《新能源汽车建模与仿真》课程教学大纲.docx

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《新能源汽车建模与仿真》课程教学大纲

课程名称

新能源汽车建模与仿真

ModelingandSimulationofElectricVehicle

课程代码

102135223209

课程性质

专业选修课

课程类别

个性化拓展类课程

先修课程

汽车电器与电子控制技术，控制工程基础

学分/学时

2/32

理论学时

/实验学时

26/6

适用专业

车辆工程

开课单位

智能制造学院

课程负责人

xxx

审定日期

2024年9月

一、课程简介

《新能源汽车建模与仿真技术》是车辆工程专业的专业方向特色课程。本课程在对新能源汽车系统动力学建模与仿真相关知识体系的基础上，紧密结合智能驾驶车辆技术的发展趋势，联系科研实际和行业发展现状，利用大量的仿真实例对智能驾驶车辆动力学建模与仿真所涉及的基本理论及关键技术进行讲授。通过本课程的学习，能掌握新能源汽车的基本结构及理论，并在此基础上能够使用计算机手段对车辆结构进行建模，对车辆性能进行仿真，最终实现对车辆性能的创新设计。

在教学实施过程中，将工程与社会、职业操守、家国情怀等与本课程的专业技能深度融合，激励学生在汽车结构设计及性能优化等方面勇于创新，培养学生的职业道德意识和安全责任意识。二、课程目标

目标1：通过对新能源汽车的组成，工作原理的学习，掌握新能源汽车的性能要求及相关控制系统知识，并能够分析其互相的关系，进行创新性设计。

目标2：通过使用现代软件，对车辆整车系统及重要部件进行建模，掌握基础的建模方法；掌握车辆动力学与控制理论基础，针对具体的环境及性能要求进行仿真，得出有效结论。

目标3：培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握典型的新能源汽车仿真案例，能够通过实

验验证的方法，获得技能的训练，具有运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力。

各课程目标对毕业要求指标点的支撑关系见下表：

课程目标

毕业要求

毕业要求指标点

课程目标1

3.设计/开发解决方案

指标点3.2：能够针对确定性工程需求，完成车辆系统中单元（部件）设计，并能够在设计中体现创新意识，适当考虑公共健康与

安全、节能减排与环境保护、法律与伦理以及社会与文化等制约因素。

课程目标2

5.使用工具

指标点5.2：能够使用恰当的现代工具，对车辆工程领域中的复杂工程问题进行分析、计算与设计。

课程目标3

11.项目管理

指标点11.2：在多学科环境或模拟多学科的环境下，在产品设计开发解决方案中，运用工程管理和经济决策方法。

教学内容

知识单元

对应课程目标

学习成果

教学内容（含思政点）

课程目标达成方式

学时分配

1.新能源汽车仿真技术概述

课程目标1

1.了解新能源汽车的基本结构组成及原理；

2.了解传感器，车辆动力学特性及交通场景的建模方法；

3.了解当前汽车行业仿真平台。

1.新能源汽车概述。

2.仿真平台构成。

3.仿真平台行业现状

教学活动：课堂讲授、多媒体教学。

学习任务：课程作业。

4

2.机电系统建模与仿真基础

课程目标1

1.掌握拉格朗日，牛顿，三次样条，埃米尔，一维等插值建模方法；

2.掌握线性，多项式，曲线等拟合方法；

3.能够针对具体的问题搭建数学模型并求解；

4.针对复杂系统能够进行系统建模；

5.针对非线性问题进行线性化并建模求解；

1.常用建模方法。

2.插值，拟合问题。

3.构建方程。

4.建模基础。

教学活动：课堂讲授、多媒体教学。

学习任务：课程作业。

6

3.车辆动力学与控制理论基础

课程目标2

1.掌握车辆的运动学模型，动力学模型，轮胎模型及轮胎侧偏高刚度求解；

2.掌握低通滤波器，卡尔曼滤波器的原理及其应用；

3.能够针对路面附着系数，车辆行驶曲率，车辆速度进行规划及估计。

4.掌握模拟PID和数字PID控制方法；

5.能够针对具体模型进行预测及控制方法。

1.概述。

2.车辆系统模型。

3.常用滤波器及应用。

4.二次规划及应用。

5.PID控制。

6.线性二次型状态调节器。

7.模型预测控制。

教学活动：课堂讲授、多媒体教学。

学习任务：课程作业。

6

4.MATLAB智能驾驶系

统仿真

课程目标2课程目标3

1.学习ADT的主要模块，如驾驶场景，传感器，多目标跟踪，3D仿真，车辆控制等；

2.能够掌握自动驾驶场景的搭建方法；

3.能够针对自动驾驶中的视觉检测，毫米波雷达目标检测，激光雷达检测，车辆避障功能等进行