實(shí)驗(yàn)簡介：

本實(shí)驗(yàn)將結(jié)合電氣工程專業(yè)培養(yǎng)方案的要求，根據(jù)《電機(jī)學(xué)》《電力電子》等本專業(yè)主干課程的關(guān)鍵知識點(diǎn)，建立包含“拓?fù)湔J(rèn)知”、“性能控制”、“綜合設(shè)計(jì)”三個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。

一、新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拓?fù)湔J(rèn)知環(huán)節(jié)，包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、逆變器、動(dòng)力電池等部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、安裝位置、連接方式等認(rèn)知。

二、新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)性能控制環(huán)節(jié)。通過選擇和調(diào)整控制算法中的參數(shù)，掌握新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法，通過循環(huán)工況的學(xué)習(xí)和觀察、調(diào)整，掌握驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能評判方法。

三、新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在新能源汽車啟動(dòng)、加速、巡航、減速、剎車、停止等環(huán)節(jié)，控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，觀察系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)設(shè)置是否合理。綜合訓(xùn)練學(xué)習(xí)模塊，學(xué)生能掌握新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法和性能評判方法。

實(shí)驗(yàn)背景：

2020年9月，習(xí)近平總書記在聯(lián)合國大會上莊嚴(yán)承諾“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo)，之后中央一系列重要會議對“雙碳”目標(biāo)的具體實(shí)施作出了全面戰(zhàn)略部署，為推動(dòng)國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)綠色低碳轉(zhuǎn)型釋放了強(qiáng)大動(dòng)力。世界資源研究所公布的數(shù)據(jù)表明，交通運(yùn)載工具的二氧化碳排放量占化石燃料燃燒總排放量的四分之一左右。而且按照國際能源署的評估，到2050年，和交通運(yùn)輸相關(guān)的能源消耗量還將繼續(xù)增加。根據(jù)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平的趨勢，包括汽車在內(nèi)的交通工具電動(dòng)化是解決交通領(lǐng)域日益增長的排放挑戰(zhàn)的重要手段。2021年1月舉行的中國電動(dòng)汽車百人會論壇上，歐陽明高院士明確指出，第三次能源革命五大支柱之一就是新能源汽車成為用能、儲能并回饋能源的終端，只有實(shí)現(xiàn)新能源汽車大規(guī)模發(fā)展才能實(shí)現(xiàn)新能源革命，也只有實(shí)現(xiàn)新能源革命才能實(shí)現(xiàn)中國碳中和目標(biāo)。

由于新能源汽車產(chǎn)業(yè)在全球蓬勃發(fā)展，對相關(guān)人才的需求急劇膨脹。然而，當(dāng)前學(xué)校的課堂與實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式仍然以驅(qū)動(dòng)電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器等單獨(dú)部件為中心，缺乏對新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的直觀、全面的介紹，學(xué)生難以將抽象的原理和實(shí)際運(yùn)行中的汽車的聯(lián)系起來。因此，有必要通過建立虛擬的新能源汽車模型，形象化地表達(dá)運(yùn)行過程中的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)變化，使學(xué)生在調(diào)整和設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式的同時(shí)，定性、定量、直觀的感受到新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對汽車運(yùn)行的重要意義。

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)依托東南大學(xué)電氣工程國家級一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)、江蘇省先進(jìn)電機(jī)與電能變換工程研究中心，將“虛擬現(xiàn)實(shí)+互聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)融入新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以培養(yǎng)具有領(lǐng)軍作用的卓越人才為目標(biāo)，面向行業(yè)和社會資源共享，自主開發(fā)新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺。

設(shè)計(jì)原則：

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目有以下三個(gè)課程設(shè)計(jì)原則。

一、直觀性原則：實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目中的所有知識點(diǎn)都要通過直觀的三維模型、動(dòng)畫、圖片等易于理解形式展示。

二、互動(dòng)性原則：各個(gè)環(huán)節(jié)需要具備互動(dòng)過程中實(shí)時(shí)改變尺寸、形狀、速度、波形等外觀的能力。

三、開放性原則：實(shí)驗(yàn)平臺應(yīng)允許學(xué)生進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)，能夠根據(jù)學(xué)生操作顯示不同的結(jié)果，即答案不唯一。

實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目有以下三個(gè)課程目標(biāo)。

一、通過三維模型、動(dòng)畫等易于理解的形式，幫助學(xué)生建立對新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的直觀認(rèn)識。

二、通過互動(dòng)的形式，讓學(xué)生自主改變新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形狀、尺寸、波形等影響性能的方面，幫助學(xué)生掌握新能源汽車的基本控制方法。

三、通過設(shè)計(jì)具有開放性答案的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生定性和定量學(xué)習(xí)到新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原則，加深對驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的理解。

實(shí)驗(yàn)要求：

一、專業(yè)與年級要求。

本實(shí)驗(yàn)面向電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的二年級及以上的本科生。

二、基本知識和能力要求。

完成《電路原理》、《電磁場》、《電機(jī)學(xué)》、《微機(jī)原理》等課程的學(xué)習(xí)。