵向通过角等尺寸的测量。【教师】通过多媒体展示“接近角、离去角、纵向通过角”图片，并进行讲解(I)接近角是指在满载状态下，车

14、辆前轮胎外缘切面与水平面的最大夹角，要求前轴前方所有的刚性部件均应在此切面的上方.当车辆行驶至坡度大于接近角的道路时，车辆前端将会与坡道发生蝴，故需要对车辆的接近角进行测量与校核。(2)离去角是指在满载状态下，车辆后轮胎外缘切面与水平面的最大夹角，后轴后方所有的刚性部件均应在此切面的上方。同理，当车辆行驶至坡度大于离去角的道路时，车辆后端将会与坡道发生碰撞，故需要对车辆的离去角进行测量与校核。(3)纵向通过角是指前、后轮胎外缘切面相交时所夹的最小锐角,其表征了车辆对拱桥、凸起路面等障碍的通过能力。车辆的接近角、离去角、纵向通过角可以通过角度尺及辅助工具进行直接测量，通常需要分别测量车辆在整备质

15、量状态及满载状态下的接近角、离去角、纵向通过角。常见的角度尺寸测量内容还包括驾驶室翻转角、玻璃倾角等尺寸的测量。1.2.2新能源汽车质量参数的测虽【教师】扫码播放“质心位置及整车质量改变对新能源汽车稳定性的影响”视频，并进行讲解新能源汽车的质量参数主要包括整车质量、质心位置和转动惯量等。其中，整车质量对于车辆性能有着重要的影响，整车质量较大的车辆稳定性好，但也有油耗高、起步速度慢、制动能力弱等缺点；质心位置、转动惯量也在一定程度上影响车辆的转向稳定性、动力性、平顺性等性能。因此，准确测量新能源汽车的质量参数，并结合车辆动力性、制动性等性能试验的试验数据进行对比与分析，对新能源汽车整车性能的评估

16、具有重要意义。【教师】通过多媒体展示“地秤、转动惯量试验台”图片，并进行讲解新能源汽车质量参数的常用测量设备有钢卷尺、角度尺、地秤）、车轮负荷计、转动惯量试验台、拉力计等.1 整车质量测量整车质量测量可参照GBzT12674-1990汽车质量（重量）参数测定方法进行。通常，使用地秤或车轮负荷计来测量整车质量，精度要求为0.5%,地秤的台面空间应可以完全容纳被测车辆，同时台面应与地面处于同一水平面。当使用车轮负荷计进行测量时，应保证各车轮负荷计的上平面处于同一水平面。进行测量时，应将被测车辆清洗干净，将发动机熄火，将挡位置于空挡，将制动器放松。通常，应分别测量整备质量状态与满载状态下的整车质量。

17、下面以四轮新能源汽车为例，介绍整车质量的测量方法.通常，在测量整车质量时，还会测量车辆的轴载质量。首先，从指定方向将车辆缓慢驶入地秤台面，按照要求将车辆发动机熄火，将挡位置于空挡，将制动器放松；然后，分别测量车辆前轴轴载质量、整车质量、后轴轴载质量。完成数据记录后，启动车辆并调转方向，尽可能保持车辆行驶路线与先前行驶路线重合，重复上述步骤。确认试验辘有效后，结束试验，并按照下式分别计算整车质量与各轴轴载质量。”+加叫=式中：2m0整车质量（kg）：小两个行驶方向上所测得的整车质量（kg）。m+m町二2式中：mt第/轴轴载质量（kg）；m：、m：两个行驶方向上所测得的第,轴轴载质量（kg）。一般

18、情况下，各轴载质量之和应等于整车质量，当各轴载质量之和不等于整车质量时，可通过下式进行修正。町叫R=I一XZWO,式中：町R修正后的第，轴轴载质量（kg）。2 .质心位置测量新能源汽车质心位置测量分为质心横向位置测量、质心纵向位置测量、质心高度测量三个部分，可参照JT/T887-2023营运车辆质心位置测量方法执行。下面以两轴新能源汽车为例，讲解质心位置的测量方法。1）质心横向位置测量车辆的动力蓄电池、驱动电机等构件并非对称布置，因此质，Wi向位置也并非位于车辆的纵向平面内。下面介绍质心横向位置的测量方法。【教师】通过多媒体展示“质心横向位置的测量”图片，并进行讲解将车辆缓慢驶入地秤台面,按照

19、要求将车辆发动机熄火，将挡位置于空挡，将制动器放松，分别测量车辆左轴、右轴的轴载质量。完成数据记录并确认试验数据有效后，结束试验并按照公式计算质心的横向位置。%=业，叱=色丝mO机0式中：W轮距（mm）：小、叫质心与左轮、右轮的距离（mm）；码、加R左轴、右轴的轴载质量（kg）。为了保证测量结果的准确性，一般进行三次测量，当三次测量结果的相对误差不大于1%时，取其平均值作为最终的测量结果，同时采用公式进行验证。wx+w2=w2）质心纵向位置测量【教师】通过多媒体展示“质心纵向位置的测量”图片，并进行讲解将车辆缓慢驶入地秤台面，按照要求将车辆发动机熄火，将挡位置于空挡，将制动器放松，分别测量车辆

20、前轴、后轴的轴载质量。完成数据记录并确认试验数据有效后，结束试验，并按照公式计算质心的纵向位置。“她，LZ=任%人式中：1.轴距（mm）；1.1、L2质心与前轮、后轮的距离（mm）：叫、nb前轴、后轴的轴载质量（kg）。同样,为了保证测量结果的准确性，一般进行三次测量，当三次测量结果相对误差不小于1%时，取其平均值作为最终的测量结果,同时采用下式进行验证。1.l+L2=L3）质心高度测量质心高度测量通常采用力矩平衡法、侧倾法、摇摆法。【教师】通过多媒体展示“采用力矩平衡法测量质心高度”图片，并进彳残懈（I）采用力矩平衡法测量质心高度时，首先需要将5气车的前悬、后悬固定，然后将车辆前轴置于地秤台

21、面，使用汽车举升机将车辆后轴抬起。在抬高车轴时，车轮前不要放置三角木，汽车举升机也禁止接触车轮外的任何零部件，避免产生附加力矩，从而影响测量结果的准确性。记录车辆前轴的轴载质量，通过下列式计算质心高度。根据力学原理，后轴中心位置处于力矩平衡状态，可得b=r-=Jl-n2=yl-（-r）2=-Lcosa惆w0w0m0式中：b车辆抬起后，后轴中心与质心的水平距离（mm）：1.车辆抬起后，后轴中心与前轴中心的水平距离（mm）；N后轴中心与地面的垂直距离（mm）；n后轴中心与前轴中心的垂直距离（mm）；r车轮半径（mm）；m车辆抬起后，前轴的轴载质量（kg）；a车辆抬起后，车轮所在平面与水平面的夹角（

22、。）。根据质心高度hg与b的几何关系，通过计算可得出质心高度hg的具体数值，即b=I2COSa+力Sinag=A+r1.COSa+sina=-LcosaZWOh=Iana整理可得Iana（m1-mf）h=L+rw0tana在进行质心高度测量时仅需要测得整车质量、车辆抬起前后的前轴轴载质量、车辆抬起角度、轴距、车轮半径，即可计算出质心高度。【教师】通过多媒体展示“采用侧倾法测量质心高度”图片，并进行讲解（2）采用侧倾法测量质心高度时，需要使用侧倾试验台、车轮负荷计等试验设备。试验前，需要将侧倾试验台调整至水平，并对试验车辆进行相关处理，防止侧倾时润滑油、冷却液等泄漏。对于采用了空气悬架的车辆，应

23、将空气弹簧调整至出厂状态并锁死。在车轮处应设置高度低于30mm的防侧滑挡块，防止车辆侧滑。同时，设置钢丝绳，使其以自由状态对车辆进行保护，确保试验安全进行。试验时，使用侧倾试验台使试验车辆缓慢向右侧倾斜，侧倾角每增大5。，便对试验台面及车辆的倾斜角度进行一次测量和记录，同时记录车轮负荷计的读数。当车辆左轮负荷为零或脱离试验台面时停止试验，并记录此时试验台面的倾斜角度。为确保测量结果准确，重复三次右侧倾斜试验，三次测量结果的误差不大于1%即为有效测量结果。完成右侧倾斜试验后，使试验车辆向左倾斜，重复上述步骤。利用下式计算质心高度。4=工tan/?R4=-tan/?L式中：%、W2质心与左轮、右轮

24、的距离（mm）；风、A右侧倾斜、左侧倾斜时的最大倾角（。）。（3）利用摇摆法进行车辆质心高度测量时,可参照GBfT12538-2003两轴道路车辆重心位置的测定中相关规定进行。3.转动惯量测量【教师】通过多媒体展示“采用绳吊法测量绕X轴的转动惯量”和“采用绳吊法测量统Z轴的转动惯量”图片，井进彳亍并解转动惯量对车辆在发生横摆、侧倾和仰俯时的操纵稳定性有着不可忽视的影响。在进行新能源汽车性能试验及产品研发时，对车辆转动惯量的测量必不可少。通常以车辆坐标系为基准，分别测量绕X轴、Y轴、Z轴的转动惯量，常用的测量方法有绳吊法、旋转台法等，测量时应将车辆固定在试验台上，测量并记录车辆的摆动周期T,根据

25、下式计算车辆绕各轴的转动惯量。绕X轴转动惯量为式中：Jx绕X轴转动惯量（kgm2）;T摆动周期（s）;吊绳旋转点与质心的距离（mm）；G0整车重量（N）；g重力加速度，取9.8Nkg进行绕Y轴转动惯量测量时，仅需要将车辆在试验台上转动90。，重复上述试验步骤，计算参照下式进行。绕Z轴转动惯量为式中：JZ绕Z轴转动惯量（kgm2）;h2吊绳旋转点与固定点的距离（mm）；Go整车重量（N）：、r2质心与两侧固定点的距离（mm）。【教师】组织学生阅读“中国创造，全球领先！”的内容（详见教材），并分享感受【学生】阅读、思考、理解、分享感受【学生】聆听、思考、理解、记忆实践应用【教师】扫码播放“规范进行

26、高压作业”视频，然后带领学生到实操间进行实践操作1.准备工作(1)试验车辆：2021款比亚迪宋PLUS纯电动汽车。(2)试验设备：钢卷尺、水平仪、铅锤、高度尺、测距仪、角度尺、油泥、划针、地秤。(3)指导老师按810人为一组将学生进行分组，选出组长，在组内指定驾驶员、测量员、记录员、安全员等并进行任务分工。2.操作步骤【教师】组织学生根据要求进行操作1)正式测量前的准备工作(1)进行测量场地的检查，确保场地平整、坚固，场地面积可容纳车辆。(2)对车辆进行检直与调试，确保胎压正常，车门、前机舱盖关闭，收音机天线处于收回状态，车辆内部装备齐全，冷却水、制动液等添加充足，车辆各踏板处于自由状态。同时

27、，车内无乘员、无其他载荷，确保车辆处于整备质量状态.(3)检查完毕、确认符合测量条件后，将车辆清洗干净，由驾驶员将车辆驶入测量场地。(4)找到车辆前侧用于标志车辆中心位置的参照点，利用铅锤将此参照点投影至地面并做好标记；用钢卷尺分别测量参照点至两侧车轮中心的距离，转动方向盘进行调整，使两个距离相等。此时，便完成了将车辆轮胎调整至直线行驶状态的操作。(5)将车辆置于空挡，驾驶员下车后在车辆前后侧下压并摇晃车辆数次，消除悬架内部阻尼对测量结果的影响。至此，正式测量前的准备工作全部完成，可以进行正式测量。2)水平尺寸测量(1)找到车辆前后端最外侧的点和前后轴的中心点，利用铅锤将其投影至地面，并做好明

28、显的X记号及文字标记，用来测量车辆的轴距、前悬、后悬、车长。(2)找到车辆左右端最突出部位的点和左右车轮的中心点，利用铅锤将其投影至地面，并做好明显的x记号及文字标记，用来测量车辆的轮距、车宽。(3)待所有的点位投影标记完成后，对标记进行保护并将车辆开出测量场地，然后测量员利用钢卷尺进行水平尺寸测量，并由记录员将测量结果记录于记录表中。3)高度尺寸测量在整备质量状态和满载状态下进行高度尺寸测量。(1)由驾驶员将车辆重新驶入测量场地，完成准备工作后，开始进行整备质量状态下车辆高度尺寸测量。(2)在车辆上方最突出部位放置平板，并确保平板与测量场地所在平面平行；测量员使用铅锤与钢卷尺进行车高测量。打

29、开行李舱盖，测量行李舱盖开启时车高。(3)利用高度尺，进行整备质量状态下轮胎静力半径、保险杠留地高度、车灯离地高度测量。(4)完成整备质量状态下的高度尺寸测量后，按照表1-18的要求，分别在车辆的座椅上、座椅前的地板上、行李舱内放置相应重量的沙袋，并进行固定。试验车辆的整备质量为1950kg,满载质量为2325kg,故需要放置375kg的沙袋.(5)放置完成后，使用地秤进行整车质量测量,确保车辆达到满载状态。(6)当车辆到达满载状态后，进行满载状态下车高、行李舱盖开启时车高、轮胎静力半径、保险杠离地高度、车灯离地高度测量。(7)目测车辆底盘最低的点位，利用测距仪测量各点位与地面的间隙。取测量结

30、果的最小值为车辆最小离地间距，将车辆最小离地间距及对应的零部件名称记录于记录表中。4)角度尺寸测量测量车辆在整备质量状态及满载状态下的接近角、离去角与纵向通过角，并将测量结果记录于记录表中。【学生】分组、分工、进行准备工作、根据要求进行测量、根据分工填写“任务工单”【教师】巡堂指导，根据学生表现，填写学习成果评价表课堂小结【教师】简要总结本节课的要点新能源汽车几何参数的测量新能源汽车质量参数的测量【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业(1)复习所学知识，完成课后习题，形成实践应用总结报告(2)登录文旌课堂APP朝他学习平台查看相关知识雌S本课作业布置二维码老师扫描此码，即可进行线上作业布置【学生】完成课后任务教学反思