电动汽车在制动时与传统汽车存在一定的差异性，其可利用驱动电动机提供额外的制动力矩，此时电动机变换成发电机对汽车能量存储系统进行充电。电动汽车制动技术是提高整车经济性和节能减排的关键技术，符合国家可持续发展的战略需求。
目标2：使学习者掌握车辆制动系统设计、试验测试、数据分析的全套方法。
①高速制动实验原理
②复杂条件模拟及其实验原理
复杂条件主要指路面及天气环境状况，其中路面状况分为路面垂向高程信息、路面附着系数以及路面坡度角；天气环境状况分为试验风速以及降雨量。虚拟仿真实验过程中，采用GB/T7031-2005和ISO8606中推荐的路面功率谱密度表达式以及白噪声信号模拟A~H级路面不平度高程信息；采用路面类型设定（例如设定水泥或沥青路面）以及降雨量设定以综合决定路面附着系数；采用路面坡度角以设定车辆前进方向上的坡度情况；采用风速数值及方向设定的方式以计算车辆各向上的风阻力。电动汽车复合制动系统设计与性能评价虚拟仿真实验的复杂条件模拟及其实验原理。
③虚拟传感器采集模拟及其实验原理
虚拟传感器信号采集模拟实验分为2个部分内容。第一部分为用户根据需要选择虚拟仿真实验结束后输出的车辆物理信号。第二部分为用户根据设定上、下截止频率以实现采集信号的带通滤波。虚拟传感器信号采集模拟实验采用混入杂波的方式，在仿真实验原本输出的零误差被测物理量信号中叠加满足高斯分布的随机噪声信号以及固定频率的正弦信号。叠加后的信号为用户根据虚拟仿真实验获取的信号，用户采用系统中已设计的虚拟带通滤波器，并根据设定其上、下截止频率以进行信号滤波实验。虚拟传感器采集模拟及其实验原理。
④模拟实车操纵驾驶及其实验原理
模拟实车操纵驾驶实验主要设定为2种模式。第1种模式采用预先设定的驾驶员预瞄模型以模拟代替实际驾驶员。根据高速制动实验要求通过预先设定的驾驶员预瞄系统精准完成高速制动实验。第2种模式为用户通过虚拟制动踏板模拟操控电动汽车对应的制动系统以自定义的方式完成高速制动实验。
⑤电动汽车整车系统设计及其实验原理
虚拟仿真系统采用车辆系统动力性模型建立方式已建立多种类型电动汽车的仿真模型，并设置整车设计交互界面以调整电动汽车系统参数。具体来说，通过选择电动汽车驱动方式（集中式或分布式结构类型）、减速器类型、驱动电机类型、转向系统类型以及轮胎类型等以完成电动汽车整车虚拟仿真模型建立。用户根据自定义设计的电动汽车并结合虚拟仿真高速制动实验以评估车辆的制动安全性（客观指标：制动距离、制动耗时以及侧滑情况），电动汽车整车系统设计及其实验原理
知识点：共9个
②掌握汽车制动时制动性能评价指标；
③掌握车轮制动力模型；
④掌握路面附着系数对制动性能的影响；
⑤制动时汽车方向不稳不良后果及改进措施；
⑦电动汽车制动系统的特点；
⑨国家标准GB12676-汽车制动系统试验方法。
（2）核心要素仿真设计
电动汽车复合制动系统设计与性能评价虚拟仿真实验的客观结构主要由电动汽车、驾驶员以及实验环境组成，即总体仿真模型的客观结构由“人-车-路”3者耦合组成。其中，驾驶员模拟分为预先设定的驾驶员预瞄模型以及虚拟制定踏板驾驶模型；电动汽车模型由电机模型、变速器模型以及轮胎模型组成；环境模型由路面模型以及天气模型组成。
驾驶员仿真模型中，预瞄模型主要实现电动汽车处于理想驾驶条件下完成高速制定实验，采用该模型时无法体现用户自定义的驾驶操纵，因此无法形成用户主观评价感受；虚拟制动踏板驾驶模型主要实现用户通过虚拟制动踏板控制电动汽车完成高速制动实验，采用该模型并结合环境模拟能够形成用户对电动汽车制动性能的主观评价感受。
环境模型中，路面模型主要实现：①与轮胎交互作用共同产生附着系数以提供动力学模型仿真；②纵向方向产生倾角以提供动力学模型仿真；③垂向上产生振动激励以提供动力学模型仿真；④允许用户调整设定距离及障碍物形式以设定高速制动实验工况。天气模型主要实现：①雨天模拟改变路面附着系数以提供动力学模型仿真；②降雨量模拟通过3D视觉显示作用于虚拟驾驶控制；③风速模拟影响电动汽车前进阻力以提供动力学模型仿真。
电动汽车模型中，电机模型、变速器模型、悬架模型以及轮胎模型主要实现整车纵向、横向以及垂向动力学仿真系统建立。基于该整车动力学仿真系统并结合虚拟传感器以实现对高速制动实验中所需物理量及车辆其它物理量的测量。
1）电动汽车形式认知
目的：认识并分析电动汽车的多类型驱动方式，并能够对比不同方案为后续制动策略的制定提供直接性依据。
操作过程：通过图文学习电动汽车类型，并完成选择题作答。电动汽车形式认知内容包括分布式汽车、集中式汽车、纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池汽车、轴数、轮数等参数，拟定的认知界面示意图（部分）。
目标达成度赋分模型：采用多级积分制，根据选择题作答情况评分，全部正确可得2分；本步骤如未得满分则引导返回重做。
2）汽车制动系统学习
目的：认识并分析汽车制动系统的多种类型及对应特性；
操作过程：通过图文学习制动器类型以及制动系统类型，并完成判断题作答。汽车制动系统学习内容包括制动器类型（鼓式制动器、盘式制动器）及制动系统的类型，拟定的系统学习界面示意图（部分）。
目标达成度赋分模型：采用多级积分制，根据判断与改错题作答情况评分，全部正确可得基本分2分；若能修改错误则可增加2分；本步骤如未得基本分2分则引导返回重做。
3）制动安全指标认知
目的：具备评估已设计汽车制动性能的能力，了解、掌握并使用电动汽车相应的性能评价指标；
操作过程：结合案例通过动画演示及图文认知汽车制动性能的评价指标及其特点，并针对不同汽车行驶工况和汽车参数分析并选择出主要涉及指标。汽车高速制动时涉及安全性能的指标主要有侧滑（评价方向稳定性）、制动效能（制动距离和制动时长），拟定的制动安全指标认知虚仿动画（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，根据选择题作答情况评分，能正确分析并选择出汽车制动时方向稳定性指标，即可得2分；能正确分析并选择出汽车制动时制动效能指标，即可得2分；本步骤如未得满分则引导返回重做。
4）制动影响因素认知
目的：掌握需求制动强度、制动时车辆受力原理、电动汽车的车速、路面状况等因素对制动性能的影响；
操作过程：结合案例通过动画演示及图文认知影响汽车制动安全性能的关键因素，并结合给定工况调用地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系模型，选择出合理的轮速-车速变化范围（即滑动率）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，能调用正确的地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系模型，即可得2分；能根据当前关系模型分析出给定工况下的地面实际制动力，即可得2分；能选择出合理的轮速-车速变化范围（即滑动率），即可得2分；本步骤如未得满分则引导返回重做。
5）环节考核1
目的：掌握各因素对汽车制动性能的影响关系，掌握汽车工程综合分析能力；
6）环境使用工况设定
目的：掌握路面附着、汽车结构以及前后轮抱死涉及的关键参数，了解国家标准GB12676中汽车制动试验方法；
操作过程：在人机交互式界面中，根据实验报告书中内容，设定环境参数、汽车参数以及制动实验工况和条件。环境参数、汽车参数和制动实验工况的设定拟采用窗口按钮输入的方式，同时图形交互促进学生进一步在简易的操作过程中了解关键参数的概念，拟定的环境使用工况设定界面（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，能正确调用并设定道路环境参数，即可得2分；能正确调用并设定给定汽车的整车参数，即可得2分；能正确调用并设定制动实验工况，即可得1分；本步骤如未得满分则引导返回重做。
操作过程：结合给定的案例（以动画演示进行表达），选择出发生的制动不良现象以及影响因素。拟定的环节考核1界面（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，能判断并选择出案例中汽车制动时发生的不良现象，即可得基本分3分；能选择出导致不良现象发生的影响因素，即可得3分。
7）理想制动力计算
目的：掌握汽车制动时方向稳定性影响因素，掌握理想状态下汽车制动力分配原则；
操作过程：观察并分析实验报告书中关于汽车参数内容，调用理想制动力分配曲线制作方法（一共3种方法），以一种方法为例获取理想制动力分配曲线。汽车理想制动力分配曲线制作有公式推论法、等制动减速度线组交点作图法以及f线组和r线组交点作图法3种方式，学生操作过程中根据实验报告书中要求选择一种制作方式，并通过调用公式，再输入参数设定值以完成曲线绘制，拟定的理想制动力计算界面（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制+函数赋分模型，能调用一种理想制动力分配曲线绘制方法，并正确利用一种方法获取理想制动力分配曲线，即可得基本分3分；将获取的曲线与标准曲线进行比对，以平均绝对百分比误差MAPE为评价指标，MAPE取值0~10%线性对应于得分5~0；本步骤如未得基本分3分则引导返回重做。
8）实际制动力分配
目的：掌握汽车实际设计中制动力分配原则；
操作过程：观察并分析上一步骤获取的理想制动力分配曲线，结合实验报告书中所需进行的制动实验工况，设计前\后轮制动力分配比例。学生操作时可在上一步骤绘制获取的理想制动力分配曲线图中任意绘制设计曲线，通过光标可以读取所指位置的数值，点击确定按钮则完成实际制动力分配曲线的设计。
目标达成度赋分模型：多级积分制，能正确设计出满足同步附着系数的前\后轮制动力分配，即可得5分；能正确设计出满足前轮先抱死后轮再抱死的前\后轮制动力分配，即可得5分。
9）高速制动安全分析
目的：掌握车辆工程制动性能实验的分析方法，培养汽车制动实验实践能力；
操作过程：将已设计的前\后轮制动力分配比例输入至仿真平台控制系统，观察汽车高速制动时的行为变化，并调用虚拟传感器的输出数据，指出汽车制动存在的不良问题。具体来说，实验报告书中提供了3种高速制动工况，学生需在虚拟仿真平台中通过人机交互界面设定仿真工况，并针对已设计的前\后轮制动力分配比例，通过观察汽车高速虚拟仿真动画进行分析和答题操作。拟定的高速制动安全分析操作界面（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，共计3种高速制动工况，仅采用一种前\后轮制动力分配比例，每一种工况下，若正确指出不良问题则可得3分；若正确调用虚拟传感器的输出数据则可得3分。
10）环节考核2
目的：掌握车辆工程制动性能实验的分析方法，培养训练工程实践及工程改进能力；
操作过程：将已设计的前\后轮制动力分配比例输入至仿真平台控制系统，观察汽车高速制动时的行为变化，并结合仿真实验数据修改前\后轮制动力分配比例。拟定的环节考核2操作界面（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，共计3种高速制动工况，每一种工况下，根据车轮抱死情况和制动距离赋分；本步骤的每种工况可调试3次取最优。
11）电机制动工况分析
目的：掌握电动汽车制动时系统特点，了解电动机制动时作用；
操作过程：对应汽车类型选定电动机作用车轮。拟定的电机制动工况分析操作界面（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，根据电动机作用车轮的选取调用情况进行判定，全部正确可得2分；本步骤如未得满分则引导返回重做。
12）汽车制动需求计算
目的：掌握汽车制动时关键参数的计算推演方法；
操作过程：根据电动汽车高速制动实验工况，推演计算出制动需求减速度及功率。
目标达成度赋分模型：多级积分制，能正确调用制动需求减速度和功率的计算模型，即可得基本分3分；能得到正确的制动需求减速度，即可得1分；能得到正确的制动需求功率，即可得1分。
13）综合制动力分配
目的：掌握汽车行驶工况的基本分析原则；掌握汽车制动时机械制动力和电机制动力的基本设计原则；
操作过程：根据上一步骤获取的汽车制动时需求功率和减速度，设定电机\机械制动力的分配比例。拟定的综合制动力分配操作界面（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，能正确调用并输入电机\机械制动力分配比例，即可得1分；能得到正确的电机制动力（判定是否在合理区域内），即可得3分。
14）制动安全性评价
目的：掌握综合应用汽车制动性评价指标技术，培养训练自我分析并探究制动力分配策略的合理性及持续改进的能力；
目标达成度赋分模型：多级积分制+函数赋分模型，共计3种电动汽车高速制动工况，分别设计3种电机\机械制动力分配比例，每一种工况下，若制动方向稳定性满足要求，即可得1分；每一种工况下，制动距离在合理范围内的最小值~最大值线性对应得分3~0分；若正确调用虚拟传感器的输出数据则可得3分。本步骤的每种工况可调试3次取最优。
15）生成最终实验报告
目的：掌握实验报告分析、评估及讨论总结能力，了解电动汽车高速制动特性；
操作过程：生产最终实验报告后各组交换阅读分析，并进行制动力分配设计合理性打分（每份报告被评阅3次），指导老师阅读报告并进行合理性评分。拟定的最终实验报告（部分）。
目标达成度赋分模型：多级积分制，其它小组合理性评分0~2分，取3组评阅平均值；指导老师合理性评分0~3分。