《汽車文化》單元教學(xué)設(shè)計(jì)任課教師：

單元設(shè)計(jì)本單元標(biāo)題：輕量化汽車授課班級(jí)上課時(shí)間第周月日第節(jié)上課地點(diǎn)教學(xué)目的了解汽車輕量化基本分類及區(qū)分方法，了解并輕量化汽車基本結(jié)構(gòu)及工作原理，掌握輕量化汽車主要零部件作用及原理；教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)1.學(xué)會(huì)輕量化汽車分類及基本工作原理；2.掌握輕量化汽車高壓部件基本原理并能指認(rèn)汽車各零部件；1.常見輕量化汽車分類；2.輕量化汽車基本工作原理；重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法教學(xué)重點(diǎn)：輕量化汽車高壓部件基本原理并能指認(rèn)汽車各零部件；教學(xué)難點(diǎn)：輕量化汽車高壓部件基本原理；解決方法：在講解輕量化汽車內(nèi)外部結(jié)構(gòu)時(shí)把4S店實(shí)習(xí)時(shí)拍攝的相關(guān)輕量化汽車零部件結(jié)構(gòu)圖講解給學(xué)生聽，以圖文并茂的形式講解；參考資料《汽車構(gòu)造》，陳家瑞主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.6

單元教學(xué)設(shè)計(jì)基本框架第一節(jié)課【步驟一】 自我介紹+課程思政 （時(shí)間：25分鐘）第一部分：組織教學(xué)（15分鐘）新年寒暄自我介紹、學(xué)習(xí)通點(diǎn)名分發(fā)動(dòng)力電池單體（要求學(xué)生用手機(jī)查詢動(dòng)力電池單體上字母標(biāo)識(shí)所代表的含義，講述國(guó)產(chǎn)動(dòng)力電池發(fā)展的歷程，微宏動(dòng)力、寧德時(shí)代）（課程思政）第二部分：每日新能源行業(yè)要聞（10分鐘）關(guān)注和學(xué)習(xí)每天輕量化汽車行業(yè)發(fā)生的各類新聞事件介紹國(guó)家、行業(yè)最新輕量化汽車政策（課程思政）

【步驟二】 播放視頻+實(shí)物展示 （時(shí)間：15分鐘）通過(guò)視頻展示向同學(xué)們介紹常見輕量化汽車通過(guò)傳統(tǒng)燃油車與輕量化汽車對(duì)比，讓學(xué)生總結(jié)輕量化汽車優(yōu)點(diǎn)講解輕量化汽車對(duì)于社會(huì)及國(guó)家的意義【步驟三】 對(duì)本課程學(xué)生基礎(chǔ)情況掌握 （時(shí)間：5分鐘）相關(guān)汽車知識(shí)提問（主要為輕量化汽車技術(shù)），以掌握學(xué)生的基礎(chǔ)輕量化汽車常見品牌及車型掌握情況了解。輕量化汽車關(guān)鍵零部件掌握情況了解。輕量化汽車選購(gòu)、駕駛、維護(hù)保養(yǎng)的應(yīng)用了解學(xué)生對(duì)本課程提要求及想法掌握學(xué)生的興趣點(diǎn)。第二節(jié)課【步驟四】輕量化汽車內(nèi)涵 （時(shí)間：20分鐘）采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和有效手段對(duì)汽車產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，或使用新材料在確保汽車綜合性能指標(biāo)的前提下，盡可能降低汽車產(chǎn)品自身重量，達(dá)到減重、降耗、環(huán)保、安全的綜合指標(biāo)。汽車整備質(zhì)量減少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升。汽車輕量化的實(shí)現(xiàn)貫穿整個(gè)汽車設(shè)計(jì)、制造、使用以及回收環(huán)節(jié)，目前在設(shè)計(jì)及制造環(huán)節(jié)達(dá)到輕量化目的的主要途徑有：（1）汽車主流規(guī)格車型持續(xù)優(yōu)化，規(guī)格主參數(shù)尺寸保留的前提下，提升整車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，降低耗材用量。（2）采用輕質(zhì)材料。如鋁、鎂、陶瓷、塑料、玻璃纖維或碳纖維復(fù)合材料等。（3）采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如采用有限元分析、局部加強(qiáng)設(shè)計(jì)等。（4）采用承載式車身，減薄車身板料厚度等。 汽車輕量化技術(shù)可以提升國(guó)家汽車工業(yè)自主創(chuàng)新的內(nèi)在動(dòng)力，同時(shí)也是節(jié)能減排的重要途徑。 同時(shí)，汽車輕量化對(duì)汽車安全性的提升也有積極意義。一般而言，汽車安全性分為主動(dòng)安全與被動(dòng)安全。這兩者的卻別是被動(dòng)安全是在事故后對(duì)乘員進(jìn)行保護(hù)，汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)可分為安全車身結(jié)構(gòu)和乘員保護(hù)系統(tǒng)，其中安全車身結(jié)構(gòu)主要是為了減少一次碰撞帶來(lái)的危害，而乘員保護(hù)系統(tǒng)則是為了減少二次碰撞造成的乘員損傷或避免二次碰撞。主動(dòng)安全是在汽車碰捕發(fā)生之前采取緊急措施來(lái)避免事故的發(fā)生。目前的汽車智能技術(shù)均是為了在事故前避免事故的發(fā)生。目標(biāo)2016-2020年2021-2025年2026-2030年整車整備質(zhì)量減低10%減低20%減低30%高強(qiáng)度鋼強(qiáng)度600MPa以上的應(yīng)用要達(dá)到50%第三代汽車鋼達(dá)到白車質(zhì)量的30%2000MPa以上的鋼有一定比例應(yīng)用鋁合金單車用量190kg單車用量250kg單車用量350kg鎂合金單車用量15kg單車用量25kg單車用量45kg碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料碳纖維有一定的用量，成本比2015年下降50%碳纖維使用占車重2%，成本比上階段下降50%碳纖維使用占車重5%，成本比上階段下降50%【步驟五】汽車輕量化材料 （時(shí)間：20分鐘）為了同時(shí)滿足汽車輕量化與結(jié)構(gòu)安全性的要求，汽車在設(shè)計(jì)制造過(guò)程中采用了許多高輕度、低重量的材料，例如高強(qiáng)度鋼、碳纖維、鎂鋁合金等。這些材料的運(yùn)用，使得零部件重量減輕的同時(shí)保證了結(jié)構(gòu)安全性。【步驟六】單元小結(jié) （時(shí)間：5分鐘）1.通過(guò)本單元學(xué)習(xí)，要求同學(xué)們能夠了解輕量化汽車常見類型及基本原理；第三節(jié)課【步驟七】高輕度鋼 （時(shí)間：20分鐘）高強(qiáng)度鋼的特點(diǎn)高強(qiáng)度鋼與其他汽車輕量化的候選材料鎂、鋁合金和復(fù)合材料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）原材料價(jià)格低，經(jīng)濟(jì)性好；（2）性能優(yōu)越，能保證零件的剛性；（3）可以直接利用現(xiàn)有的（沖壓）成形、焊接、涂裝和總裝生產(chǎn)線，大大節(jié)約了設(shè)備投資成本。同時(shí)，高強(qiáng)度鋼與普通鋼相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）成形性能好。（2）高烘烤硬化性能。（3）能量吸收率較高。（4）高的疲勞強(qiáng)度和長(zhǎng)的疲勞壽命。（5）高的防撞和抗凹性能。目前，大多數(shù)車型為了提高整車車身的結(jié)構(gòu)安全性，均開始大量采用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，如圖5-15為華為問界車型，該車型中白車身大量使用高強(qiáng)度鋼，占比超過(guò)60%，其中熱成型鋼使用占比達(dá)到19%，搭配籠式車身以及6個(gè)安全氣囊，使得該車型被動(dòng)安全水平優(yōu)異。【步驟九】鋁合金材料 （時(shí)間：15分鐘）鋁合金是汽車輕量化技術(shù)的重要材料，鋁合金的密度低（2.7g/am3），僅為鋼鐵的1/3，鋁資源廣、質(zhì)量小、可再生利用、節(jié)約資源，具有良好的工藝性、吸收沖擊性能好、耐腐蝕、易回收等特點(diǎn)，是綜合性能很好的輕量化材料之典型的鋁合金零件一次減重效果可達(dá)30～40％，二次減重則可進(jìn)一步提高到50％。用于車身上的鋁合金主要是變形鋁合金，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。【步驟十】鑄造鋁合金 （時(shí)間：10分鐘）第四節(jié)課【步驟十一】實(shí)訓(xùn)提升（時(shí)間：45分鐘）1.設(shè)備及工具（1）輕量化車身臺(tái)架4臺(tái)、鋁合金零部件臺(tái)架、碳纖維材料臺(tái)架。2.分配任務(wù)每6人為一組，選出1名組長(zhǎng)，組長(zhǎng)對(duì)小組任務(wù)進(jìn)行分工。組員按組長(zhǎng)要求完成相關(guān)任務(wù)。具體任務(wù)要求如下：（1）組長(zhǎng)選取一臺(tái)實(shí)訓(xùn)車輛，讓組員分別說(shuō)出汽車上哪些零部件采用了鋁合金材質(zhì)，如何分辨鋁合金材質(zhì)與普通鋼材質(zhì)。（2）小組成員PPT匯報(bào)鋁合金和碳纖維材料對(duì)汽車輕量化的影響，并以某一款采用鋁合金、碳纖維材料制造的車型為例，講解汽車輕量化技術(shù)。3.注意事項(xiàng)（1）成員闡述、