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1、汽车动力装置仿真与设计课程教学大纲（仅供参考）课程名称：汽车动力装置仿真与设计英文名称：SimulationandDesignofAutomotivePowerUnit课程号：课程类型：专业XX课总学时及学分：32学时（包括24授课学时和8上机学时），2学分适应对象：能源与动力工程、车辆工程等专业主要先修课程：高等数学、工程力学、传热学、工程流体力学等执行学期：第X学期一、课程的性质与任务本课程是能源与动力工程专业的一门专业XX课，是提升学生在内燃机、动力电池和燃料电池领域的现代化设计仿真理论和技术的重要课程。通过本课程的学习，加深对内燃机、动力电池和燃料电池的仿真基本理论、仿真方法、评价依据
2、和优化设计措施的仿真设计体系理解和实践能力。主要包括内燃机受力和平衡分析，曲轴、连杆、活塞、缸盖、机体、缸套等内燃机主要零部件的仿真与设计，配气机构运动学和动力学仿真与设计，活塞环-缸套润滑、径向轴承润滑、冷却水腔流动传热和活塞喷油冷却的仿真与设计，新能源汽车动力电池热管理和结构的仿真与设计，新能源汽车燃料电池水热管理仿真与双极板结构设计。培养学生树立高效、节能意识及绿色发展理念，培养学生精益求精的大国工匠精神。二、课程目标1.课程目标课程目标L使学生掌握内燃机的受力和平衡计算，能正确分析主要零部件所受负荷的大小与性质，掌握其工作特点、设计要求、基本尺寸、结构确定原则及仿真计算方法，熟悉配气机
3、构运动学，掌握对润滑和冷却的基本要求，了解内燃机设计有关的新技术成就与发展趋势，阐述内燃机“中国梦”，激发学生科技报国。课程目标2：认识新能源汽车动力电池和燃料电池系统组成，了解机械结构设计和热管理设计要求，调研有关的新技术、发展趋势和解决方案，阐述新能源发展与生态环境、能源安全和工程伦理的关系。课程目标3：针对内燃机和新能源汽车动力装置分别开展工程实例仿真，进行仿真模型简化、边界处理和算法运用，分析其设计及特性，培养学生精益求精的大国工匠精神。2.课程目标与毕业要求指标点支撑矩阵表1：课程目标与毕业要求指标点支撑关系矩阵毕业要求毕业要求分指标点课程目标1.1.3XX课程目标12.2.1XX课
4、程目标25.XX5.2XX课程目标3三、教学内容及其基本要求第一模块绪论 教学内容：汽车动力装置开发流程与仿真应用，仿真概述基本要求:了解汽车动力装置开发流程，明确仿真在开发流程中起到的作用；知晓不同仿真场景适合使用的仿真软件。熟悉仿真计算的步骤，能够编程完成插值计算。增强学生对中国汽车动力装置绿色发展趋势的认识和科技创新意识。第二模块内燃机受力和平衡分析 教学内容：内燃机受力计算和分析，内燃机平衡计算和分析 基本要求：1）掌握活塞运动学，理解缸内工作过程计算方法，掌握中心曲柄连杆机构受力分析，掌握多缸扭矩的求法。2）掌握旋转惯性力/力矩和往复惯性力/力矩的计算和平衡。3）培养学生数学和物理理
5、论与实际工程问题结合的理解和实践能力。第三模块内燃机主要零部件仿真与设计 教学内容：曲轴组仿真与设计，连杆组仿真与设计，活塞组仿真与设计，机体组仿真与设计 基本要求：1）掌握扭振系统当量原则，理解曲轴扭转的分析和评价；理解曲轴结构仿真方法,提高曲轴疲劳强度的措施。2）理解连杆强度计算与校核方法，掌握计算工况。3）理解活塞温度和强度仿真方法，掌握活塞温度场评价标准，掌握活塞温度优化设计方法，掌握销座棱缘负荷的形成以及提高活塞销座强度的措施。4）理解机体组温度和强度仿真方法，掌握机体组温度场分析评价和优化措施，掌握提高机体组强度和刚度措施。5）培养学生创新意识和精益求精的大国工匠精神。第四模块配气
6、机构仿真与设计 教学内容：配气机构运动学与凸轮型线，配气机构动力学，配气机构与发动机性能仿真基本要求:1）理解平底挺柱运动规律，掌握凸轮型线的概念和缓冲段必要性，理解工作段高次方凸轮型线的表达式及边界条件，掌握运动学评价参数；2）清楚产生气门动态运动规律与静态运动规律差异的原因，了解动力学模型，掌握动力学评价参数。3）培养学生高效、可靠和优化的工程理念。第五模块润滑和冷却系统仿真和设计教学内容：1）润滑基础，活塞环-缸套润滑仿真与设计，径向滑动轴承润滑仿真与设计；2）冷却水腔流动传热仿真与设计，活塞喷油冷却仿真与设计基本要求：1）掌握雷诺润滑方程和线性滑块仿真，理解活塞环-缸套润滑仿真与设计，
7、掌握活塞环润滑关注参数，了解径向滑动轴承润滑仿真与设计，理解径向滑动轴承润滑评价。2）理解冷却水腔流动传热仿真与设计，掌握水腔结果分析和设计。理解活塞喷油冷却仿真与设计，掌握活塞强制振荡冷却评价。3）培养学生节能设计工程理念和精益求精的大国工匠精神。第六模块新能源汽车动力和燃料电池仿真与设计教学内容：1）新能源汽车动力电池系统概述，动力电池系统热管理仿真与设计，动力电池结构仿真与设计；2）新能源汽车燃料电池系统概述，氢燃料电池的水热管理仿真与设计，双极板结构设计。基本要求：1）了解纯电动和混合动力汽车发展政策和趋势，掌握锂电池工作原理和性能参数,掌握动力电池热管理必要性，理解单电池产热仿真方法
8、，理解热管理系统仿真方法，掌握热管理系统设计目标和评价，理解动力电池结构仿真与设计。2）了解氢燃料电池汽车发展政策和趋势，掌握质子交换膜氢燃料电池电池工作原理和性能参数，掌握PEMFC水热管理必要性，理解水热管理系统仿真方法，理解双极板结构设计。3）培养学生新能源发展与生态环境理念、能源安全和工程伦理意识。四、各教学环节学时分配表2：各教学环节学时分配表教学模块J课堂讲授实验课上机课合计模块一、绪论22模块二、内燃机受力和平衡分析44模块三、内燃机主要零部件仿真与设计6410模块四、配气机构仿真与设计22模块五、内燃机润滑和冷却仿真与设计44模块六、新能源汽车动力和燃料电池仿真与设计6410共
9、计24832五、教学策略与方法1 .采用多样化教学模式，体现以学生为主体的教育理念，采用讨论式教学和启发式教学，提高学生的学习兴趣，着眼于学生的思维能力的培养。采用多样化教学模式，形式有课堂讨论,案例教学,随机提问等。上机课以学生为主体开展，锻炼学生自主能力。2 .将板书和现代教育技术手段进行有效结合,包括板书、多媒体课件、学习互动群、微信专业公众号、专业网站、上机课等，把抽象的概念形象化，提高学生仿真实践能力，起到了有利于学生理解、提高学习兴趣的作用。3 .将课程创新应用于毕业设计、科技竞赛等，引导学生参与相关项目。六、考核评价方法及要求考核类型：考查课考核与评价方式：建议采用平时表现、课程
10、上机、作业、课程考试等多种环节相结合；成绩构成及比例：笔试（开卷）50%+平时成绩50%（上机20%、作业20%、平时表现10%）成绩评定标准：笔试按试卷百分制打分，上机按报告百分制打分，作业每次按百分制，根据作业次数求平均，根据课堂积极性和回答问题等评价平时表现成绩。表3考核评价及依据三i比例考核/评价细则平时成绩平时表现10%1.根据学生的学习态度、课堂互动、知识掌握和思政表现等方面进行综合评价：2.满分100分，乘以其所占比例计入课程总评成绩。课后作业20%1 .根据每次课后作业的完成度和正确度单独评定；2 .作业每次按百分制，根据作业次数求平均，乘以其所占比例计入课程总评成绩。上机报告
11、20%1 .根据研究报告的完成度和正确度评定；2 .满分100分，乘以其所占比例计入课程总评成绩。期末考试50%1 .根据教学大纲的基本要求进行命题。2 .试题应题意明确，表述准确规范，给出条件充分，通俗易懂。3 .试题应覆盖所学课程模块，实现对相应课程目标的考核。4 .试题的题量和难易要适中。题量：以适用考试时间100分钟为宜。5 .标准答案详细、正确。评分标准细分到每个考核点。6 .同一套试题中，各题之间应避免相互提示。7 .与以往学期考试试题的重复率不超过30%o8 .满分100分，以卷面成绩乘以其所占比例计入课程总评成绩。七、教材与主要教学参考资源教材：刘晓日，李孟涵，张铁臣.汽车动力装置仿真与设计M.北京：机械工业出版社,2023主要教学参考资源：制定：审核：批准：2024年2月
