《汽车文化》 教案 项目5任务2 轻量化汽车

《汽车文化》单元教学设计任课教师：

单元设计本单元标题：轻量化汽车授课班级上课时间第周月日第节上课地点教学目的了解汽车轻量化基本分类及区分方法，了解并轻量化汽车基本结构及工作原理，掌握轻量化汽车主要零部件作用及原理；教学目标能力（技能）目标知识目标1.学会轻量化汽车分类及基本工作原理；2.掌握轻量化汽车高压部件基本原理并能指认汽车各零部件；1.常见轻量化汽车分类；2.轻量化汽车基本工作原理；重点难点及解决方法教学重点：轻量化汽车高压部件基本原理并能指认汽车各零部件；教学难点：轻量化汽车高压部件基本原理；解决方法：在讲解轻量化汽车内外部结构时把4S店实习时拍摄的相关轻量化汽车零部件结构图讲解给学生听，以图文并茂的形式讲解；参考资料《汽车构造》，陈家瑞主编，机械工业出版社，2009.6

单元教学设计基本框架第一节课【步骤一】 自我介绍+课程思政 （时间：25分钟）第一部分：组织教学（15分钟）新年寒暄自我介绍、学习通点名分发动力电池单体（要求学生用手机查询动力电池单体上字母标识所代表的含义，讲述国产动力电池发展的历程，微宏动力、宁德时代）（课程思政）第二部分：每日新能源行业要闻（10分钟）关注和学习每天轻量化汽车行业发生的各类新闻事件介绍国家、行业最新轻量化汽车政策（课程思政）

【步骤二】 播放视频+实物展示 （时间：15分钟）通过视频展示向同学们介绍常见轻量化汽车通过传统燃油车与轻量化汽车对比，让学生总结轻量化汽车优点讲解轻量化汽车对于社会及国家的意义【步骤三】 对本课程学生基础情况掌握 （时间：5分钟）相关汽车知识提问（主要为轻量化汽车技术），以掌握学生的基础轻量化汽车常见品牌及车型掌握情况了解。轻量化汽车关键零部件掌握情况了解。轻量化汽车选购、驾驶、维护保养的应用了解学生对本课程提要求及想法掌握学生的兴趣点。第二节课【步骤四】轻量化汽车内涵 （时间：20分钟）采用现代设计方法和有效手段对汽车产品进行优化设计，或使用新材料在确保汽车综合性能指标的前提下，尽可能降低汽车产品自身重量，达到减重、降耗、环保、安全的综合指标。汽车整备质量减少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升。汽车轻量化的实现贯穿整个汽车设计、制造、使用以及回收环节，目前在设计及制造环节达到轻量化目的的主要途径有：（1）汽车主流规格车型持续优化，规格主参数尺寸保留的前提下，提升整车结构强度，降低耗材用量。（2）采用轻质材料。如铝、镁、陶瓷、塑料、玻璃纤维或碳纤维复合材料等。（3）采用计算机进行结构设计。如采用有限元分析、局部加强设计等。（4）采用承载式车身，减薄车身板料厚度等。 汽车轻量化技术可以提升国家汽车工业自主创新的内在动力，同时也是节能减排的重要途径。 同时，汽车轻量化对汽车安全性的提升也有积极意义。一般而言，汽车安全性分为主动安全与被动安全。这两者的却别是被动安全是在事故后对乘员进行保护，汽车被动安全系统可分为安全车身结构和乘员保护系统，其中安全车身结构主要是为了减少一次碰撞带来的危害，而乘员保护系统则是为了减少二次碰撞造成的乘员损伤或避免二次碰撞。主动安全是在汽车碰捕发生之前采取紧急措施来避免事故的发生。目前的汽车智能技术均是为了在事故前避免事故的发生。目标2016-2020年2021-2025年2026-2030年整车整备质量减低10%减低20%减低30%高强度钢强度600MPa以上的应用要达到50%第三代汽车钢达到白车质量的30%2000MPa以上的钢有一定比例应用铝合金单车用量190kg单车用量250kg单车用量350kg镁合金单车用量15kg单车用量25kg单车用量45kg碳纤维增强复合材料碳纤维有一定的用量，成本比2015年下降50%碳纤维使用占车重2%，成本比上阶段下降50%碳纤维使用占车重5%，成本比上阶段下降50%【步骤五】汽车轻量化材料 （时间：20分钟）为了同时满足汽车轻量化与结构安全性的要求，汽车在设计制造过程中采用了许多高轻度、低重量的材料，例如高强度钢、碳纤维、镁铝合金等。这些材料的运用，使得零部件重量减轻的同时保证了结构安全性。【步骤六】单元小结 （时间：5分钟）1.通过本单元学习，要求同学们能够了解轻量化汽车常见类型及基本原理；第三节课【步骤七】高轻度钢 （时间：20分钟）高强度钢的特点高强度钢与其他汽车轻量化的候选材料镁、铝合金和复合材料相比，具有以下优点：（1）原材料价格低，经济性好；（2）性能优越，能保证零件的刚性；（3）可以直接利用现有的（冲压）成形、焊接、涂装和总装生产线，大大节约了设备投资成本。同时，高强度钢与普通钢相比，具有以下优点：（1）成形性能好。（2）高烘烤硬化性能。（3）能量吸收率较高。（4）高的疲劳强度和长的疲劳寿命。（5）高的防撞和抗凹性能。目前，大多数车型为了提高整车车身的结构安全性，均开始大量采用高强度结构钢，如图5-15为华为问界车型，该车型中白车身大量使用高强度钢，占比超过60%，其中热成型钢使用占比达到19%，搭配笼式车身以及6个安全气囊，使得该车型被动安全水平优异。【步骤九】铝合金材料 （时间：15分钟）铝合金是汽车轻量化技术的重要材料，铝合金的密度低（2.7g/am3），仅为钢铁的1/3，铝资源广、质量小、可再生利用、节约资源，具有良好的工艺性、吸收冲击性能好、耐腐蚀、易回收等特点，是综合性能很好的轻量化材料之典型的铝合金零件一次减重效果可达30～40％，二次减重则可进一步提高到50％。用于车身上的铝合金主要是变形铝合金，主要有A1－Cu－Mg系（2000系）、A1－Mg系（5000系）、AI－M1g－Si系（6000系）、Al－Mg－Zn－Cu系等。【步骤十】铸造铝合金 （时间：10分钟）第四节课【步骤十一】实训提升（时间：45分钟）1.设备及工具（1）轻量化车身台架4台、铝合金零部件台架、碳纤维材料台架。2.分配任务每6人为一组，选出1名组长，组长对小组任务进行分工。组员按组长要求完成相关任务。具体任务要求如下：（1）组长选取一台实训车辆，让组员分别说出汽车上哪些零部件采用了铝合金材质，如何分辨铝合金材质与普通钢材质。（2）小组成员PPT汇报铝合金和碳纤维材料对汽车轻量化的影响，并以某一款采用铝合金、碳纤维材料制造的车型为例，讲解汽车轻量化技术。3.注意事项（1）成员阐述、