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江苏大学课程教案课程名称：汽车与交通专题课程编号：04272450学分学时：2学分，30学时学时分配:理论学时30实验学时0上机学时0授课时间:2014～2015学年第1学期授课班级：运输1101/1102班学生人数:54人开课学院：汽车学院任课教师:陆颖/李仲兴/盘朝奉参考教材《现代汽车新技术》，史文库主编，国防工业出版社，2013年7月第2版第一章汽车与交通新技术发展概述主要知识点及教学用时安排1.1汽车新技术的应用（1学时）1.2汽车新技术的发展（1学时）备注（实验、上机、课外学习等安排）本章教学目标：了解常见的汽车新技术及其应用范围本章教学内容摘要：动力与环保新技术汽油机的电控燃油喷射系统；柴油机高压共轨(CommonRail)电控喷油系统；冷却废气再循环(EGR)技术；燃料电池与混合动力技术；生物燃油与代用燃料技术舒适性和安全性新技术主动悬架；防抱制动(ABS)系统；3.3自动避撞系统网络与电子技术的应用汽车电子产品主要分为两类:一类是汽车电子控制装置,包括发动机、底盘、车身电子控制。一类是车载汽车电子装置,包括汽车信息系统、导航系统、汽车音响及电视娱乐系统、车载通信系统、上网设备等。网络在汽车应用中不但增加了许多功能,而且还大大增加了可靠性本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：重点：汽车新技术的类型；难点：无相应的教学方法、手段:对于重点内容通过课程讲解和案例教学相结合的方法，对于难点以应用举例为主。第二章发动机新技术主要知识点及教学用时安排2.1增压发动机（0.5学时）2.2燃油分层喷射发动机（0.5学时）2.3可变气门定时技术（0.5学时）2.4柴油机高压共轨电控燃油喷射系统（0.5学时）备注（实验、上机、课外学习等安排）本章教学目标：掌握发动机新技术的类型；了解增压发动机、燃油分层喷射发动机主要技术参数和性能指标；熟悉可变气门定时技术、柴油机高压共轨电控燃油喷射系统。本章教学内容摘要：涡轮增压发动机涡轮增压发动机实际上是通过增压器压缩空气来增加进气量，它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机的转速加快，废气的排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就会压缩更多的空气进入气缸。随着空气压力和密度的增大，气缸可以燃烧更多的燃料，从而增加发动机的输出功率。机械增压发动机机械增压的压缩机被发动机的曲轴直接带动，它的响应性较好。但本身需要消耗一部分能量，因此机械增压不会产生特别强大的动力，尤其是在转速高的情况下，从而会影响到发动机转速的提高。由于它的响应性好，不存在涡轮的迟滞现象，任何时候都能输出源源不断的扭力，但在转速高的情况下会产生大量的摩擦，从而影响转速的提高，并且噪音较大。燃油分层喷射发动机燃油分层喷射发动机利用一个高压泵，使汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中位于燃烧室中央的火花塞周围。可变气门定时技术可变气门定时技术使得发动机的设计者无需再在低速扭矩与高速功率之间做出选择，实时的气门定时调整可以同时顾及低速扭矩与高速功率柴油机高压共轨电控燃油喷射系统高压共轨喷射系统是建立在直喷技术、预喷射技术和电控技术基础之上的一种喷射系统。它主要由高压泵、带调压阀的共轨管、带电磁阀的喷油器、电子控制单元和各种传感器组成，高压共轨系统不再采用柱塞泵分缸脉动供油原理，而是用一个设置在喷油泵和喷油器之间的，具有较大容积的共轨管把高压油泵输出的燃油蓄积起来并平抑压力波，然后通过各高压油管输送到喷油器上，由喷油器上的电磁阀的动作控制喷油的起始和终止。本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：重点：涡轮增压发动机；可变气门定时技术；柴油机高压共轨电控燃油喷射系统。难点：柴油机高压共轨电控燃油喷射系统。相应的教学方法、手段:对于重点内容通过课程讲解和案例教学相结合的方法，对于难点以应用举例为主。第三章清洁能源与新能源汽车技术主要知识点及教学用时安排3.1清洁能源（1学时）3.2新能源汽车技术（1学时）备注（实验、上机、课外学习等安排）本章教学目标：了解清洁汽车的基本概念；掌握常见的新能源汽车。本章教学内容摘要：清洁能源的含义包括在能源的生产、及其消费过程中，选用对生态环境低污染或无污染的能源。既而，清洁能源技术是指在可再生能源及新能源、煤的清洁高效利用等领域开发的有效控制温室气体排放的新技术。清洁能源的类型（1）太阳能技术；（2）风力发电技术；（3）水力发电技术；（4）生物质能技术；（5）核能发电技术；（6）地热能技术；（7）海洋能技术；（8）洁净煤技术。新能源汽车新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车的种类新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车、其他新能源汽车等。纯电动汽车纯电动汽车(BladeElectricVehicles，BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。混合动力汽车混合动力汽车(HybridElectricVehicle，HEV)是指驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系联合组成的车辆，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由单个驱动系单独或多个驱动系共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，混合动力汽车有多种形式。燃料电池电动汽车燃料电池电动汽车(FuelCellElectricVehicle，FCEV)是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下．在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源驱动的汽车。燃料电池电动汽车实质上是纯电动汽车的一种，主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。氢发动机汽车氢发动机汽车是以氢发动机为动力源的汽车。一般发动机使用的燃料是柴油或汽油，氢发动机使用的燃料是气体氢。氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染、零排放、储量丰富等优势。其他新能源汽车其他新能源汽车包括使用超级电容器、飞轮等高效储能器的汽车。目前在我国，新能源汽车主要是指纯电动汽车、增程式电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池电动汽车，常规混合动力汽车被划分为节能汽车。本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：重点：清洁能源的类型、新能源汽车的种类、电动汽车、混合动力汽车难点：燃料电池电动汽车、氢发动机汽车。相应的教学方法、手段:对于重点内容通过课程讲解和案例教学相结合的方法，对于难点以应用举例为主。第四章汽车底盘电控新技术主要知识点及教学用时安排4.1汽车底盘中几种常见的控制技术（2学时）备注（实验、上机、课外学习等安排）本章教学目标：了解汽车底盘中几种常见的控制技术。本章教学内容摘要：汽车底盘常见的电子控制系统汽车防抱死制动系统ABS(antilockbrakesystem)；牵引力控制系统TCS(tractioncontrolsystem)；汽车动力学电子稳定控制系统ESP(electronicstabilityprogram)；主动前轮助力转向系统(EPS)、主动前轮叠加转向系统(AFS)和主动后轮转向系统(RWS)；主动悬挂阻尼器控制系统ADC。底盘电子控制网络化和全局协调化汽车底盘各控制系统之间的相互联系、相互依赖、相互影响越来越大。为了优化控制效果,节约资源,提高控制系统的可靠性,用高速局域网络CAN将两个或多个底盘电子控制系统结合起来,对底盘实现多层面控制,已成了现代汽车底盘技术的发展趋势。在此基础上出现了第二代ESP系统、GCC系统[6]和AUTOSAR研发工程。第二代ESP系统(ESPII或者ESPplus)要获得汽车的转向稳定性,可以通过对车轮制动力的控制,也可以通过主动转向系统的控制,还可以通过对发动机的输出转矩控制来实现。如果让3个控制系统独立工作,很可能相互约束,相互干扰，事倍功半。第二代ESP系统用网络让这3个控制系统有机地结合起来,相互配合,相互补充,达到最佳的控制效果。全方位底盘控制GCC(globalchassiscontrol)GCC的基本构思是设立一个更高层面的底盘控制单元。利用CAN网络将驾驶员的操纵指令同汽车动态特征有关的所有传感器的信息都传递给GCC控制单元。同时GCC控制单元同所有的其它汽车底盘子控制系统通过CAN网络联接起来。本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：重点：汽车底盘常见的电子控制系统、第二代ESP系统(ESPII或者ESPplus);难点：全方位底盘控制。相应的教学方法、手段:对于重点内容通过课程讲解和案例教学相结合的方法，对于难点以应用举例为主。第五章智能车辆技术主要知识点及教学用时安排5.1智能车辆的功能和系统（1学时）5.2智能车辆的层次（1学时）备注（实验、上机、课外学习等安排）本章教学目标：掌握智能车辆的定义，了解智能车辆的功能和系统；掌握智能车辆的层次。本章教学内容摘要：智能车辆的定义智能车辆是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能车辆的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆己经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。智能车辆的功能和系统智能车辆的功能和系统主要是包括智能驾驶系统、生活服务系统、安全防护系统、位置服务系统以及用车服务系统等。智能车辆的层次（1）无智能化（层次0）：由驾驶员时刻完全地控制汽车的原始底层结构，包括制动器、转向器、油门踏板以及起动机。（2）具有特殊功能的智能化（层次1）：该层次汽车具有一个或多个特殊自动控制功能，通过警告防范车祸于未然，可称之为“辅助驾驶阶段”。这一阶段的许多技术大家并不陌生，比如车道偏离警告系统（LDW）、正面碰撞警告系统（FCW）、盲点信息（BLIS）系统。（3）具有多项功能的智能化（层次2）：该层次汽车具有将至少两个原始控制功能融合在一起实现的系统，完全不需要驾驶员对这些功能进行控制，可称之为“半自动驾驶阶段”。这个阶段的汽车会智能地判断司机是否对警告的危险状况做出响应，如果没有，则替司机采取行动，比如紧急自动刹车系统（AEB）、紧急车道辅助系统（ELA）。（4）具有限制条件的无人驾驶（层次3）：该层次汽车能够在某个特定的驾驶交通环境下让驾驶员完全不用控制汽车，而且汽车可以自动检测环境的变化以判断是否返回驾驶员驾驶模式，可称之为“高度自动驾驶阶段”。谷歌无人驾驶汽车基本处于这个层次。（5）全工况无人驾驶（层次4）：该层次汽车完全自动控制车辆，全程检测交通环境，能够实现所有的驾驶目标，驾驶员只需提供目的地或者输入导航信息，在任何时候都不需要对车辆进行操控，可称之为“完全自动驾驶阶段”或者“无人驾驶阶段”。本章教学重点、难点及相应的教学方法、手段：重点：智能车辆的定义、智能车辆的功能和系统。难点：智能车辆的层次。相应的教学方法、手段:对于重点内容通过课程讲解和案例教学相结合的方法，对于难点以应用举例为主。第六章智能交通运输技术主要知识点及教学用时安排6.1智能交通运输系统的概念、地位和作用（1学时）6.2智能交通运输系统的研发内容（1学时）备注（实验、上机、课外学习等安排）本章教学目标：掌握智能交通运输系统的概念、地位和作用；熟悉智能