《新能源汽车技术》教案第9课整车性能试验（二）.docx

课题整车性能试睑(二)课时2课时(90min)教学目标知识技能目标：(1)掌握制动性试验的试验准备及操作规范(2)掌握制动性试验的试验要求素质目标：(1)培养脚踏实地、求真务实的工作作风(2)树立探索未知、追求真理的科学精神(3)激发心系国家建设、勇担时代使命的爱国情怀教学重睚点教学重点：制动性试验的试验准备及操作规范，制动性试验的试验要求教学难点：正确理解并使用整车性能试验相关的国家标准及行业规范，正确按照试验流程完成整车性能试验，正确调试和操作整车性能试验的相关试验设备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4任务4.2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APP或其他学习软件，收集制动性试验的相关资料，并进行了解【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材考勤【教师】使用APP进行签到【学生】按照老师要求签到互动导入【教师】讲述相关内容，然后提出问题制动性是车辆安全性的重要评价指标，车辆在日常行驶过程中应能正常减速或停止，以保证驾驶安全。若车辆的制动性较差，则可能会导致制动距离过长，增大发生交通事故的概率。新能源汽车用电子液压制动系统与电子机械制动系统代替了传统的机械制动系统，在保证制动有效性与可靠性的同时，有效减小了车辆制动系统的质量与体积，同时加快了响应速度、明显提高了制动效果。目前，几款热门的新能源汽车在制动性方面有着较好的表现。理想one、蔚来ES6的百公里制动距离都在40m以内，而比亚迪汉EV以百公里制动距离32.8m的成绩刷新了全球新能源汽车最短百公里制动距离纪录，为新能源汽车市场树立了新的制动性标杆，彰显了我国新能源汽车产业对用户安全需求的重视。为什么制动性是车辆安全性的重要评价指标？【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，讲解制动性试验的试验准备、操作规范及试验要求等知识4.2.1制动性试验概述制动性是新能源汽车的核心性能之一，它直接关系到车辆的驾驶安全性。因此，无论是车辆在制造过程中的检测，还是出厂检测或车辆年检，制动性都是重点检测项目。为了更加准确地对车辆的制动性进行评估，各汽车制造企业不断创新制动性试验的试验方法，采用数值模拟、实车检测与实例计算相结合的方法,进一步优化、提升新能源;气车的制动性。新能源汽车制动性试验可参照国家标准GB21670-2008乘用车制动系统技术要求及试验方法、GB12676-2014商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法、QCZT1089-2017电动汽车再生制动系统要求及试验方法、GB/T135942003机动车和挂车防抱制动性能和试验方法、GB72582017机动车运行安全技术条件执行。1 .试验设备制动性试验TS分为台式制动性试验与路试制动性试验两部分。台式制动性试验通常用于测量车轮阻滞力、制动控制力等；路试制动性试验通常用于测量制动距离、平均减速度、制动时间、制动稳定性等。【教师】通过多媒体展示“滚筒式制动试验台"和“平板式制动试验台”图片，井进行讲解(I)台式制动性试验具有检测准确、快速、安全、经济等优势；同时，试验不受外界气候条件限制，可重复性好。台式制动性试验的试验设备为制动试验台，有滚筒式制动试验台、平板式制动试验台等类型。制动试验台能够完成试验过程中各车轮制动控制力变化的实时监测，为车辆前后轴制动控制力的合理分配提供依据，有助于提升车辆的制动性。【教师】通过多媒体展示“制动性测试仪”图片，并进彳理解(2)路试制动性试验能够更真实地反映车辆在实际行驶过程中的制动性能。路试制动性试验的试验设备为制动性测试仪，包括数据采集设备、测速仪、制动触发器、踏板力传感器等。在试验时，应将测速仪应安装在车顶中心位置，制动触发器、制动踏板力传感器安装在制动踏板处，数据采集设备由试验人员控制并做好数据的监测与记录。2 .试验条件试验前，需要确保试验场地、车辆制动系统等满足下述条件。(1)车辆制动系统应具有抗腐蚀和抗老化能力，摩擦衬片不应含有石棉。(2)行车制动系统应满足当车辆处于不同车速、荷载条件时，可使车辆安全、迅速、有效地停驻，同时应保证驾驶员在驾驶座上双手不离开转向盘即可进行行车制动。(3)应急制动系统应满足当行车制动系统失效(仅一处失效)时，可使车辆在适当距离内停驻，同时应保证驾驶员在驾驶座上双手不离开转向盘即可进行应急制动。(4)驻军制动系统应满足当驾驶员离开时，车辆也能在一定坡度的道路上停驻，同时应保证驾驶员在驾驶座上即可进行驻车制动。(5)施加在制动装置上的力应不超过规定的最大值。(6)试验场地应具有附着系数约为0.8的高附着系数路面和附着系数小于或等于().3的低附着系数路面。(7)为检测车辆防抱死制动系统(antilockbrakesystem,ABS),试验场地应设置对开路面和对接路面。3.试验内容根据GB21670、GB12676、GB/T13594、GB7258,制动性试验的试验内容主要包括基本制动性试验、ABS性能试验等。对于新能源汽车，还需要根据QC/T1089进行再生制动系统性能试验.4.2.2基本制动性试验基本制动性试验包括0型试验、应急制动系统性能试验、驻车制动系统性能试验等。I.基本制动性试验评介指标基本制动性试验评介指标包括制动距离、制动平均减速度、制动稳定性、制动踏板力等。(1)制动距离是指驾驶员开始进行车辆制动至车辆完全停驻时所驶过的距离，一般用字母S表示。根据GB7258,对于乘用车，制动初始车速为50km/h,车辆空载时制动距离应小于或等于19m,车辆满载时制动距离应小于或等于20m(2)制动平均减速度(meanfullydevelopeddeceleration,MFDD)用dm表示，可根据公式进行计算。根据GB7258,对于乘用车，制动初始车速为50km/h,车辆空载时制动平均减速度应大于或等于6.2m/s,车辆满载时制动平均减速度应大于或等于5.9msd=Xm25.92(Se-Sb)式中：dm制动平均减速度(m/s：)；%、ve车速，Mvb=O.8vo>ve=Olv0(km/h)：V0制动初始车速(km/h)；Sb车速从%至Vb所驶过的距离(m)；Se车速从“至匕所驶过的距离(m)。(3)制动稳定性是指车辆在制动过程中保持直线行驶或按预定路线行驶的能力,根据GB7258,对于乘用车,制动初始车速为50km/h,制动过程中车辆任何!部位均不得超出2.5m宽的试验道路。(4)根据GB7258,乘用车的制动踏板力应满足下述要求：当车辆空载时，气动制动系统的指示气压应小于或等于750kPa,液压制动系统的制动踏板力应小于或等于400N；车辆满载时，气动制动系统的指示气压应小于或等于额定工作气压，液压制动系统的制动踏板力应小于或等于500N。【知识链接】【教师】讲述空载、满载的相关知识(1)空载指车辆的整备质量增加110kg。(2)满载周旨车辆质量达到最大设计总质量，驾驶员、记录员、试验设备等的质量应计算在内。【学生】聆听、思考、理解2.试验准备在进行基本制动性试验前，首先要对试验车辆进行相关检查及磨合试验，具体内容如下。1)车辆检查在试验前，需要对试验车辆迸行初步检杳，确保其符合试验条件。(1)试验车辆的制动踏板与传输部件之间应连接牢固，制动踏板、控制阀、制动踏板与主缸之间的连接件等零部件功能正常。(2)行车制动系统应作用在所有车轮上，行车制动系统、应急制动系统、驻车制动系统应与车轮保持持续连接，且各制动系统运行正常。行车制动装置、驻车制动装置应在结束制动时完全回位。(3)试验车辆的制动装置应符合磨损自动调整的规定。(4)电控系统、未M尝系统、储能系统、报警系统等应运行正常，符合国家标准的规定。2)磨合行驶试验前，应按照相关方法对试验车辆进行磨合，若汽车制造企业规定了磨合行驶方法，则根据该方法进行磨合；若汽车制造企业未规定磨合行驶方法，则按照下述方法进行磨合。将试验车辆加载至满载状态,以OS倍最高车速不超过120km/h昨为初始车速,踩下制动踏板,以3ms2的制动减速度开始制动。当车速减速至初始车速的50%时，松开制动踏板，将车辆加速至0.8倍最高车速，重复2(M)次后可视为磨合完成。3.0型试验0型试验又称冷态制动效能试验,是检测车辆制动性的主要试验方法，包括动力系统脱开的0型试验与动力系统接合的0型试验。1)动力系统脱开的O型试验(I)试验准备。按照规定加载试验车辆，分别在车辆空载与满载状态下进行试验。确认温度最高的车轴上的制动装置温度为65100,动力蓄电池的电量不低于95%。将测速仪、制动触发器、踏板力传感器等安装在试验车辆上，并校准试验设备。(2)试验方法：将试验车辆驶入附着条件良好(附着系数高于0.8)的试验场地，挂入前进挡，将试验车辆加速至高于规定车速5km/h,然后脱开挡位，待车速达到规定车速时全力进行制动，记录试验车辆的制动距离、制动平均减速度、制动踏板力等。试验最多重复进行5次，确认试验车辆在车轮未抱死情况下的最佳制动性能是否符合要求。2)动力系统接合的。型试验【教师】通过多媒体展示“<)型试验要求”表格，并进行讲解(1)试验准备：参照动力系统脱开的O型试验的试验准备。(2)试验方法：将试验车辆驶入附着系数小于或等于0.3的试验场地，挂入前进挡，将试验车辆加速至高于规定车速5knVh,松开加速踏板并保持挡位不变，待试验车辆车速达到规定车速时全力进行制动，记录试验车辆的制动距离、制动平均减速度、制动踏板力等。试验最多重复进行5次，确认试验车辆在车轮未抱死情况下的最佳制动性能是否符合要求。表4-13O型试验要求M1M2Nl试睑评价指标动力系统脱开的O型试验试验规定车速(kmhT)1006060806060制动距离/1D0.Ir+0.006Or20.15r+0.0076<h2制动平均减速度/(ms")6.43>5.0制动踏板力/N65500W700试验评价指标动力系统接合的O型试验试验规定车速V=O.Symx(kn!,)160W1009012010090制动距离/mO.Ir+0.006720.15v+0.007662制动平均减速度/(ms")5.764.0制动踏板力/N655007004.应急制动系统性能试验应急制动系统是指当行车制动系统失效(仅一处失效)时，可使车辆在适当距离内停驻的制动系统。应急制动系统性能试验应在动力系统脱开的条件下进行。(1)试验准备：试验前，除了进行试验车辆、试验设备、试验场地的检查与调试外，还需要对试验车辆的行车制动系统进行设置，模拟行车制动系统失效的状态。(2)试验方法：试验时，将试验车辆驶入试验场地，挂入前进挡，将试验车辆加速至高于规定车速5km/h,然后脱开挡位，待试验车辆车速达到规定车速时全力进行制动，记录试验车辆的制动距离、制动平均减速度、制动踏板力等。应急制动系统性能试验要求如表所示。【教师】通过多媒体展示“应急制动系统性能试验要求”表格，并进行讲解表4-14应急制动系统性能试验要求车辆类型M1M?MjNtN2Nj试验规定车速/(km”)1006060705040制动距离/m0.1r+0.0158rW0.15v+0.015420.15v+0.0174v2制标均三三Jg(us-)2.442.52.2制动踏板力/N65-5007005.驻车制动系统性能试验驻车制动系统性能是指车辆在规定坡度的坡道上停驻的能力。试验前，需要将试验车辆加载至满载状态，并对试验车辆、试验设备、试验场地进行检杳与调试。(1)试验方法。将试验车辆以30km/h的初速度朝上坡方向驶入坡度为20%的坡道，挂入驻车挡位，以不低于1.5ms2的减速度进行行车制动使车辆在坡道上静止，然后施加驻车制动，持续时间不彳氐于5min,记录试验过程中的驻车制动控制力。控制车辆以下坡方向驶入坡道，重复步骤。(2)试验要求：驻车制动系统性能试验要求如表所示.【教师】通过多媒体展示“驻车制动系统性能试验要求”表格，并进行讲解表445驻车制动系统性能试验要求车辆类型M1M2、M3、Nl.N2、N3坡度要求试验车辆应在坡度为20%的上下坡道上保持静止试验车辆应在坡度为18%的上下坡道上保持静止制动控制力要求对于手控装置，驻车制动控制力应小于或等于400N对于脚控装置，驻车制动控制力应小于或等于500N对于手控装置，驻车制动控制力应小于或等于600N对于脚控装置，驻车制动控制力应小于或等于700N4.2.3防抱死制动系统性能试验【教师】扫码播放“防抱死制动系统的优缺点”视频，并进行讲解防抱死制动系统(antilockbrakesystem,ABS)是指车辆在附着系数较小的湿滑路面上制动或紧急制动时,防止车轮抱死和保证车辆稳定性、安全性的制动系统。ABS由车速传感器、ABS执行装置、控制模块等组成。ABS对于车辆的安全性至关重要，故需要对其进行相关的性能试验。ABS性能试验可参照GB/T13594执行，试验内容包括能耗试验、附加检直试验及附着系数利用率等。能耗试验主要用于检测装备了ABS的车辆在长时间、全行程行车制动时的制动性能保持能力.试验前，需要将试验车辆加载至满载状态，确认试验车辆的储能装置初始水平是否符合要求，并对试验车辆、试验设备、试验场地进行检杳与调试。(1)试验方法。将试验车辆驶入附着系数小于或等于0.3的路面，将其加速至车速高于50km/h,然后脱开动力装置。对试验车辆进行全行程制动，制动时间I=Vmax/7,且I应不小于15S,Vi应不大于160k11Vh试验车辆静止后，连续进行4次全行程制动。(2)试验要求：第5次制动试验时，试验车辆应满足应急制动系统性能要求，可通过高附着系数路面道路试验或测定第5次制动的管路压力进行确定。【知识链接】【教师】讲述全行程制动全行程制动是指踩下制动踏板使踏板力达到最大值，并保持510sf然后迅速松开制动踏板的过程。【学生】聆听、思考、理解2 .附加检查试验【教师】通过多媒体展示“附加检宜试验方法及要求“表格，并进行谢解附加检查试验主要用于检测装配了ABS的车辆在不同附着系数的路面上紧急制动时车轮的抱死情况及车辆的稳定性。通常需要在车辆空载与满载状态下分别进行附加检查试验，其试验方法及要求如表所示。表4-16附加检查试验方法及要求序号试验项目tit验方法1单一路面试验试验路面为附着系数小于或等于0.3与附着系数约为0.8的两种路面，试验车辆分别以40knVh的低速度与08.(应小于或等于120km/h)的高速度驶入试验路面并进行全力制动，试验过程中，由ABS直接控制的车轮不应抱死2对接路面试验高附着系数路面至低附着系数路面：试验车辆分别以上述高、低两种车速从高附臂系数路面驶入低附着系数路面，并在某一车轴行驶至两种试验路面交界线时进行全力制动，试验过程中，由ABS直接控制的车轮不应抱死。其中，卷0.5且即/坛2低附着系数路面至高附着系数路面：试验车辆以50km/h左右的车速从低附着系数路面驶入高附着系数路面，并在前轴行驶至两种试验路面交界线时进行全力制动，试验过程中，试验车辆的减速度应在合适的时间内上升到一个适当大的值，同时车辆应不偏离行驶路线。其中，六H205且AJ23对开路面试验试验车辆的左右两侧车轮分别行驶在高、低附着系数路面上，在50km/h的车速下全力制动，由ABS直接控制的车轮不应抱死。其中，%0.5且后H/牝2试验要求在进行试验1试验3时，ABS直接控制的车轮不允许抱死：当车速低于15km/h时，允许车轮抱死：ABS间接控制的车轮允许抱死，但应不影响试验车辆的稳定性及转向能力：试验过程中试验车辆的摇摆角应小于或等于15。，且车辆任何部位均不得超出35m宽的试验道路在进行试验3时，可以对车辆行驶方向进行修正，但转向盘在制动开始的2s内应不超过120。，总计不应超过240。；试验车辆的纵向中心平面通过两种试验路面交界线时开始制动；在试验过程中，车轮任何部分均不得越过交界线。注：kH为高附着系数,kL为低附着系数。【知识链接】【教师】讲述制动性试验中的动态试验制动性试验中的动态试验包括基本制动性试验、防抱死试验等，均要求车辆在制动过程中行驶稳定，横摆角应小于或等于15°,车辆任I可部位均不得超出3.5m宽的试验道路。【学生】聆听、思考、理解3 .2.4再生制动系统性能试验随着新能源汽车技术的发展，再生制动系统已成为新能源汽车的标准配置。再生制动系统通过驱动电机产生的反向力矩使车辆减速，同时可将新能源汽车在减速或者滑行时的部分动能转化为电能，并储存于动力蓄电池内。通过再生制动系统可以延长车辆的续驶里程，也可以减小制动距离，提高车辆的制动性。再生制动系统性能试验可参照QC"1089执行，须确保再生制动系统不会影响车辆的制动性能。(1)试验条件：试验车辆动力蓄电池的SOC应该分别处于以下3种状态。SOC在95%以上。试验车辆放电，等速行驶1/3的续驶程。试验车辆放电，等速行驶2/3的续驶里程。(2)试验方法：试验车辆为空载状态，试验规定车速Va=0.8V,且不能超过160knVh首先打开再生制动系统的制动能量回收功能，将试验车辆驶入附着条件良好(附着系数高于0.8)的试验场地，挂入前进挡，将试验车辆加速至高于规定车速5km/h,待车速下降至试验规定车速时全力进行制动，记录试验车辆的制动距离、制动平均减速度等。关闭制动能量回收功能，重复上述步骤。计算3种SOC状态下的制动平均减速度，并根据公式计算其平均值、标准差及变异系数。Vdm.m/Mean=-nSmnU-Mean)2S十小CV=-Mean式中：Mean制动平均减速度平均值(m/sD；S标准差(m/s2)：CV变异系数。(3)试验要求：再生制动系统的制动能量回收功能开启与关闭时，车辆的制动性应满足下表的要求，且变异系数应不超过15%【学生】聆听、思考、理解、记忆实践应用【教师】带领学生到实操间进行实践操作1 .准备工作(1)试验车辆：确认试验车辆的制动系统运行正常,液压、胎压等符合要求,并按照要求加载试验车辆。查阅试验车辆的技术资料，试验车辆的最高车速Va=180km/h,满载质量为m=2325kg(2)试验设备：调试制动性测试仪，确认测速仪、制动触发器、踏板力传感器等连接可靠，数据采集设备运行正常。(3)试验场地：确认试验场地的附着系数、坡道坡度符合要求。(4)环境条件：确认风速、风向、温度等环境条件不会影响试验结果。2 .操作步骤【教师】组织学生根据要求进行操作1 )试验车辆磨合行驶将试验车辆加载至满载状态，因为0.8VmIiX=144km/h,故以120km/h作为初始车速，以3m/s2的制动减速度进行制动。当车速减至60km/h时，再次将车辆加速至120km/h,重复200次，完成磨合行驶。2 )0型试验(1)动力系统脱开的0型试验。将试验车辆驶入附着系数高于()8的试验场地，将试验车辆挂入"D"挡，并加速至105kVh脱开挡位,待车速下降至100km/h时踩下制动踏板，全力进行制动，记录试验车辆的制动距离、制动踏板力等。重复上述步骤5、次,选择制动性能最佳(制动距离最小)的试验结果计算制动平均减速度并确认试验车辆制动性能是否符合动力系统脱开的0型试验的试验要求。(2)动力系统接合的。型试验。将试验车辆驶入附着系数小于或等于03的试验场地，将试验车辆挂入"D"挡，并加速至105km/h.松开加速踏板，保持"D"挡，待车速下降至100k11Vh时踩下制动踏板，全力进行制动，记录试验车辆的制动距离、制动踏板力等。重复上述步骤5次，选择制动性能最佳(制动距离最小)的试验结果计算制动平均减速度并确认试验车辆制动性能是否符合动力系统接合的O型试验的试验要求。3)驻车制动系统性能试验(1)将试验车辆加载至满载状态，即整车质量为2325kg(2)试验车辆以30km/h的初速度朝上坡方向驶入坡度为20%的坡道，挂入"N"挡，进行行车制动，使车辆在坡道上静止，然后施加驻车制动，持续时间5min并记录驻车制动控制力。(3)将试验车辆朝下坡方向驶入坡道，重复上述试验。【学生】进行准备工作、根据要求进行试验、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制动性试验概述基本制动性试验防抱死制动系统性能试验再生制动系统性能试验【学生】总结回顾知识点作业布置【教师】布置课后作业(I)复习所学知识，完成课后相关习题，形成实践应用总结报告(2)登录APP磔他学习平台查看相关知i“镀【学生】完成课后任务教学反思