课程思政—纯电动汽车结构原理与故障诊断

2023年12月15日发(作者：福特猛禽f950)

《纯电动汽车结构原理与故障诊断》课程思政方案

在专业课程教材中增加“课程思政”元素，以立德树人为根本，以社会主义核心价值观为指导，以中国传统读

书人最高理想为主线，深入挖掘提炼各类专业课程所蕴含的思政元素和德育功能，实现思政教育与专业教育的协同

推进，知识传授、能力培养与价值引领的有机统一，构建全员育人、全过程育人、全方位育人的思想政治教育大格

局，以培养具有“科学素质、家国情怀、工匠精神、创新思维、法律意识、国际视野”并能做好职业规划的高级专

门人材和行业精英。

一、“课程思政”教材的含义

“课程思政”教材，是指以现有专业课程教材为载体，以立德树人为根本，充分挖掘蕴含在教材专业知识中的

思政元素和德育功能，实现专业知识与思政内容的有机融合，将德育渗透、贯通课堂教学的全过程，助力学生的全

面发展。

二、“课程思政”教材的目标

以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，运用可以培养大学生理想信念、价值取向、政治信仰、社会责

任的题材与内容，全面提高大学生缘事析理、明辨是非的能力，使学生成为德才兼备、全面发展的人材。

三、“课程思政”元素的设计思路

本教材的“课程思政”元素便用 “格物、致知、诚意、正心、修身、齐家、治国、平天下”来进行分类，再结

合社会主义核心价值观：“富强、民主、文明、和谐、自由、平等、公正、法治、爱国、敬业、诚信、友善”，设

计出课程思政的主题，然后紧紧环绕价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的课程建设目标，在课程内容中寻觅

相关的落脚点，通过案例、知识点等教学素材的设计运用，以润物细无声的方式将正确的价值追求有效地传递给学

生。

课程思政落脚点(只是举例，不限于此)

课程思政分类课程思政主题

科学精神、科学素质、努力学习、终身学习、自主学习、适应发展、辩

格物科学、学习、研究

证思想、逻辑思维、求真务实

专业与社会、专业与国家、专业能力、专业水准、实战能力、适者生

致知道理、知识、能力

存、科技发展

诚意意识、精神、诚信

诚信、友善、爱祖国、爱人民、爱家乡、谦逊、包容、尊重、毅力

社会公德、规范与道德、责任与使命、社会责任、法律意识、社会平

公正、公平、公开、

正心

等、公平正义、纪律、伦理、价值观、人生观、道路自信、理论自信、

平等、法律、信念

制度自信、文化自信、政治意识、大局意识、核心意识、看齐意识

个人修养、价值观、

个人成长、爱岗敬业、创新意识、工匠精神、职业精神、全面发展、先

修身

烈英迹、人性光辉、职业规划、热爱工作、热爱劳动、个人管理

责任

和谐家庭、家庭美德、团队合作、沟通协作、集体主义、企业文化、行

家庭、团队、企业

齐家

业发展、安全意识

文化传承、民族瑰宝、民族精神、民族自豪感、时代精神、国之重器、

国家、社会、

现代化、工业化、基本国情、中国梦、传统文化、改革开放、大国复

治国

民族、文化

兴、产业报国、经济发展、大国风范、国家安全

人类命运共同体、世界文化、全球议题、他山之石、国家竞争、中西结

世界、国际、视野

平天下

合、洋为中用、环保意识、能源意识、可持续发展

“课程思政”教材的思政元素基本包括以上八个分类，自成体系，构成一个有机的整体，以全方位引导、培养

学生全面发展。

每一个思政元素的教学活动过程都包括：内容导引、思量问题、展开研讨、总结分析等。这是一个完整的课程思政教学过程，老师和学生都参预其中，是针对课堂教学而专门设计的。

四、《纯电动汽车结构原理与故障诊断》课程思政元素汇总

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

19世纪中期， 1881年，第一辆使用铅酸电池的电动汽车浮现，早于燃

油汽车。 1900年，欧美出售的4200辆汽车中， 40%是蒸汽机车， 38%是

电动汽车，剩下的22%才是燃油汽车。 20世纪初期，随着发动机技术的

发展，启动机的发明以及生产技术的提高，燃油汽车在这一阶段形成为了绝对的优势。再对照电动汽车的充电的不便性，这一阶段纯电动汽车退出思政落脚点

能源意识

环保意识

创新意识

修身

平天下

纯电动汽车

的定义

1.什么是新能源汽车？

2.什么是纯电动汽车？

了汽车市场。 21世纪初期，电池技术有所突破，各国开始大规模应用电动汽车。随着电池密度和机电动力的提升，以及燃油汽车带来的能源短缺、

环境污染温和温上升的影响，新能源汽车成为目前汽车重要的发展方向，

可持续发展

我国更是大力推进新能源汽车的技术发展和产品落地，目前我国已经成为

全球新能源汽车保有量、产量最高的国家。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，引导学生树立能源意识和环保意识，培养科技创新意识，实现可持续发展。

纯电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖，可将有限的石油用

于更重要的方面。向动力蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、

核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化而来。全球能源发展经历了从薪柴

时代到煤炭时代，再到油气时代、电气时代的演变过程。在几十万年的演

变过程中，薪柴和木炭向来是人类用来做饭取暖的主要能源。从18世纪初

开始，煤炭在西方国家逐渐代替木柴。英国工程师托马斯 ·纽科门在1712

年发明的燃煤蒸汽机开始了以蒸汽动力来代替古老的人工体力、风力和水

力的新时代，为人类的工业文明掀开了序幕； 1781年英国发明家瓦特发

明的改良蒸汽机更使得煤炭得以大规模地使用，使得第一次工业革命得以

大规模展开；然而，随着1859年美国的埃德温 ·德雷克在宾夕法尼亚州

打出第一口油井以后，石油的大规模生产和使用不仅使得工业革命以更大

规模地在全球推广，新的技术、新的发明创造也接踵而来：内燃机、汽车、

飞机……石油和这些发明一起，改变了世界的生产模式、交通模式；而最

具革命性的还是电力的发明，法拉第发明的电力更使人类在能源使用上开

始了一场大革命，所有的能源都可以转化为电力，电力使工厂实现自动化，

更为当代电子、通信、计算机、互联网等技术提供了动力基础；能源改变

格物

平天下

纯电动汽车

的特点

1.纯电动汽车有什么特点？

2.给动力蓄电池充电的电力来源

有哪些？

科学精神

科学素质

全球议题

国家竞争

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

了人类的命运，能源开辟与利用成为全球关注的议题，能源也成为国家之

间竞争的最重要资源。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，

引导学生树立不断探索的科学精神，提高科学素质；关注全球议题，提高

国家竞争力

我国新能源汽车的发展， 2022年以前，新能源汽车处于研发即小规模

示范阶段； 2022年，新能源汽车开始规模化进入公共领域； 2022年，新

能源汽车开始规模化进入私人领域；2022年，新能源汽车保有量达到100

万辆； 2022年，新能源汽车产销进入百万辆时代； 2022年，部份一线城

思政落脚点

致知

治国

1.纯电动汽车结构的组成是怎样

市已全面使用公共新能源交通工具； 2022年，新能源汽车产销接近300

纯电动汽车

的？

万辆。由于我国坚持的纯电驱动战略取向，纯电动汽车在保有量之中占有

的组成与工作

2.纯电动汽车的工作原理是怎样

较大比重。截至2022年底，全国新能源汽车保有量达492万辆，其中，纯

原理

电动汽车保有量400万辆，占新能源汽车总量的81.32%。2035年，纯电

的？

动汽车将成为销售汽车的主流。要实现这个目标，还必须加大技术研发，

专业水准

专业能力

科技发展

基本国情

提高专业水准，突破关键技术。总之，发展纯电动汽车，符合中国国情。

查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，引导学生努力学习，提

高专业能力和专业水准，促进科技发展。

正心

齐家

我们都知道，电就像老虎的屁股，摸不得。运气不好触摸到带强电的东

西，轻则发麻电伤，重则丧失生命。人触电，到底电是怎么样给人体造成

伤害的呢？是电压造成还是电流造成的伤害呢？我们平时听到都是说电

压有多高，有多吓人，看起来好像是电压伤人似的。其实不然，电到人的，

看起来是电压，实际不是，本质还是通过人体的电流造成。如果把电压看

成水的深度，电流则是喷射出来的水。电压再高，如果不流通，还是不会

1.纯电动汽车的电压等级是如何划

对人造成伤害的，就像你泡在海里一样。但是一旦泄洪，水就会喷射而出，

规范与道德

杀伤力由此形成。固然，不是说电压高没故意义，它是和电流相辅相成的。

纪律

纯电动汽车

分的？

2.纯电动汽车的高压系统主要包括

水库的水位越高，它产生的压强越大，堤坝压力就越大，越容易坍塌。一

法律意识

的高压系统

旦坍塌，水流的冲击力和水的高度成正比，也就是说水位越高，喷射出水

安全意识

哪些系统或者部件？

流的速度越快，越有杀伤力。电也一样，电压越高，它的击穿能力就越强。

超高压电，可以把空气击穿，形成通路，比如闪电。普通情况下，当人体

流过 18~22mA 电流时，就会引起呼吸肌不能随意收缩，长期会导致呼吸住手，产生严重窒息。如电流量超过 22mA 以上，可使心室发生纤颤，造成心泵排血艰难，几分钟内即可住手心脏跳动，心室纤维性颤动是触电死亡的主要原因。如一次超过 10A 的电流量就会把皮肉击穿。脑子

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

和其它神经组织通过大量电流时，都会失去所有的正常兴奋性，而使伤者

很快进入触电后昏迷状态。电动汽车高压系统主要包括动力蓄电池系统、

电驱动系统、高压电控系统、充电接口和电动空调等，电压普通在

400V~800V 之间，输出电流可达 300A 摆布，因此，操作高压系统必须

进行安全防护，以免造成伤害。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解

与研讨，引导学生理解遵纪守法和按规操作的重要性；培养学生树立正确

的安全意识和法律意识。

铅酸蓄电池是由法国著名物理学家普兰特(全民雷蒙德 ·路易斯 ·加斯

顿 ·普兰特)于 1859 年发明的。在经历了 160 余年的发展历程中，铅

酸蓄电池在理论研究方面，在产品种类及品种、产品电气性能等方面都得

到了长足的进步，不管是在交通、通信、电力、军事还是在航海、航空各

个经济领域，铅酸蓄电池都起到了不可缺少的重要作用。铅酸蓄电池价格

较低，具有技术成熟、高低温性能优异、稳定可靠、安全性高、资源再利

思政落脚点

1.动力蓄电池在纯电动汽车中有什

动力蓄电池

么作用？

2.铅酸蓄电池在纯电动汽车中有什

么作用？

用性好等比较优势，市场竞争优势明显。铅酸蓄电池不足之处在于能量密

度偏低，循环寿命偏短，主要原材料铅是一类有毒物质，电池生产和再生

铅加工过程中存在铅污染风险，管理不善可能会对环境和人体健康造成危

害。随着新技术的突破和新结构的应用，铅碳电池、双极性电池、非铅板

栅电池等先进铅酸蓄电池的不断问世，改变了质量能量比偏低、循环寿命

较短等不足，并且随着法规制度的逐步健全和管理水平的提升，铅污染的

风险也可防可控，为铅酸蓄电池产业的持续发展注入了新的活力。虽然铅

酸蓄电池已再也不适合电动汽车的动力电池，但仍可作为启动蓄电池和储能蓄电池。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，引导学生学以致用，关注科技发展，最终将知识转化为生产力并服务于社会；树专业与社会

科技发展

适者生存

环保意识

致知

平天下

的作用

齐家

致知

立环保意识；理解适者生存的自然法则。

动力电池是电动汽车的核心技术之一，也是影响续航里程和使用体验的

主要因素。目前，我国电池单体能量密度已经达到300W ·h/kg，在国际

1.电动汽车对动力电池有哪些要

上处于率先水平力争经过15年持续努力，我国新能源汽车核心技术达到

国际先进水平。在动力电池的新体系、新材料、新工艺、新结构方面进行

动力蓄电池

求？

2.选择电动汽车动力电池优先考虑

取得突破，进一步推动动力电池向高比能、高安全的方向发展。动力电池

的要求

的选择要综合考虑电动汽车的动力性、经济性、环保性和安全性。安全性

哪些因素？

是当前电动汽车的短板。2022年全球动力电池装机量约136.30GW ·h，

其中同比增长18%。在2022年全球动力电池装机前10企业中，中国电池

安全意识

行业发展

专业能力

科技发展

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

企业占领6席，宁德时代稳居第一。 2022年，国内电动汽车动力电池装机

量达61.8GW ·h，排名前十的企业挨次为宁德时代、比亚迪、 LG化学、

中航锂电、国轩高科、松下、亿纬锂能、力神、瑞浦能源、孚能科技，其

中宁德时代占比为48.4%，前五占比为80. 1%，前十占比为89.2%。从电

池技术路线来看， 2022年国内三元锂电池共计装机38.6GW ·h，占比

62.5%；磷酸铁锂电池共计装机21 .7GW ·h，占比35. 1%，锰酸锂及其

他电池装机1.5GW ·h，占比2.4%。查找与思政落脚点相关的案例，通

过讲解与研讨，引导学生提高专业能力和安全意识，促进科技进步和行业

发展。

约翰 ·古迪纳夫1922年7月25日在美国出生，是钴酸锂、锰酸锂和磷

酸铁锂正极材料的发明人，是锂离子蓄电池的奠基人之一，被称为“锂电

思政落脚点

格物

致知

锂离子蓄电

池

终身学习

2.为什么目前电动汽车主要采样锂

看来，还需要最后一个重大发明才干无愧于自己，那就是创造出可以使电

专业与社会

离子蓄电池作为动力电池？

动汽车代替燃油汽车的高容量电池。查找与思政落脚点相关的案例，通过

科技发展

1.锂离子蓄电池有什么特点？

池之父”，于2022年 (97岁)获得诺贝尔化学奖，是目前诺贝尔奖得主

年龄最高的人。97岁高龄的他获得诺贝尔奖可以说是众望所归，无非在他

科学精神

讲解与研讨，激发学生终身学习、奉献社会的科学精神；把所学专业服务

于社会，促进科技不断发展。

蓄电池管理系统是连接动力电池和整车控制器的重要纽带，其精准的控

制和管理为动力电池的完美应用保驾护航。电池管理系统的主要功能有电

池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管

理等。特斯拉电动汽车电池管理系统采用主从架构设计，主控制器负责高

压、绝缘检测、高压互锁、接触器控制、对外部通信等功能；从控制器负

责单体电压、温度检测，并上报主控制器。特斯拉通过其强大的电池管理

系统，可以有效实现超过7000节18650号电池的一致性管理，达到高安

全性和可靠性目标。在电池冷却、安全、电荷平衡等与电池管理系统相关

的领域，特斯拉申请的核心专利超过140项，由此也造就了特斯拉超强的

核心竞争力。电动汽车众多的单体电池，通过电池管理系统进行管理，各

单体电池之间沟通协作，发挥团队合作精神，才干使动力电池发挥最大作

用。电池管理系统技术关系到新能源汽车行业能否顺利发展。电池管理系

统具有非常高的技术门坎，惟独经过长期研发和经验积累，才干生产出

真正高品质的电池管理系统产品。国内电动汽车使用的动力电池与特斯拉

电动汽车使用的动力电池，结构上彻底不一样。国内电动汽车企业应根据

蓄电池管理

系统

1.什么是蓄电池管理系统？

2.蓄电池管理系统主要有哪些功

能？

团队合作

集体主义

专业水准

实战能力

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

实际情况，提升电池管理系统技术水平，特殊是在数据的可靠性、 SOC的

估算精度和安全管理等方面。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与

研讨，引导学生理解团队合作、集体主义的重要性；提高专业水准，懂得

实战能力在产品开辟中的重要作用。

电动汽车发生故障，如果查不出故障原因和故障部位，就无法修理。就

好像医生给病人看病一样，如果诊断不出病因，乱开药，就很难将病人的

病治好。如果诊断病因准确，对症下药，就可以药到病除。医生给患者看

病的基本流程大致分为：第一，详细问询病人的病史，同病人沟通，这也

是最重要的一步；第二，物理诊断，具体分为“望”——看看病人有没有

黄疸贫血等， “触”——触摸病人的胸腹部， “叩”—— 叩叩他的肺部和

心脏部位， “听”——就是使用听诊器；第三，用技术检查和诊断疾病，

思政落脚点

致知

修身

动力蓄电池

系统的故障诊

断

1. 动力蓄电池系统故障如何分

级？

2.动力蓄电池系统常见故障有哪

些？

比如做心电图、拍胸片、做 CT 等，这些技术通常经过多年临床运用，对

诊断有价值；第四，医生根据上述检查，对病人的病状得出结论，并开具

治疗方案。如果治疗准确，病人很快就会好起来。汽车维修人员就和医生

一样，是给汽车看病治病的。汽车维修人员也要根据汽车诊断流程，对汽

级；判断是单体蓄电池故障、蓄电池管理系统故障还是路线或者连接件故障；

根据经验和仪器辅助检查判断故障原因，给出维修方案并进行维修。在维

修动力电池系统时，需要了解动力电池的信号及其品牌，再根据这些信息，

进而选择合理的维修方式。能否准确判断故障原因，与维修人员的经验和

水平密切相关。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，引导学

生提高专业能力和专业水准；培养爱岗敬业和工匠精神。

驱动机电类型主要有直流机电、异步机电、永磁同步机电和开关磁阻电

机。直流机电是最早发明的机电。在电动汽车发展的早期，大部份的电动

专业能力

专业水准

爱岗敬业

工匠精神

致知

治国

车故障进行诊断和排出。如果动力蓄电池系统浮现故障，要先确定故障等

驱动机电的

类型

1.驱动机电有哪些类型？

2.为什么直流机电普通不作为电

动汽车驱动机电？

汽车都采用直流机电作为驱动机电，这种机电技术成熟，控制容易，调速

优良，曾经在调速机电领域内有着最为广泛的应用。但是由于直流机电有

着复杂的机械结构，例如电刷和机械换向器等导致它的瞬时过载能力和电

机转速的进一步提高受到限制，而且在长期工作的情况下，机电的机械结构会产生损耗，提高了维护成本。此外，机电运转时电刷冒出的火花使转子发热，浪费能量，散热艰难，也会造成高频电磁干扰，影响整车性能。

由于直流机电具有以上缺点，目前的电动汽车驱动机电已经将直流机电淘

专业水准

适者生存

工业化

现代化

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

汰。但机电工业是国家实现工业化和现代化的重要驱动力，是国民经济战

略性基础产业。在全世界减少耗能的情况下，高效率环保节能机电变成全

世界机电产业发展规划的共识，除开高效率环保节能机电外，机电轻量化、

微型化、集成化将来发展趋向，伴有着电力电子技术、电子器件传感器技

术及其电子器件信息科技的飞速发展，机电领域的将来必然要开辟创新。

查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，引导学生提高专业水准，

理解适者生存的自然法则；懂得中国仍然处于工业化、现代化的关键时期。

1870年，比利时人齐纳布 ·格拉姆研制出了性能优良的环状电枢自激

直流发机电，但由于出身工匠，所以他的发明并没有引起人们的注意。

1873年5月1 日，他参加了维也纳世博会，但是格拉姆一时疏忽，在操作

中发生了重大失误，他把别的发机电的输出线接在了自己发机电的输出线

上边。无意间，他给自己的发机电线圈提供了一个电流，只一瞬间，他的

发机电变成为了机电，在没有其他任何动力机械的情况下，他的发机电就高速地转动起来了!闻讯而来的工程师和发明家们欣喜若狂：原来电能可思政落脚点

格物

致知

驱动机电的

要求

世，电能转化为机械能的众多技术和产品很快投入市场，人类拉开了由蒸专业能力

2.选择电动汽车机电优先考虑哪些

汽时代进入电气时代的序幕。一次不经意间的失误，成就了人类科学史上专业与社会

因素？

的一项伟大发明，而齐纳布 ·格拉姆也被人们誉为“机电之父” 。机电作专业与国家

1.电动汽车对机电有哪些要求？

以这么简单地转化为机械能!1873年维也纳世博会后不久，实用机电问努力学习

为机电能量转换的重要装置，是电气传动的基础部件，应用领域广泛、产品品种众多、规格繁杂。机电产品广泛应用于国民经济的各个领域。机电主要分为直流机电、异步交流机电、永磁同步机电和开关磁阻机电，目前适合做电动汽车驱动机电的是永磁同步机电和异步交流机电，国内以永磁同步机电为主，开关磁阻机电还有待技术突破。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，引导学生努力学习专业知识，提高专业能力，服务社会，建设国家。

异步机电在1885年由意大利物理学家和电气工程师费拉里斯发明。

1888年，提出实验报告，对旋转磁场作了严格的科学描述，为以后开辟

异步机电、自起动机电奠定了基础。费拉里斯相信他所提出的旋转磁场理

论以及他所开辟的新产品在科学上的价值远远超过物质上的价值，因此他

故意不为自己的发明申请专利，而是在实验室向公众演示这些最新成果。

他还倡导使用交流电系统。同年，美国的尼古拉 ·特斯拉在美国取得了感

应机电的专利。尼古拉 ·特斯拉当年为了和爱迪生的直流电系统对抗，发

格物

修身

异步机电

1.异步机电的结构是怎样的？

2.异步机电的工作原理是怎样的？

科学精神

职业精神

创新能力

爱岗敬业

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

思政落脚点

明了三相交流电，还发明了交流电的三相交流异步机电，也是特斯拉汽车

的动力心脏的鼻祖。此外，其发明贡献还有特斯拉线圈、特斯拉效应、特

斯拉变压器、特斯拉无线远程控制系统以及著名的尼亚加拉水电站等都是

出自他的研究。一辈子获得了大约1000项发明，为世界工业的发展做出

了巨大贡献。同时，也决定了特斯拉汽车肯定会在这种机电道路上坚持

走下去并发扬光大。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，

培养学生严谨的科学精神和职业精神，培养学生的创新能力和爱岗敬业

意识，为社会做贡献。

永磁同步机电的发展同永磁材料的发展密切相关。我国是世界上最早发

现永磁材料的磁特性并把它应用于实践的国家，两千多年前，我国利用永

磁材料的磁特性制成为了指南针，在航海、军事等领域发挥了巨大的作用，

成为我国古代四大发明之一。 19世纪20年代浮现的世界上第一台机电就

是由永磁体产生励磁磁场的永磁同步机电，但当时所用的永磁材料是天然

磁铁矿石，磁能密度很低，用它制成的机电体积庞大，不久被电励磁机电

所取代。目前永磁同步机电所用的永磁材料主要是稀土永磁材料。稀土永

磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的

1.永磁同步机电的工作原理是怎样

永磁同步电

的？

2.为什么我国电动汽车驱动机电是

以永磁同步机电为主？

磁钢的磁性能高100多倍，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。我国研

占领着4个全球第一，分别是储存量全球第一、产量全球第一、出口量全

治国

诚意

制生成的各种稀土永磁材料的性能已经达到国际先进水平。我国稀土一共

球第一、消费量全球第一。据相关数据显示，全球稀土总储存量大约是1.4

亿吨，而我国的储存量就达到了4400万吨，占领全球储存量的39% 。美

国曾经发布了一份报告，其中提到了， “如果中国禁运稀土材料，那中国

之外基本上所有的汽车、计算机、智能手机、飞机装配线都有可能关闭，

依赖稀土的美国也将如此” 。从某种程度上来说，稀土之于中国，稀土是

我国的一张“王炸” 。但我们也要保护好稀土资源，不能过度开采，要提

升开辟利用整体水平。由于我国稀土资源丰富，所以我国电动汽车驱动电

机使用的基本是依赖稀土的永磁同步机电。查找与思政落脚点相关的案

例，通过讲解与研讨，增强学生的民族自豪感，热爱祖国，同时要了解我

们的基本国情，实现产业报国的理想。

机电控制器作为电动汽车中连接动力蓄电池与驱动机电的电能转换单

元，是机电驱动及控制系统的核心，主要包含IGBT功率半导体模块及其

关联电路等硬件部份以及机电控制算法及逻辑保护等软件部份。机电驱动

民族自豪感

热爱祖国

基本国情

产业报国

机

格物

治国

机电控制器

1.机电控制器有哪些功能？

2.机电控制器由哪几部份组成？

求真务实

科学精神

大国复兴

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

控制系统 (包括驱动机电和机电控制器) 是电动汽车车辆行驶中的主要执

行结构，控制和驱动特性决定了电动汽车行驶的主要性能指标。机电控制

器的最核心器件是IGBT 。IGBT作为功率半导体的关键性产品类型之一，

具有驱动容易、控制简单、开关频率高、导通电压低、通态电流大、损耗

小等优点，是自动控制和功率变换的关键核心部件，是必不可少的功率

“核心”，有着“绿色心脏”之称。采用IGBT进行功率变换，能够提高

用电效率和用电质量，节能30%~40% 。1980年先后，美国学者巴利伽

发明了IGBT，经过几十年的持续应用和不断改进， IGBT现在已成为电子

电力领域中最重要的功率开关器件之一。至今， IGBT经历了六代技术的

发展演变，已进入第7代，面对的是大量的结构设计调整和工艺上的难题。

回顾IGBT的发展历程，其主要从三方面发展演变：器件纵向结构，栅极

结构以及硅片的加工工艺。新的器件虽然已经取得了研究发展，但实现其

广泛的商业应用还有许多问题亟待解决。特殊是需要在材料、创造和工业

等技术领域均需取得突破。现在这一技术仍在不断进步，朝向智能化、集

成化和小型化发展。经过多年努力，中国虽然实现了IGBT芯片的量产，

但是进口率仍然居高不下。为了实现自主可控，国产厂商正在开始推进

IGBT的国产化，政府也在推动。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲

解与研讨，培养学生求真务实的科学精神；引导学生将专业知识与国家复

兴相结合，理解科技核心技术对国家发展的重要性；培养学生的家国情怀，

实现产业报国。

思政落脚点

产业报国

致知

修身

108

驱动机电系统故障会影响电动汽车的正常运行，甚至会导致行车事故

的发生。驱动机电系统主要是由驱动机电和机电控制器构成，其故障情况

目前主要包括机械故障、电路故障、磁路故障等，普通来说机电驱动及其

控制系统可以分为机械系统故障和电气系统故障两慷慨面，例如浮现绝缘

1.驱动机电系统故障是如何分类

电阻故障、转子绕组故障等。由于转子绕组故障相比传统汽车发动机系统

更为复杂，检测手段更为智能，这就对维修人员的专业水平要求更高，而

驱动机电系

的？

2.驱动机电系统的故障模式有哪

目前电动汽车的普及率并不高，不少汽车维修人员都缺乏诊断故障的经

统的故障诊断

验，这就给驱动机电系统故障的判断带来了艰难。汽车维修工作人员需要

些？

不断地更新自身现有的技术，转变维修思想，不断的积累电动汽车维修经

验，同时，不断引入先进技术，运用电子诊断技术等，提高对故障的诊断

能力，为电动汽车维修提供更好的服务。查找与思政落脚点相关的案例，

通过讲解与研讨，引导学生努力学习，学会自主学习，并将自主学习变成

努力学习

自主学习

职业精神

全面发展

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

一种习惯；树立严谨得职业精神，培养全面发展的人材。

整车控制器的基本功能包括控制汽车行驶、整车网联化管理、制动能量

回收、能量管理与优化、监测车辆状态、设备在线诊断、外接充电管理、

故障诊断与处理等。其中制动能量回收系统是源于赛道的节能技术，其技

术原理就是利用制动或者惯性滑行中释放出的能量，通过发机电将其转化为电能，再储存在蓄电池中，用于为车内耗电设备供电，降低对发动机的依赖，变相降低发动机油耗和二氧化碳的排放。该技术的普通经验数据认思政落脚点

平天下

正心

121

整车控制器

的功能

1.整车控制器有哪些功能？

2.什么是制动能量回收？

为，在车辆非紧急制动的普通场景，约1/5的能量可以通过制动回收。电动汽车制动能量回收系统是指纯电动汽车滑行、减速或者下坡时，将车辆行驶过程中的动能及势能转化或者部份转化为车载可充电储能系统的能量存储起来的系统。制动能量回收对于提高电动汽车的能量利用率具有

重要意义。有关研究表明，存在较频繁的制动与启动的城市工况运行条件

下，有效地回收制动能量，电动汽车大约可降低15%的能量消耗，可使

纯电动汽车的续驶里程延长10%~30%。查找与思政落脚点相关的案例，

通过讲解与研讨，引导学生树立节能意识和环保意识；积极担当社会责

任，树立大局意识。

人类的大脑是支配着人类的一切生命活动的存在。无论是人类的语言、

运动、听觉、视觉、情感表达，还是调节消化、呼吸、循环、泌尿、繁殖、

运动等中枢，人类的大脑都是不可或者缺的。还有就是人类的大脑是一切

思维活动的物质基础，人类的观察力、注意力、记忆力、思维力、想象

力、思维记忆、学习获得、认识理解、判断推理、综合分析、语言表达、

节能意识

环保意识

社会责任

大局意识

1.整车控制器的控制原理是怎样

整车控制器

的？

2.整车控制器对动力蓄电池系统

如何控制？

正心

齐家

125

的原理

社会活动能力及意识情感等都由大脑所控制。整车控制器类似于人的大脑，是电动汽车的大脑，负责接受命令和执行命令、上下电控制、逻辑判断输出和故障模式执行等。整车通过采集加速踏板信号、制动踏板信号和挡位开关信号等驾驶信息，同时接收 CAN 总线上机电控制器和电池管理系统发出的数据，并结合整车控制策略对这些信息进行分析和判断，提取驾驶员的驾驶意图和车辆运行状态信息，最后通过 CAN 总线发出指令来控制各部件控制器的工作，保证车辆的正常行驶。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，引导学生树立大局意识和核心意识，在学习工作中与团队建立良好的沟通、合作。

大局意识

核心意识

团队合作

沟通协作

分类

页码

内容导引

思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

思政落脚点

2022年，比亚迪在深圳总部建成深圳首个电动汽车充电站，这是我国

首个充电站的建成，而投建的不是南电或者是国电，而是比亚迪； 2022年，

北京奥运会期间建设了国内第一个集中式充电站，可满足50辆纯电动大

巴车的动力电池充电需求； 2022年10月，上海电力公司投资建成上海漕

溪电动汽车充电站，是国内第一座具有商业运营功能的电动汽车充电站。

在充电站 (桩) 建设过程中，最为让人津津乐道的莫过于打通“南北充电

之路”第一人宗某。 2022年3月，宗某得知自己的特斯拉已经入关，但他

身在广州，只能到北京提车。宗某决定不仅要把特斯拉开回去，还要购买

齐家

致知

纯电动汽车

139

充电设备的要

求

1.充电设备是否是制约电动汽车

快速发展的重要因素之一？

2.纯电动汽车对充电设备有哪些

要求？

20个特斯拉充电桩，自建一条从北京到广州的南北电动车充电之路。最后

经过20日昼夜零油耗穿越南北，把车开回了广州。一路宣讲一路免费捐建

充电桩，沿途布局16个城市据点，以别开生面的方式成功开辟了中国首个

南北充电之路。随着新能源汽车保有量的增加，充电基础设施也得到快速

发展。根据国家发展规划，至2035年，建成慢充桩端口达1.5亿端以上(含

自有桩和公共桩)，公共快充端口 (含专用车领域) 146万端，支撑1.5

亿辆以上车辆充电运行，同时实现城市出租车/网约车共享换电模式的大

规模应用。惟独采用先进的新能源技术，加快充电桩、充电站等基础设施

的建设，使其在更广阔的范围内得到普及应用，才干更好地满足电动汽车

用户的出行需要，促进电动汽车的更好更快发展。查找与思政落脚点相关

的案例，通过讲解与研讨，引导学生增强安全意识，提高专业能力，懂得

惟独科技进步才干促进行业快速发展。

目前国内电动汽车的充电方式主要有常规充电方式、快速充电方式和换

电方式。常规充电方式以较低的速度给动力电池充电，不仅可以减少热量

和动力电池压力，而且对动力电池的长期健康也有好处；缺点也非常明显，

充电时间较长。快速充电方式用的是直流充电，这个直流充电的电压普通

都是大于动力电池电压的，需要通过整流装置将交流电变换为直流电，对

动力电池组的耐压性和保护提出更高要求，充电电流大，是常规充电电流

的十倍甚至几十倍；快速充电设备安装要求和成本非常高，快速充电的电

流电压较高，短期内对动力电池的冲击较大，容易使动力电池的活性物质脱落和发热，长期快速充电终究影响电池的使用寿命。快充到底有多毁电池？电池的循环使用寿命是一定的，在使用慢速充电中，如果电池的循环寿命可以达到3000次以上，如果向来是快速充电，循环寿命将会缩短到千次摆布，甚至更低。换电方式的最大特点就是换电时间短和燃油车差

安全意识

专业能力

科技进步

行业发展

格物

齐家

153

纯电动汽车

的充电方式

1.电动汽车常用充电方式有哪些？

2.比较电动汽车常用充电方式的

优劣？

辩证思想

适应发展

安全意识

行业发展

分类

页码

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思量问题

展开研讨(思政内涵与升华)

思政落脚点

距不大，人们再也不需要耽忧电池的使用寿命问题，对加速电动汽车的普

及有重要作用；但换电站难以大规模铺开，并且运营车本还高，此外电

池标准化是一个解决不了的难题，市场需要多元化，想要做到所有车型

都支持换电是一种理想情况，而现实中往往很难实现。总而言之，未来

的技术路线还是以提高充电效率及充电桩基础建设上，而换电仅是锦上添

花。没有最好，选择适合自己的就是最好的。查找与思政落脚点相关的

案例，通过讲解与研讨，引导学生以辩证的思想和发展的眼光看待事物、

分析发展；增强安全意识，促进行业发展。

面对未来可能会浮现的电动汽车爆发浪潮，我们要从根本上解决电动汽

车充电难的问题。对此，需跳脱过去的固定式充电桩设备，使其再也不受

限于充电桩的设置多少，就能改变这一现状。大众汽车发布挪移式充机电

器人的概念，来提供最佳的解决方案之一。这款挪移式充机电器人，工程

团队赋予其可充电式机器手臂与自主挪移手段等。当我们回家后将车停在

车库时，无论停车场有多大，你的车停在哪里，只要通过智能装置提出需

格物

修身

153

纯电动汽车

的充电方式

1.什么是无线充电方式？

2.什么是挪移充电方式？

求，机器人便会随机分析位置，在中央停放处取得状况允许的电池模块，

科学精神

自动前往车辆停放处进行充电，如此一来，便能解决目前电动汽车需要停职业精神

放在固定充电位置的疑虑；而完成充电后，机器人会自动回到中央停放处创新意识

进行电池更换、充电等动作，以重复流程。固然为了达到快速充电的目的，

创新能力

这款机器人以及与之配合的电池模块，都是采用直流充电形式，以达到快速完成车辆充能的目的；这个充电方式无疑可以解决当今电动汽车的一系列问题，如充电位数不足、传统汽油汽车占位等，可以更多电动汽车车主带来极大的方便。查找与思政落脚点相关的案例，通过讲解与研讨，激发学生潜心研究、不断创新的科学精神和职业精神，提高创新意识和创新能力，为新能源汽车行业发展做贡献。

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