新能源汽車技術教案(全套)

新能源汽車技術教案(全套)新能源汽車技術教案(全套)/NUMPAGES212新能源汽車技術教案(全套)新能源汽車技術教案(全套)————職業(yè)學院課程教學設計 課程名稱新能源汽車技術設計者授課班級所在系部教研室2018-2019學年第2學期

《新能源汽車技術》課程單元教學設計（項目課程/模板）項目（教學單元）名稱新能源汽車基礎知識授課教師授課班級教學地點授課日期年月日第周周第節(jié)學時教學目的1.通過對新能源汽車基礎知識的學習，請學生了解發(fā)展新能源汽車的必要性及新能源汽車的優(yōu)點。2.了解各類新能源汽車的定義、分類和發(fā)展及相關技術。教學目標知識目標1.了解新能源汽車的定義、分類2.了解新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及關鍵技術能力目標1.能夠描述新能源汽車的定義2.能夠說出幾種新能源汽車的類型素質(zhì)目標培養(yǎng)學生端正學習態(tài)度，掌握學習方法，學會團結協(xié)作，善于溝通，具有良好的職業(yè)素養(yǎng)。教學重點1.了解發(fā)展新能源汽車的必要性和優(yōu)點。2.新能源汽車的定義與分類教學難點1.新能源汽車的定義與分類。2.新能源汽車的關鍵技術教學任務或案例教學資源《新能源汽車》機械工業(yè)出版社臧杰主編《新能源汽車技術》人民交通出版社趙振寧王慧怡主編《新能源汽車技術》國防工業(yè)出版社鄒政耀王若平主編教學體會教學過程設計教學步驟教學內(nèi)容教學活動設計教學時間（min）任務一新能源汽車定義和分類一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】汽車的發(fā)明極大的縮短了人與人之間的距離，方便了人類的生活，已經(jīng)成為當今社會的重要交通工具，隨著汽車保有量的大幅度增加，也產(chǎn)生了資源消耗過度，空氣污染和氣候變暖的負面問題。【任務分析】新能源汽車，是進入二十一世紀以來，汽車技術發(fā)展的重要方向。那么，為什么要推廣新能源汽車？新能源汽車指的是什么？哪些又能夠被稱為汽車新能源？新能源汽車有哪些類型？【目標要求】了解新能源汽車的定義與分類了解發(fā)展新能源汽車的重要意義【教學活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：30分鐘）【相關知識】1.導入新課新能源汽車，是進入二十一世紀以來，汽車技術發(fā)展的重要方向。那么，為什么要推廣新能源汽車？新能源汽車指的是什么？哪些又能夠被稱為汽車新能源？新能源汽車有哪些類型？2.講授新知識新能源汽車的定義1、定義：采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術，形成的技術原理先進，具有新技術、新結構的汽車。2、非常規(guī)的車用燃料：除汽油、柴油、天然氣、液化石油氣、乙醇汽油、甲醇等之外的燃料。新能源汽車的發(fā)展旨在通過技術創(chuàng)新，重點在能源消耗、環(huán)境污染等方面，改善汽車相關性能。因此其在排放與能源消耗方面，較傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車具有更大的優(yōu)勢。二、新能源汽車的分類1、純電動汽車純電動汽車是一種采用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車。它利用蓄電池作為儲能動力源，通過電池向電動機提供電能，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，從而推動汽車行駛。2、增程式電動汽車增程式電動汽車是一種配有地面充電和車載供電功能的純電驅(qū)動的電動汽車。其運行模式可以根據(jù)需要處于純電動模式、增程模式或混合動力模式，是介于純電動汽車和混合動力電動汽車之間的一種過渡車型，具有純電動汽車和混合動力電動汽車的特征，有人把它劃分為純電動汽車范疇，也有人把它劃分為混合動力電動汽車范疇，認為它是一種插電式串聯(lián)混合動力電動汽車。3、混合動力電動汽車混合動力電動汽車是指驅(qū)動系統(tǒng)由兩個或多個能同時運轉(zhuǎn)的單個驅(qū)動系統(tǒng)聯(lián)合組成的車輛。車輛的行駛功率，依據(jù)實際的車輛行駛狀態(tài)，由單個驅(qū)動系統(tǒng)單獨或多個驅(qū)動系統(tǒng)共同提供，因各個組成部件布局方式和控制策略的不同混合動力汽車，有多種形式混合動力電動汽車一般又分為常規(guī)混合動力電動汽車和插電式混合動力電動汽車。4、燃料電池電動汽車燃料電池電動汽車是利用氫氣和空氣中的氧在催化劑的作用下，在燃料電池中經(jīng)電化學反應產(chǎn)生的電能作為主要動力源驅(qū)動的汽車。燃料電池電動汽車實質(zhì)上是一種純電動汽車，主要區(qū)別在于動力電池的工作原理不同，一般來說，燃料電池是通過電化學反應將化學能轉(zhuǎn)化為電能，電化學反應所需的還原劑一般采用氫氣，氧化劑則采用氧氣？因此最早開發(fā)的燃料電池電動汽車都是直接采用氫燃料，氫氣的儲存可以采用液化氫、壓縮氫氣或金屬氫化物儲氫等形式。5、其他新能源汽車其他新能源汽車類型很多，沒有統(tǒng)一標準。生物燃料汽車、氫發(fā)動機汽車、太陽能汽車及使用超級電容器、飛輪等高效儲能器的汽車，都屬于其他新能源汽車。有人把天然氣汽車、液化石油氣汽車、乙醇燃料汽車、甲醇燃料汽車等也劃分為新能源汽車?！窘虒W活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：45分鐘）【任務實施】新能源汽車的認識1.基本設備一臺混合動力汽車、一臺電動汽車。2.操作步驟認識新能源汽車的結構特點、各系統(tǒng)基本組成。3.具體操作【步驟一】示范操作【步驟二】學生操作訓練或課堂實踐4.適任評估對任務效果進行檢驗評價。1.評估要素結合能力要求2.評估標準①操作準確、熟練（100％×滿分）；②操作準確、較為熟練（80％×滿分）；③熟練程度一般、能完成操作（60％×滿分）；……【教學活動設計】教師活動：示范操作，突出要領；學生活動：工學結合，學做合一。四、項目拓展（時間：5分鐘）不同新能源的優(yōu)缺點。五、課堂總結（時間：5分鐘）【任務總結】通過對普通燃油汽車與新能源汽車的對比，掌握新能源汽車的概念，根據(jù)驅(qū)動汽車的能量不同，掌握新能源汽車的類型?！窘虒W活動設計】教師活動：知識歸納；學生活動評價..；學生活動：提問；分享交流...六、課后實踐（時間：20分鐘）【自主學習】1.布置作業(yè)課后習題2.課外任務3.知識鏈接任務二新能源汽車的發(fā)展一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】1.新能源汽車的定義2.新能源汽車的分類【任務分析】2008年經(jīng)濟危機之后，面對全球范圍日益嚴峻的能源形勢和環(huán)保壓力。世界主要汽車生產(chǎn)國都把發(fā)展新能源汽車作為提高產(chǎn)業(yè)競爭能力、保持經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措，新能源汽車產(chǎn)業(yè)成為全球各國竟相追逐的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。目前，新一輪的新能源汽車研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)開始，而且得到各國政府和企業(yè)的高度重視，新能源汽車正處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前期階段。各國新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀怎樣？帶著問題我們一起進入下面的學習吧?！灸繕艘蟆苛私鈬鴥?nèi)外新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢?！窘虒W活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：40分鐘）【相關知識】1.導入新課2008年經(jīng)濟危機之后，面對全球范圍日益嚴峻的能源形勢和環(huán)保壓力。世界主要汽車生產(chǎn)國都把發(fā)展新能源汽車作為提高產(chǎn)業(yè)競爭能力、保持經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措，新能源汽車產(chǎn)業(yè)成為全球各國竟相追逐的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。目前，新一輪的新能源汽車研發(fā)、示范和產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)開始，而且得到各國政府和企業(yè)的高度重視，新能源汽車正處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前期階段。各國新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀怎樣？帶著問題我們一起進入下面的學習吧。2.講授新知識一、國內(nèi)新能源汽車的發(fā)展1、2001年，新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“863”重大科技課題。2、2006年6月，“十一五”的“863”計劃節(jié)能與新能源汽車重大項目通過論證。3、2006~2007年，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得了重大的發(fā)展4、2008年至今，新能源汽車在國內(nèi)已呈全面出擊之勢。二、國外新能源汽車的發(fā)展1、美國新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀2、日本新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀3、法國新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀4、德國新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀進入21世紀，國外各大汽車公司紛紛制訂新的新能源汽車開發(fā)計劃。在這個“環(huán)保競技場”上，包括通用、奔馳、大眾、寶馬、豐田、本田、福特、克萊斯勒、日產(chǎn)等先行者，更是當仁不讓地扮演了新能源車的主角?！窘虒W活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：分鐘）四、項目拓展（時間：40分鐘）我國各汽車制造企業(yè)新能源汽車介紹。五、課堂總結（時間：5分鐘）【任務總結】通過對國內(nèi)外（包括美國、日本、德國、法國、中國）新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀的分析，可以對新型能源汽車有較全面的了解，以便更好的發(fā)展我國新能源汽車?！窘虒W活動設計】教師活動：知識歸納；學生活動評價..；學生活動：提問；分享交流...六、課后實踐（時間：20分鐘）【自主學習】1.布置作業(yè)課后習題2.課外任務3.知識鏈接任務三新能源汽車技術路線及關鍵技術一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】1.新能源汽車的定義、分類2.國內(nèi)個新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢【任務分析】在過去的十幾年里我國在純電動、混合動力及燃料電池汽車，電池、電機及其管理控制技術開發(fā)，整車控制與集成等關鍵技術均取得了較大改進與突破。在電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃中，也明確提出了我國電動汽車發(fā)展的技術路線和需要突破的關鍵技術。下面我們一起進入新能源汽車技術路線及關鍵技術的學習?！灸繕艘蟆?.了解新能源汽車的技術路線2.掌握新能源汽車“三縱三橫”關鍵技術【教學活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：40分鐘）【相關知識】1.導入新課在過去的十幾年里我國在純電動、混合動力及燃料電池汽車，電池、電機及其管理控制技術開發(fā)，整車控制與集成等關鍵技術均取得了較大改進與突破。在電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃中，也明確提出了我國電動汽車發(fā)展的技術路線和需要突破的關鍵技術。下面我們一起進入新能源汽車技術路線及關鍵技術的學習。講授新知識一、新能源汽車技術路線（1）確立“純電驅(qū)動”的技術轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略混合動力汽車技術逐步成熟，已進入產(chǎn)品市場競爭期；純電動汽車電池技術進步加速，世界主要汽車制造商加快了純電動汽車量產(chǎn)步伐；插電式混合動力作為一種具有純電動和混合動力雙重特征的電動汽車技術成為全球新的研發(fā)熱點；以電池租賃為代表的純電動汽車商業(yè)模式創(chuàng)新取得進展。（2）堅持“三縱三橫”的研發(fā)布局“十五”期間，科技部在節(jié)能與新能源汽車的研發(fā)上投入超過8億元，“十一五”期間，節(jié)能與新能源汽車重大專項的投入規(guī)模為11億元。經(jīng)過10年左右的研發(fā)投入與攻關，我國新能源汽車已經(jīng)形成“三縱三橫”的研發(fā)格局?！叭v”就是混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車;“三橫”就是多能源動力總成控制系統(tǒng)、電機及其控制系統(tǒng)和電池及其管理系統(tǒng)。在“三縱三橫”的研發(fā)格局中，參與的車企與科研機構也有不同的分工與側重，如清華大學側重氫燃料電池大巴，北京理工大學側重純電動大巴，同濟大學側重燃料電池轎車;一汽、東風、長安、奇瑞等企業(yè)主攻混合動力轎車;上汽主攻氫燃料電池轎車;中國汽車技術研究中心下屬的天津清源主攻純電動轎車;中信國安盟固利、中科院大連化學物理研究所則主攻鋰電池、氫燃料電池的研發(fā)?！叭v三橫”研發(fā)格局的形成，為我國新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化打下了產(chǎn)業(yè)鏈基礎。但是，汽車業(yè)界對于國家的新能源汽車戰(zhàn)略一直有不同看法，其中一大爭議是技術路線不明，主次不分，混合動力、純電動、氫燃料、代用燃料等各種技術路線都投入，均衡用力，沒有重點。二、新能源汽車關鍵技術（1）電池（2）電動機（3）電控（4）混合動力電動汽車（5）純電動汽車（6）燃料電池電動汽車【教學活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：分鐘）四、項目拓展（時間：40分鐘）我國新能源汽車發(fā)展存在的問題？（充電站、售價、消費者認知）五、課堂總結（時間：5分鐘）【任務總結】通過對新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略，和發(fā)展趨勢的認識，可以指導發(fā)展新能源汽車的方向，包括電池、電機、汽車產(chǎn)業(yè)政策。通過學習電動汽車技術發(fā)展十二五專項規(guī)劃明確我國新能源汽車的技術路線和關鍵技術?！窘虒W活動設計】教師活動：知識歸納；學生活動評價..；學生活動：提問；分享交流...六、課后實踐（時間：20分鐘）【自主學習】1.布置作業(yè)課后習題2.課外任務3.知識鏈接項目（教學單元）名稱新能源汽車類型授課教師授課班級教學地點授課日期年月日第周周第節(jié)學時教學目的了解純電動汽車的分類，2.掌握純電動汽車的結構與原理，3.掌握純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式，4.掌握純電動汽車動力系統(tǒng)的選擇。教學目標知識目標了解純電動汽車的分類，2.掌握純電動汽車的結構與原理掌握純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式，4.掌握純電動汽車動力系統(tǒng)的選擇能力目標1.能夠描述純電動汽車的特點2.能夠描述幾款純動汽車的性能素質(zhì)目標培養(yǎng)學生端正學習態(tài)度，掌握學習方法，學會團結協(xié)作，善于溝通，具有良好的職業(yè)素養(yǎng)。教學重點1.純電動汽車的結構與原理。2.純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式。教學難點1.純電動汽車的結構與原理。2.純電動汽車動力系統(tǒng)的選擇。教學任務或案例教學資源《新能源汽車》機械工業(yè)出版社臧杰主編《新能源汽車技術》人民交通出版社趙振寧王慧怡主編《新能源汽車技術》國防工業(yè)出版社鄒政耀王若平主編教學體會教學過程設計教學步驟教學內(nèi)容教學活動設計教學時間（min）任務一純電動汽車一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】1、世界新能源汽車的主要品牌？2、我國新能源汽車的主要車型品牌？3、系能源汽車的主要技術，何為三縱三橫？【任務分析】通過本節(jié)的學習，掌握純電動汽車的定義、類型及總體結構，明確純電動汽車的優(yōu)勢及劣勢，理解純電動汽車的關鍵技術及主要技術指標?！灸繕艘蟆?.掌握純電動汽車的類型與各總成結構結構；2.熟知純電動汽車的特點；3.了解純電動汽車的關鍵技術及主要技術指標。【教學活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：100分鐘）【相關知識】1.導入新課由于純電動汽車具有零排放、不依賴石油、耗電低，操作維修簡便等優(yōu)點，世界主要汽車公司和專業(yè)電動汽車生產(chǎn)集團公司都在研發(fā)和生產(chǎn)純電動汽車。同時消費者對純電動汽車的了解和接受程度也越來越強。今后電動汽車的發(fā)展方向?qū)⑹且噪姵?、電機及整車等技術為著力點，提高其可靠性、動力性和續(xù)駛里程，降低成本，加強充電基礎設施的規(guī)劃，加快電動汽車智能充換電服務網(wǎng)絡建設。下面我們一起進入純電動汽車的學習。2.講授新知識一、純電動汽車簡介純電動汽車廣義上可理解成由電動機驅(qū)動的車輛，電動機的驅(qū)動電能來源于車載儲能裝置（如蓄電池、超級電容、飛輪儲能裝置等），它包括在道路上行駛的電動車輛，低速的工業(yè)用電瓶車，機場、碼頭、倉庫用的電動運輸車和電動叉車，電動觀光游覽車，電動巡邏車及各種電動專用車等。純電動汽車狹義上指的是從車載儲能裝置獲得電能，由電機驅(qū)動，同時滿足道路安全法規(guī)對汽車的各項要求，允許在正規(guī)道路行駛的車輛?？偟膩碚f，純電動汽車是涉及機械、電子、電力、微機控制等多學科的高科技技術產(chǎn)品，是與燃油汽車相對應的。二、純電動汽車分類純電動汽車根據(jù)動力源的不同可分為2類，即用純蓄電池作為動力源的純電動汽車和裝有輔助動力源的純電動汽車。1.用純蓄電池作為動力源的純電動汽車用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，只裝置了蓄電池組，它的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖所示。2.裝有輔助動力源的純電動汽車用單一蓄電池作為動力源的純電動汽車，蓄電池的比能量和比功率較低，蓄電池組的質(zhì)量和體積較大。因此，在某些純電動汽車上增加輔助動力源，如超級電容器、發(fā)電機組、太陽能等，由此改善純電動汽車的啟動性能和增加續(xù)駛里程。裝有輔助動力源的純電動汽車的電力和動力傳輸系統(tǒng)如圖所示。三、純電動汽車的結構組成與原理燃油汽車主要由發(fā)動機，底盤、車身和電氣四大部分組成，純電動汽車的結構與燃油汽車相比，主要增加了電力驅(qū)動控制系統(tǒng)，而取消了發(fā)動機，由電力驅(qū)動主模塊、車載電源模塊和輔助模塊三大部分組成。當汽車行駛時，由蓄電池輸出電能（電流）通過控制器驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，電動機輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動系統(tǒng)帶動車輪前進或后退。電動汽車續(xù)駛里程與蓄電池容量有關，蓄電池容量受諸多因素限制。要提高一次充電續(xù)駛里程，必須盡可能地節(jié)省蓄電池的能量。典型的純電動汽車結構如下圖所示。動力蓄電池組輸出電能驅(qū)動電動機，從而推動車輛行駛。蓄電池的電能通過充電系統(tǒng)在車輛行駛一定里程后進行補充。電力驅(qū)動控制系統(tǒng)工作原理1.電力驅(qū)動主模塊①組成：電力驅(qū)動主模塊主要包括中央控制單元、驅(qū)動控制器、電機、機械傳動裝置和車輪等。②功用：將存儲在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動能，并能夠在汽車減速制動時，將車輪的動能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池。2.車載電源模塊電源電源模塊主要包括蓄電池電源、能量管理系統(tǒng)和充電控制器等。它的功用是向電動機提供驅(qū)動電能、監(jiān)測電源使用情況以及控制充電機向蓄電池充電。輔助模塊輔助系統(tǒng)主要包括輔助動力源、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、駕駛室顯示操縱臺和各種輔助裝置等。輔助系統(tǒng)除輔助動力源外，依據(jù)不同車型而不同。四、純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)布置形式1.傳統(tǒng)機械傳動型傳統(tǒng)機械傳動型純電動汽車由燃油汽車底盤改裝，基本保留燃油汽車的機械傳動系統(tǒng)（離合器、變速器、差速器等），內(nèi)燃機換成電動機。2.無變速器型無變速器型純電動汽車的結構特點是取消了離合器和變速器，采用了固定傳動比的減速器，通過對電動機的控制實現(xiàn)變速功能。這種布置形式的優(yōu)點是機械傳動系統(tǒng)得到簡化，質(zhì)量、體積減小，但對電動機要求較高，要求較大的起動轉(zhuǎn)矩及較大后備功率，以保證汽車的起步、加速、爬坡等動力性要求。3.輪邊電動機驅(qū)動型輪邊電動機驅(qū)動型純電動汽車不帶變速器，通過電動機控制實現(xiàn)變速功能；驅(qū)動系統(tǒng)采用多電動機（2個或4個），電動機位于車輪一側，每個電動機配備一個減速器，沒有機械差速器，兩側電動機的控制系統(tǒng)實現(xiàn)電子差速的功能。4.輪轂電動機驅(qū)動型輪轂電動機驅(qū)動型純電動汽車將電機置于驅(qū)動輪內(nèi)部，進一步縮短了電動機與驅(qū)動輪間的動力傳遞路徑。按照是否配備減速器，分為帶減速器式左下圖和不帶減速器式右下圖兩類。帶減速器式輪轂電動機一般采用高速內(nèi)轉(zhuǎn)子電動機，轉(zhuǎn)速可高達10000r/min，必須配置減速器來降低轉(zhuǎn)速，如下圖a。不帶減速器式輪轂電動機一般采用低速外轉(zhuǎn)子電動機，外轉(zhuǎn)子就安裝在車輪輪緣上，電動機轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速相等，最高轉(zhuǎn)速在1000～1500r/min，不需要減速裝置，如下圖b所示。但是，低速外轉(zhuǎn)子電動機的體積、質(zhì)量較大，成本較高。五、純電動汽車動力系統(tǒng)的選擇純電動汽車動力系統(tǒng)中電池、電動機、傳動系統(tǒng)這三種動力部件的參數(shù)對汽車的動力性和經(jīng)濟性有很大影響。在確定這些參數(shù)的時候，必須充分考慮滿足這兩個基本性能要求。1．電動機的選擇（1）電動機類型的選擇電動機類型的選擇不僅要考慮電動機的轉(zhuǎn)矩特性和效率，還需要從電動汽車的整車設計目標、驅(qū)動系統(tǒng)的結構、成本控制等方面出發(fā)，綜合考慮電動機的環(huán)境適應性、可維護性、質(zhì)量體積、結構強度、成本等其他因素。下表為純電動汽車用電動機的性能比較。（2）電動機功率的選擇電動機的功率大小對電動汽車的動力性和經(jīng)濟性有直接的影響。電動機如果選擇過小，就不能在正常狀態(tài)下實現(xiàn)電動汽車要求的性能指標，經(jīng)常在過載狀態(tài)下運行，易損壞電動機及相關電力器件；相反，如果電動機功率選擇太大，雖然車輛的后備功率增加，有利于提升車輛的加速和爬坡能力，但是電動機經(jīng)常在欠載狀態(tài)下運行，工作效率低、浪費電能，縮短了車輛的續(xù)駛里程。因此，合理選擇電動機功率非常重要。（3）電動機額定轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速的選擇額定功率相同的電動機，額定轉(zhuǎn)速越高，電動機體積越小，質(zhì)量越輕，造價越低，因此選擇高速電動機比較經(jīng)濟。但是電動機轉(zhuǎn)速越高，需要的傳動機構的傳動比越大，使傳動機構越復雜。（4）電動機額定電壓的選擇額定電壓是電動機的一個重要性能參數(shù)。純電動汽車用電動機的額定電壓選擇與動力電池組電壓密切相關。在相同輸出功率條件下，電池組電壓高則電流小，對導線和電力器件要求較低。但較高的電壓需要較多的電池串聯(lián)，會增加整車成本和總質(zhì)量，并且車載設備的安全保護級別也需要提高。電動機的額定電壓如果選得太低，則要求導線截面積更大，電力器件額定電流更大，增加了導線布置安裝的難度及電力器件的成本，并且會使電力器件的額外損耗增加，使用壽命縮短。2．電池的選擇（1）電池類型的選擇電池是純電動汽車的動力來源，為了達到動力性和續(xù)駛里程的要求，對它的基本要求是具有較高的比功率和比能量。此外，為了能夠更好地使用電池，還要求其可靠性強、循環(huán)壽命長、充電快、易維護、環(huán)保性能好、充放電效率高及成本不過高。動力電池的類型應當根據(jù)車輛的性能指標、動力系統(tǒng)的類型與布置及整車成本控制，綜合考慮各類型電池的各項性能指標進行選定。鉛酸電池由于質(zhì)量大、充電時間長等不足，目前只在小型電動車輛上應用，鎳氫電池和鋰離子電池是當前動力電池的主流。（2）電池數(shù)量的選擇由于單塊電池不能滿足整車的電壓和能量的要求，因此純電動汽車的電池系統(tǒng)需要采用多塊電池，它們以串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)方式形成電池組。電池的數(shù)量要滿足純電動汽車的兩項基本要求，一是能夠滿足車輛最大行駛功率的要求，二是要攜帶足夠的能量以滿足規(guī)定的車輛續(xù)駛里程要求。3．傳動系統(tǒng)的選擇由于電動機的特性接近于理想驅(qū)動特性，理論上是可以直接用于驅(qū)動電動汽車的，但要達到整車的動力性和經(jīng)濟運行的性能指標，對電動機的負載能力、高效率區(qū)范圍有極高的要求，符合這種要求的電動機的設計和制造成本目前還很高。因此，目前的純電動汽車只有少數(shù)采用電動輪直接驅(qū)動的形式，多數(shù)車輛的驅(qū)動系統(tǒng)為電動機匹配了機械傳動機構，以滿足整車的動力性要求，并可減輕電動機的負荷，提高它在復雜行駛工況下的運行效率，有利于獲得較大的續(xù)駛里程。六、純電動汽車的特點（1）無污染，噪聲低。純電動汽車不產(chǎn)生排氣污染，對環(huán)境保護和空氣的潔凈是十分有益的，有“零污染”的美稱；電動汽車無內(nèi)燃機產(chǎn)生的噪聲，電動機噪聲小。（2）能源效率高，多樣化。電動汽車的能源效率已超過汽油機汽車，特別是在城市運行。電動汽車停止時不消耗電量，在制動過程中，電動機可自動轉(zhuǎn)化為發(fā)電機，實現(xiàn)制動減速時能量的再利用。電動汽車的應用可有效地減少對石油資源的依賴，可將有限的石油用于更重要的方面。向蓄電池充電的電力可以由煤炭、天然氣、水力、核能、太陽能、風力、潮汐等能源轉(zhuǎn)化。除此之外，如果夜間向蓄電池充電，還可以避開用電高峰，有利于電網(wǎng)均衡負荷，減少費用。（3）結構簡單，使用維修方便。電動汽車較內(nèi)燃機汽車結構簡單，運轉(zhuǎn)、傳動部件少，維修保養(yǎng)工作量小，當采用交流感應電動機時，電動機無需保養(yǎng)維護，更重要的是電動汽車易操縱。（4）動力電源使用成本高，續(xù)駛里程短。目前電動汽車尚不如內(nèi)燃機汽車技術完善，尤其是動力電池的壽命短，使用成本高。電池的儲能量小，一次充電后行駛里程不理想，電動車的價格較貴。但隨著電動汽車技術的發(fā)展，電動汽車存在的缺點會逐步得到解決。七、純電動汽車示例1．比亞迪宋EV300純電動汽車在2016年度新能源車銷量前20車型榜單中，比亞迪旗下車型就占了5席，年銷量超過10萬輛，比2015年增長63.93%。其“542”（百公里加速5秒、4輪驅(qū)動、百公里油耗2升）戰(zhàn)略確實取得了新的突破。隨著排放壓力越來越大，2017年新能源市場還會繼續(xù)暴漲。比亞迪計劃今年推出7款新車來穩(wěn)固市場的地位。宋EV300是比亞迪推出的首款純電動SUV如下圖所示，綜合續(xù)航里程達300公里，同時該車還配備了遙控駕駛等配置。2．特斯拉ModelS純電動汽車特斯拉Models是由美國Tesla汽車公司制造的一款全尺寸高性能轎車，最高車速為200km/h，0～100km/h的加速時間僅為5.6s，充滿電最大行駛里程可達502km。特斯拉ModelS車身尺寸為4978mm×1964mm×1435mm，軸距為2595mm，最小離地間隙為152mm;整備質(zhì)量為2108kg；乘坐5人。3．上汽榮威E50純電動汽車榮威E50是由上汽集團歷時三年自主研發(fā)，匯集眾多國際先進技術，合力打造出的一款純電汽車。不同于多數(shù)純電動車是在原有內(nèi)燃機車型上升級而來，榮威E50采用專為純電動力而全新開發(fā)的整車平臺，是中國首款完全意義上的純電動汽車，在電機、電池的布置和車身的設計過程中，充分考慮了整車性能和人機工程之間的平衡，既獲得最好的車內(nèi)空間，又滿足了整車性能目標的要求，減少了碰撞時對人體的傷害。榮威E50榮威E50車身尺寸為3569x1551x1540mm，軸距2305mm，整備質(zhì)量1080kg，該車為3門4座兩廂車。上汽榮威E50純電動汽車如下圖所示。4．日產(chǎn)Leaf純電動汽車日產(chǎn)Leaf是在騏達車型的基礎上開發(fā)的電動汽車，采用傳統(tǒng)的五門掀背型結構，其車身尺寸為4445mm×1770mm×1550mm，軸距為2700mm；整備質(zhì)量為1525kg；乘坐4人，如左下圖所示。該車充分考慮空氣動力學因素，車身前端設計很有特色，V形設計使前保險杠與前風窗玻璃平滑地融為一體，可有效減小風阻。車頭燈豎直凸出向后延伸的設計則能夠分散導向兩側后視鏡的氣流，有利于降低風噪和風阻。5．北汽E150EV純電動汽車北汽E150EV是北京汽車新能源汽車有限公司自主研發(fā)的一款兩廂純電動汽車如下圖所示。該車具有450L的后備空間，人性化的22處儲物空間，再加上電動滅窗、6.5寸液晶觸摸導航大屏、多功能轉(zhuǎn)向盤、一鍵升降車窗、電動折疊外后視鏡、主副駕安全氣囊、四六折疊后排座椅、泊車雷達十可視化泊車輔助等27項全功能安全和舒適配置，使其在日常使用和駕駛體驗上絲毫不遜于傳統(tǒng)燃油汽車?！窘虒W活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：60分鐘）【任務實施】純電動汽車的認識1.基本設備一臺電動汽車。2.操作步驟認識新能源汽車的結構特點、基本組成，熟悉驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式。3.具體操作【步驟一】示范操作【步驟二】學生操作訓練或課堂實踐4.適任評估對任務效果進行檢驗評價。1.評估要素結合能力要求2.評估標準①操作準確、熟練（100％×滿分）；②操作準確、較為熟練（80％×滿分）；③熟練程度一般、能完成操作（60％×滿分）；……【教學活動設計】教師活動：示范操作，突出要領；學生活動：工學結合，學做合一。四、項目拓展（時間：10分鐘）我國純電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀。五、課堂總結（時間：5分鐘）【任務總結】學習純電動汽車的結構原理，傳動系統(tǒng)布置形式和特點【教學活動設計】教師活動：知識歸納；學生活動評價..；學生活動：提問；分享交流...六、課后實踐（時間：20分鐘）【自主學習】1.布置作業(yè)課后習題2.課外任務3.知識鏈接任務二混合動力汽車一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】1、純電動汽車的概念？2、純電動汽車的優(yōu)缺點分析？3、純電動汽車的主要組成及各組成部分的結構類型？4、目前市場上有哪些純電動車型？【任務分析】混合動力汽車是燃油汽車向純電動汽車發(fā)展過程中的過渡車型。目前，最常見的混合動力汽車是同時帶有內(nèi)燃機和電動機兩種能量轉(zhuǎn)換裝置的車輛，俗稱“油——電混合動力汽車”。這類車輛的儲能裝置其中一個是汽油或者柴油燃油箱，為汽油機或者柴油機提供能量，另一個是能夠充電的儲能裝置，可以是蓄電池、超級電容、飛輪儲能裝置等，他們?yōu)殡妱訖C提供電能推動車輛，在必要時還可以吸收發(fā)動機多余能量和制動能量轉(zhuǎn)換過來的電能?！灸繕艘蟆?.了解混合動力汽車的分類2.掌握混合動力汽車的結構與原理3.掌握混合動力汽車動力系統(tǒng)的選擇【教學活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：60分鐘）【相關知識】1.導入新課混合動力汽車是燃油汽車向純電動汽車發(fā)展過程中的過渡車型。目前，最常見的混合動力汽車是同時帶有內(nèi)燃機和電動機兩種能量轉(zhuǎn)換裝置的車輛，俗稱“油——電混合動力汽車”。這類車輛的儲能裝置其中一個是汽油或者柴油燃油箱，為汽油機或者柴油機提供能量，另一個是能夠充電的儲能裝置，可以是蓄電池、超級電容、飛輪儲能裝置等，他們?yōu)殡妱訖C提供電能推動車輛，在必要時還可以吸收發(fā)動機多余能量和制動能量轉(zhuǎn)換過來的電能。下面我們一起進入混合動力汽車的學習。2.講授新知識引導問題1：什么樣的車可稱為混合動力汽車呢？教學開展：通過課件展示幾款混合動力汽車的圖片，總結歸納純電汽車的概念?？稍O置互動，有學生從教材上找出概念并總結回答一、混合動力汽車的概念1、廣義：混合動力汽車通常是指由兩種以上不同動力源驅(qū)動的汽車；例如：油電混合動力汽車、氣電混合動力汽車。目前天然氣汽車通常也是油氣混合動力的一種。（目前新能源汽車主要介紹油電混合動力汽車）2、狹義：混合動力電動汽車（HybridElectricalVehicle，簡稱HEV）：指同時裝備兩種動力來源——熱動力源（由傳統(tǒng)的汽油機或者柴油機產(chǎn)生）與電動力源（電池與電動機）的汽車。引導問題2：混合動力汽車有哪些類型？教學開展：直觀講演法，通過PPT展示國家對會合動力汽車的類型劃分標準，請學生結合教材總結區(qū)分。二、混合動力汽車的分類根據(jù)2010年頒布的QC/T837—2010《混合動力電動汽車類型》，混合動力電動汽車的有多種分類方式：1、根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)能量流和功率流的配置結構關系，混合動力電動汽車可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式、混聯(lián)式。2、按照兩種不同能量的搭配比例不同，混合動力電動汽車可分為微混合型、輕度混合型、中度混合型及重度混合型。3、按照外接充電能力，混合動力電動汽車分為可外接充電型（插電式）、不可外接充電型。引導問題2：混合動力汽車有哪些優(yōu)缺點？教學開展：通過問題引發(fā)思考，組織學生結合預習的知識和教材討論，并提問，最終教師評價并進行總結。二、混合動力汽車的優(yōu)缺點1、優(yōu)點分析：混合動力技術被公認為是目前最可行、最現(xiàn)實的節(jié)能技術，而混合動力電動汽車也是目前世界上唯一能實現(xiàn)量產(chǎn)的節(jié)能環(huán)保型汽車，這是混合動力電動汽車的最大優(yōu)勢所在，具體地：（1）排放性能良好（2）動力性能佳（3）耗油量低（4）對電池的性能要求相對較低2、缺點分析：（1）由于混合動力電動汽車仍需要燃燒汽油，因此無法從根本上擺脫對石油的依賴和徹底解決環(huán)保問題，也因此混合動力電動汽車沒有太大的市場號召力。（2）混合動力系統(tǒng)的生產(chǎn)成本比內(nèi)燃發(fā)動機系統(tǒng)的成本更高。（3）混合動力車需要配置普通汽車并不需要的昂貴配件，例如龐大笨重的電池組、電力發(fā)動機以及精密的電子控制模板。（4）另外受限于動力電池與能量儲存等技術難題，以及充換電站等基礎配套設施目前未完善，混合動力電動汽車要得到大規(guī)模發(fā)展尚需要一定的時間。引導問題3：混合動力汽車的組成結構？教學開展：由于不同類型的混動汽車結構存在差別，采取以串聯(lián)式為例引導學生舉一反三的方法進行教學。三、混合動力汽車的組成1、串聯(lián)式混合動力電動汽車（1）串聯(lián)式混合動力電動汽車主要由發(fā)動機、發(fā)電機和電動機三個動力總成，以串聯(lián)方式組成其動力單元系統(tǒng)。系統(tǒng)結構圖：動力路線圖：串聯(lián)式的工作模式通常有三種：純電動模式、純發(fā)動機模式、混合模式。純電動模式即發(fā)動機關閉，車輛行駛完全依靠電池組供電驅(qū)動；純發(fā)動機模式則僅在發(fā)動機運行情況下驅(qū)動車輛，蓄電池電力充足時作為儲備，不足時，發(fā)動機同時為其充電；混合模式，即整車動力是通過發(fā)動機與電池組共同提供。*串聯(lián)式結構適用于城市內(nèi)頻繁起步和低速運行工況，主要用于客車。教學開展：以串聯(lián)式為例，布置任務，引導學生自學，并答疑、總結2、并聯(lián)式混合動力電動汽車（1）并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)有兩套驅(qū)動系統(tǒng)：傳統(tǒng)的內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)。這種系統(tǒng)適用于多種不同的行駛工況，尤其適用于復雜的路況。該聯(lián)結方式結構簡單，成本低。本田的Accord和Civic采用的是并聯(lián)式聯(lián)結方式。（2）系統(tǒng)結構圖：（3）動力路線圖：（4）并聯(lián)式的具體結構有三種：驅(qū)動力合成式、轉(zhuǎn)矩合成式、轉(zhuǎn)速合成式。教學開展：以串聯(lián)式為例，布置任務，引導學生自學，并答疑、總結3、混聯(lián)式混合動力電動汽車（1）混聯(lián)式混合動力電動汽車綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式結構特點組成的，由發(fā)動機、電動機或發(fā)動機和驅(qū)動電機三大動力總成組成。（2）系統(tǒng)結構圖：（3）動力路線圖：（4）混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)的特點在于內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)各有一套機械變速機構，兩套機構或通過齒輪系，或采用行星輪式的結構結合在一起，從而綜合調(diào)節(jié)內(nèi)燃機與電動機之間的轉(zhuǎn)速關系。（5）與并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)相比，混聯(lián)式混合動力系統(tǒng)可以更加靈活地根據(jù)工況來調(diào)節(jié)內(nèi)燃機的功率輸出和電機的運轉(zhuǎn)。唯一的缺點就是價格高，結構復雜。引導問題4：純電動汽車的關鍵技術？教學開展：由學生自學并提出問題，教師解答，最后教師做相應總結。四、混合動力電動汽車的關鍵技術1、驅(qū)動電機及其控制技術2、動力電池及其管理系統(tǒng)3、整車能量管理控制系統(tǒng)4、動力傳動系統(tǒng)匹配5、能量再生控制回收系統(tǒng)6、先進車輛控制技術的應用引導問題5：現(xiàn)有純電動汽車知多少？拓展知識，由學生觀看視頻結合搜集的資料及教材自學并提出問題，教師解答，最后教師做相應總結。五、混合動力電動汽車實例1、豐田普銳斯2、榮威5503、比亞迪秦4、沃爾沃S60L5、大眾XL1和高爾夫GTE等【教學活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：45分鐘）【任務實施】純電動汽車的認識1.基本設備一臺混合動力汽車。2.操作步驟認識混合動力汽車的結構特點、基本組成，熟悉驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式。3.具體操作【步驟一】示范操作【步驟二】學生操作訓練或課堂實踐4.適任評估對任務效果進行檢驗評價。1.評估要素結合能力要求2.評估標準①操作準確、熟練（100％×滿分）；②操作準確、較為熟練（80％×滿分）；③熟練程度一般、能完成操作（60％×滿分）；……【教學活動設計】教師活動：示范操作，突出要領；學生活動：工學結合，學做合一。四、項目拓展（時間：10分鐘）混合動力汽車的應用。五、課堂總結（時間：5分鐘）【任務總結】學習混合動力電動汽車的結構原理，傳動系統(tǒng)布置形式和特點。【教學活動設計】教師活動：知識歸納；學生活動評價..；學生活動：提問；分享交流...六、課后實踐（時間：20分鐘）【自主學習】1.布置作業(yè)課后習題2.課外任務3.知識鏈接任務三增程式電動汽車一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】1、按動力系統(tǒng)結構形式分混合動力電動汽車分為哪幾類？2、混合動力電動汽車按混合程度分如何劃分？3、說出幾種混合動力電動汽車，并說出其屬于哪一類？【任務分析】通過本節(jié)的學習，掌握增程式電動汽車的定義、類型及總體結構，明確增程式電動汽車的優(yōu)勢及劣勢，理解增程式電動汽車的關鍵技術及主要技術指標。【目標要求】1.了解增程式純電動汽車基本組成2.掌握增程器的分類3.掌握增程式電動汽車工作原理【教學活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：40分鐘）【相關知識】1.導入新課增程式電動汽車是以電能為主要驅(qū)動能源、發(fā)動機為輔助動力源的一種新型電動汽車。其動力系統(tǒng)主要由蓄電池和小型發(fā)電機組組成。在日常行駛時，增程式電動汽車類似于純電動汽車，發(fā)動機關閉處于純電動模式，該模式完全可以滿足城市日常上下班行駛需求。而在蓄電池荷電狀態(tài)達到較低水平時，發(fā)動機起動作為主動力源，補充車輛行駛所需的電能，多余的電能對動力電池進行充電。下面我們一起進入增程式電動汽車的學習。講授新知識引導問題1：什么樣的車可稱為增程式電動汽車呢？教學開展：大家知道傳電動汽車存在著續(xù)航里程這一軟肋，那么如何在純電動的基礎上解決這一問題呢？一、增程式電動汽車的概念1、增程式電動汽車E-REV，是一種由可充電電池為主要驅(qū)動能源，以増程器為輔助動力源的新型電動汽車。2、在電池電量充足時，動力電池驅(qū)動電機，提供整車驅(qū)動功率需求，此時増程器不參與工作。當電池電量消耗到一定程度時，増程器啟動，為電池提供能量對動力電池進行充電。當電池電量充足時，増程器又停止工作，由電池驅(qū)動電機，提供整車驅(qū)動。引導問題2：從概念可知增程式電動汽車和純電動汽車相比有哪些優(yōu)勢？教學開展：通過問題引發(fā)思考，組織學生討論，并提問，最終教師評價并進行總結。二、增程式電動汽車的優(yōu)缺點1、增程式電動車相同點（1）動力由純電能驅(qū)動，可以滿足要求的動力性能。（2）能純電模式行駛，實現(xiàn)“零排放”2、增程式電動車不同點純電動：（1）電池的用量很大才能滿足續(xù)駛里程。（2）電池深度DOD放電，電池使用壽命會有影響。（3）必須建立大功率充電站或換電站。增程式：（1）電池用量小，續(xù)駛里程長，可與HEV相同。（2）電池可以淺度DOD充放電，電池壽命延長。（3）不需建充電站即可運行，需要時建立小功率充電樁。結論：增程式電動車是一種配有車載供電功能的純電動車輛引導問題3：增程式電動汽車的組成結構？教學開展：講演法，通過展示系統(tǒng)結構圖引導學生與純電汽車系統(tǒng)比較，最終得出增程式電動汽車組成結構？三、增程式電動汽車的組成1、整體由電力驅(qū)動系統(tǒng)、動力電池系統(tǒng)、整車控制系統(tǒng)、増程器和功率分配裝置等幾部分組成2、増程器：（1）按布置位置分類：掛車式、插拔式、車載式（2）按結構組成分類：大容量蓄電池、燃料電池、發(fā)動機/發(fā)電機組教學開展：講演法，分別簡單介紹各類型増程器的特點，適時加入互動。引導問題4：增程式電動汽車的工作方式和純電汽車有何不同？拓展知識，由學生自學并提出問題，教師解答，最后教師做相應總結。四、增程式電動汽車的工作模式1、純電動模式2、增程模式引導問題5：現(xiàn)有增程式電動汽車知多少？拓展知識，由學生觀看視頻結合搜集的資料及教材自學并提出問題，教師解答，最后教師做相應總結。五、增程式電動汽車實例1、瑞麒X12、馬自達EV3、雪佛蘭Volt【教學活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：30分鐘）【任務實施】認識增程式電動汽車的結構及原理。1.基本設備一臺增程式電動汽車。2.操作步驟認識增程式電動汽車的結構、基本組成，熟悉驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式。3.具體操作【步驟一】示范操作【步驟二】學生操作訓練或課堂實踐4.適任評估對任務效果進行檢驗評價。1.評估要素結合能力要求2.評估標準①操作準確、熟練（100％×滿分）；②操作準確、較為熟練（80％×滿分）；③熟練程度一般、能完成操作（60％×滿分）；……【教學活動設計】教師活動：示范操作，突出要領；學生活動：工學結合，學做合一。四、項目拓展（時間：10分鐘）增程器的類型及原理。五、課堂總結（時間：5分鐘）【任務總結】學習增程式電動汽車的結構原理，傳動系統(tǒng)布置形式和特點【教學活動設計】教師活動：知識歸納；學生活動評價..；學生活動：提問；分享交流...六、課后實踐（時間：20分鐘）【自主學習】1.布置作業(yè)課后習題2.課外任務3.知識鏈接任務四燃料電池汽車一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】1、增程式電動汽車和純電動汽車的主要區(qū)別？2、增程式電動汽車的主要車型品牌？3、増程器的類型？【任務分析】燃料電池也是電池，那么燃料電池汽車與電動汽車的區(qū)別是什么？燃料電池作為汽車的動力來源，它是如何工作的？【目標要求】1.了解燃料電池汽車的基本組成2.掌握燃料電池汽車的分類3.掌握燃料電池汽車的工作原理【教學活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：40分鐘）【相關知識】1.導入新課氫能作為潔凈、高效的新能源，已經(jīng)引起全世界的廣泛關注。近年來，以氫為動力的燃料電池汽車得到世界各國的高度重視，并取得了很大進展，為全球的能源緊缺和空氣污染問題提供了有效的解決方案。下面我們一起進入燃料電池汽車的學習。講授新知識引導問題1：什么樣的車可稱為燃料電池汽車呢？教學開展：通過一段小視頻展示，引導學生總結歸納純電汽車的概念?？稍O置互動，有學生從教材上找出概念并總結回答一、燃料電池汽車的概念1、燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學反應產(chǎn)生電流，依靠電機驅(qū)動的汽車。2、燃料電池電動汽車實質(zhì)上是電動汽車的一種，在車身、動力傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面，燃料電池電動汽車與普通電動汽車基本相同，主要區(qū)別在于動力電池的工作原理不同。引導問題2：燃料電池汽車有哪些類型？教學開展：直觀講演法，通過PPT展示國家對會合動力汽車的類型劃分標準，請學生結合教材總結區(qū)分。二、燃料電池汽車的類型1、純?nèi)剂想姵仳?qū)動的FCEV純?nèi)剂想姵仉妱悠囍挥腥剂想姵匾粋€動力源，汽車的所有功率負荷都由燃料電池承擔。燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動（FC+B）的FCEV燃料電池與超級電容聯(lián)合驅(qū)動（FC+C）的FCEV燃料電池與輔助蓄電池和超級電容聯(lián)合驅(qū)動（FC+B+C）的FCEV引導問題3：燃料電池汽車的組成原理？教學開展：通過PPt課件展示，示意圖繪制，使學生直觀了解其組成結構，同時采取互動問答加交流討論的方法認識各部分功用。三、燃料電池汽車的組成與原理1、燃料電池電動汽車的動力系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動機、輔助動力源、DC/DC變換器、DC/AC逆變器、電動機和動力電控系統(tǒng)等組成。2、具體結構有串聯(lián)式和并聯(lián)式兩種主要組成部件的作用：燃料電池發(fā)動機輔助動力源DC/DC變換器引導問題4：燃料電池汽車有哪些優(yōu)缺點？教學開展：通過問題引發(fā)思考，組織學生結合預習的知識和教材討論，并提問，最終教師評價并進行總結。四、燃料電池汽車的優(yōu)缺點1、優(yōu)點分析：1）燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率極高。2）零排放或近似零排放。3）車輛性能接近內(nèi)燃機汽車。4）結構簡單、運行平穩(wěn)

2、限制其發(fā)展的主要因素有：1）生產(chǎn)成本高2）使用配套不足3）需要配備輔助電池系統(tǒng)

引導問題5：純電動汽車的關鍵技術？教學開展：由學生自學并提出問題，教師解答，最后教師做相應總結。四、燃料電池汽車的關鍵技術1、燃料電池系統(tǒng)電池系統(tǒng)2、制氫及儲存技術3、整車能量管理控制系統(tǒng)4、整車布置及熱管理引導問題6：現(xiàn)有燃料電池汽車知多少？拓展知識，由學生觀看視頻結合搜集的資料及教材自學并提出問題，教師解答，最后教師做相應總結。五、燃料電池汽車實例1、本田FCXClarity2、榮威9503、豐田4、奔馳B級F-Cell5、現(xiàn)代途勝iX【教學活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：30分鐘）【任務實施】認識燃料電池汽車的結構及原理。1.基本設備一臺燃料電池汽車。2.操作步驟認識燃料電池汽車的結構、基本組成，熟悉驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式。3.具體操作【步驟一】示范操作【步驟二】學生操作訓練或課堂實踐4.適任評估對任務效果進行檢驗評價。1.評估要素結合能力要求2.評估標準①操作準確、熟練（100％×滿分）；②操作準確、較為熟練（80％×滿分）；③熟練程度一般、能完成操作（60％×滿分）；……【教學活動設計】教師活動：示范操作，突出要領；學生活動：工學結合，學做合一。四、項目拓展（時間：10分鐘）燃料電池發(fā)動機工作原理。五、課堂總結（時間：5分鐘）【任務總結】學習燃料電池電動汽車的結構原理，傳動系統(tǒng)布置形式和特點。【教學活動設計】教師活動：知識歸納；學生活動評價..；學生活動：提問；分享交流...六、課后實踐（時間：20分鐘）【自主學習】1.布置作業(yè)課后習題2.課外任務3.知識鏈接任務五其他新能源汽車一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】1、按多源配置不同燃料電池汽車分為哪幾類？2、簡述燃料電池汽車的優(yōu)缺點？3、說出幾種燃料電池汽車，并說出品牌和車型？【任務分析】作為有效的替代燃料，天然氣可以有效地減少排放，提高整車運行效率。通過學習，重點理解天然氣汽車的基本根據(jù)，同時熟悉其他類型新能源汽車的車型和特點?！灸繕艘蟆?.了解天然氣汽車的類型及結構2.掌握醇類汽車的結構與特點3.掌握二甲醚燃料汽車的結構與特點4.掌握壓縮空氣汽車的結構與特點【教學活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：40分鐘）【相關知識】1.導入新課新能源汽車除了前面幾個任務中所提到的各種電動車以外，還有采用非常規(guī)的車用燃料作為動力源的新能源汽車。非常規(guī)的車用燃料指除柴油、汽油以外的其他車用燃料，包括天然氣、液化石油氣、甲醇、二甲醚、氫燃料、生物燃料等。下面我們一起進入這些新能源汽車的學習。2.講授新知識引導問題1：什么是氣體燃料汽車？各自的類型和特點？教學開展：顧名思義：采用氣體作為燃料，那么你知道目前常用在汽車上的燃料有哪些嗎類型？提出問題引導學生自學教材并回答問題，教師進行總結，最終用ppt展示結論。一、氣體燃料汽車車用氣體燃料與燃氣汽車：（1）壓縮天然氣（CompressedNaturalGas，CNG）是指壓縮到的天然氣，儲存在車載高壓氣瓶中。壓縮天然氣（CNG）是一種無色透明、無味、高熱量、比空氣輕的氣體，主要成分是甲烷。壓縮天天然氣CNG汽車（2）液化天然氣（LiquidNaturalGas，LNG）是指常壓下、溫度為的液體天然氣，儲存于車載絕熱氣瓶中。液化天然氣（LNG）燃點高、安全性能強，適于長途運輸和儲存。液化天然氣（LNG）汽車（3）液化石油氣（LiquidPetrolGas，LPG）是一種在常溫常壓下為氣態(tài)的烴類混合物，比空氣重，有較高的辛烷值，具有混合均勻、燃燒充分、不積碳、不稀釋潤滑油等優(yōu)點，能夠延長發(fā)動機使用壽命，而且一次載氣量大、行駛里程長。液化石油氣（LPG）汽車三種*按照燃料使用狀況的不同，天然氣汽車可分為：專用燃料天然氣汽車、兩用燃料天然氣汽車。2、氣體燃料汽車（天然氣汽車）的特點教學開展：通過一段小視頻展示，引導學生總結歸納純電汽車的概念?？稍O置互動，有學生從教材上找出概念并總結回答，教師評價并展示結果優(yōu)勢分析1）天然氣汽車是清潔燃料汽車2）天然氣資源豐富3）天然氣汽車有顯著的經(jīng)濟效益4）比汽油汽車更安全缺點分析1）續(xù)駛里程有限2）有效控件減少，自重增加3）天然氣是氣態(tài)燃料，不容易儲存和攜帶4）將現(xiàn)有的汽車改用天然氣作燃料時，需增加發(fā)動機燃料系統(tǒng)的部件，如儲氣瓶、減壓閥、混合器等，需要一定的改裝投入。3、天燃氣燃料汽車結構與原理（以CNG為例）教學開展：通過ppt展示圖片，分別介紹幾種車型實例，學生也可提出自己知道的車型作為探討。CNG汽車燃料供給系統(tǒng)的總體組成如下圖所示，主要有燃料供給系統(tǒng)和電控系統(tǒng)兩大部分。前者主要由天然氣瓶、充氣閥、高壓燃料切斷閥、減壓閥、混合器部件、壓力表、高壓電磁閥等組成，實現(xiàn)燃料壓縮天然氣的隨車儲存、在各種管路內(nèi)輸送、充裝和向發(fā)動機噴射等功能；后者主要由氣體壓力傳感器、溫度傳感器、電子節(jié)氣門等，與原車的ECU配合，實現(xiàn)燃料CNG的定時定量噴射。CNG發(fā)動機工作原理：如下圖所示，工作時，高壓的壓縮天然氣從儲氣瓶出來，經(jīng)過天然氣濾清器過濾后，經(jīng)高壓電磁閥進入高壓減壓器，高壓電磁閥的開合由ECM控制。高壓減壓器的作用是將高壓的壓縮天然氣（工作壓力25MPa左右），經(jīng)過減壓加熱將壓力調(diào)整到0.7～0.9MPa。高壓天然氣在減壓過程中由于減壓膨脹，需要吸收大量熱量，為防止減壓器結冰，將發(fā)動機冷卻液引出到減壓器對天然氣進行加熱。經(jīng)減壓后的天然氣進入電控調(diào)壓器。電控調(diào)壓器的作用是根據(jù)發(fā)動機運行工況精確控制天然氣噴射量。天然氣與空氣在混合器內(nèi)充分混合，進入發(fā)動機缸內(nèi)，經(jīng)火花塞點燃進行燃燒，火花塞的點火時刻由ECM控制，氧傳感器即時傳遞燃燒后的尾氣的氧含量，ECM根據(jù)氧氣傳感器反饋的信號，及時修天然氣噴射量。引導問題2：什么是生物燃料汽車？教學開展：通過一段小視頻引入。分車型進行介紹，重點介紹二甲醚燃料汽車。二、生物燃料汽車甲醇燃料汽車（1）定義：甲醇燃料汽車是指利用甲醇燃料做能源驅(qū)動的汽車。甲醇作為燃料在汽車上的應用主要有摻燒和純甲醇替代兩種。（2）發(fā)展：甲醇汽車的地位日益提升。甲醇的資源豐富，可以再生，屬于生物質(zhì)的能源。合成甲醇可以固體（如煤、焦炭）液體（如原油、重油、輕油）木材干餾或氣體（如天然氣及其他可燃性氣體提取。在汽車上使用甲醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽車缸內(nèi)燃燒更完全，可以降低尾氣的害物的排放。乙醇燃料汽車乙醇汽車是使用車用乙醇汽油作為主要的動力燃料的機動車。一直以來，生物乙醇燃料備受爭議，因為有人批評大規(guī)模使用乙醇作為燃料，會導致食品價格上漲，此外，傳統(tǒng)的制造乙醇過程中會消耗很多能源，因此，從所謂的“油井到車輪”全過程來看，乙醇燃料并不環(huán)保。但是，通用汽車打算結束這種爭論，在2008年北美車展上，通用汽車大打“E85牌”，推出了多款E85乙醇燃料車，同時，作為推動車用能源多樣化的戰(zhàn)略手段，正式宣布與美國Coskata能源公司攜手，在乙醇燃料技術領域內(nèi)開展合作。二甲醚燃料汽車二甲醚作為環(huán)保、清潔、安全的新型替代能源，已經(jīng)得到國際社會的公認。二甲醚是汽車發(fā)動機，特別是柴油發(fā)動機燃料的理想替代品。引導問題3：什么是氫燃料汽車？教學開展：設置問題引導學生自學教材，教師收集材料展示，并答疑，考察提問。三、氫燃料汽車1.特點氫燃料汽車是在傳統(tǒng)內(nèi)燃機的基礎上加以修改后可以直接用氫為燃料燃燒，產(chǎn)生動力，是一種真正實現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是純凈水，其具有無污染，零排放，儲量豐富等優(yōu)勢，因此，氫動力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。氫能由于具有清潔、高效、可再生等特點被譽為21世紀理想能源，但許多關鍵技術尚未成熟，而且生產(chǎn)成本高昂，短期內(nèi)很難實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。2.發(fā)展情況（1）1984年，寶馬公司勝場第一輛氫/汽油雙燃料汽車BMW745i（2）福特汽車公司問哦世界首個正式生產(chǎn)氫燃料發(fā)動機的廠商，6.8LV10發(fā)動機（3）日本馬自達公司2003奶奶展出RX-8Hydrogen引導問題4：什么是太陽能汽車？教學開展：教學開展：通過一段小視頻引入，配合PPt展示介紹四、太陽能汽車1、太陽能基礎知識（1）太陽能是太陽內(nèi)部或者表面的黑子連續(xù)不斷的核聚變反應過程產(chǎn)生的能量。太陽能既是一次能源，又是可再生能源。（2）太陽能汽車（SolarCar）主要是利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)對太陽能電池進行充電，再經(jīng)由汽車本身的動力單元為驅(qū)動輪提供動力，從而驅(qū)動汽車。（3）依據(jù)所用半導體材料不同，通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，其中最常用的是硅太陽能電池。2、發(fā)展情況1978年，世界上第一輛太陽能汽車在英國研制成功，時速達到13公里。1982年，墨西哥研制出三輪太陽能車，速度達到，由于這輛汽車每天所獲得的電能只能行，所以它還不能跑遠路。1999年5月巴西圣保羅大學的科研人員設計出一款新型太陽能汽車。最高車速超過。1984年9月，我國首次研制的“太陽號”太陽能汽車試驗成功，并開進了北京中南海的勤政殿。該車車頂上安裝了2808塊單晶硅片，組成的硅板，裝有三個車輪。引導問題5：其他新能源汽車知多少？教學開展：由學生根據(jù)預習時收集的資料，提出老師沒講到的集體討論。【教學活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：30分鐘）【任務實施】認識天燃氣燃料汽車的結構及原理。1.基本設備一臺天燃氣燃料汽車。2.操作步驟認識天燃氣燃料汽車的結構、基本組成，熟悉驅(qū)動系統(tǒng)的布置形式。3.具體操作【步驟一】示范操作【步驟二】學生操作訓練或課堂實踐4.適任評估對任務效果進行檢驗評價。1.評估要素結合能力要求2.評估標準①操作準確、熟練（100％×滿分）；②操作準確、較為熟練（80％×滿分）；③熟練程度一般、能完成操作（60％×滿分）；……【教學活動設計】教師活動：示范操作，突出要領；學生活動：工學結合，學做合一。四、項目拓展（時間：10分鐘）各種氣體燃料的特點。五、課堂總結（時間：5分鐘）【任務總結】學習天然氣汽車、液化石油氣汽車、甲烷燃料汽車、乙醇燃料汽車、二甲醚燃料汽車、氫燃料汽車、太陽能汽車的基本知識?！窘虒W活動設計】教師活動：知識歸納；學生活動評價..；學生活動：提問；分享交流...六、課后實踐（時間：20分鐘）【自主學習】1.布置作業(yè)課后習題2.課外任務3.知識鏈接項目（教學單元）名稱項目三新能源汽車電池授課教師授課班級教學地點授課日期年月日第周周第節(jié)學時教學目的通過對本項目的學習，對各種電池的結構組成、工作原理和性能特點有深入的認識。教學目標知識目標1.了解電池的類型、基本原理和性能參數(shù)2.各種電池的結構原理及特性。3.掌握電動汽車對動力電池的性能要求能力目標1.能夠描述電池的工作原理及特點。素質(zhì)目標培養(yǎng)學生端正學習態(tài)度，掌握學習方法，學會團結協(xié)作，善于溝通，具有良好的職業(yè)素養(yǎng)。教學重點1.新能源汽車電池的類型及性能參數(shù)。2.新能源汽車電池的基本原理。教學難點1.新能源汽車電池的特性。2.各種新能源汽車電池的結構原理。教學任務或案例教學資源《新能源汽車》機械工業(yè)出版社臧杰主編《新能源汽車技術》人民交通出版社趙振寧王慧怡主編《新能源汽車技術》國防工業(yè)出版社鄒政耀王若平主編教學體會教學過程設計教學步驟教學內(nèi)容教學活動設計教學時間（min）任務一電池概述一、任務引入（時間：5分鐘）【知識回顧】1.新能源汽車的定義及分類。2.新能源汽車的關鍵技術。3.各種新能源汽車的基本結構與原理?！救蝿辗治觥啃履茉雌?，是進入二十一世紀以來，汽車技術發(fā)展的重要方向。那么，為什么要推廣新能源汽車？新能源汽車指的是什么？哪些又能夠被稱為汽車新能源？新能源汽車有哪些類型？【目標要求】1.了解電池的類型；2.掌握電池的主要性能指標；3.知道電動汽車對電池的要求【教學活動設計】教師活動：創(chuàng)設情境，展示教具；學生活動：體會場景，感知實物。二、知識準備（時間：30分鐘）【相關知識】1.導入新課與內(nèi)燃機汽車上的常用蓄電池不同，在電動汽車上，動力電池組必須是具有強大能量的動力電源，除了作為驅(qū)動動力能源外，還要向空調(diào)系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等提供電力能源。另一方面，電動汽車上的電池還要為照明系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、刮水器以及車載娛樂和通信設備等裝備提供低壓電源。下面我們一起進入電池概述的學習。2.講授新知識引導問題1：什么是動力電池？汽車上的動力電池有哪些類型？教學開展：采用圖片展示介紹不同的車用電池，并結合生活中常見電池作為實例大致介紹各種類型的電池。一、車用電池的類型1、常見車用動力電池：蓄電池、燃料電池、太陽能電池、超級電容、飛輪電池等2、按工作原理分（1）化學電池：化學電池是利用物質(zhì)的化學反應發(fā)電。按工作性質(zhì)分為原電池、蓄電池、燃料電池和儲備電池。物理電池：利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池，如太陽能電池、超級電容器、飛輪電池等。生物電池：利用生物化學反應發(fā)電的電池，如微生物電池、酶電池、生物太陽電池等。教學開展：練習環(huán)節(jié)，收集不同類型的圖片讓學生判斷屬于哪種類型的的電池，可采取互動搶答的方式。引導問題2：如何衡量電池的工作能力，有何指標？教學開展：本節(jié)內(nèi)容為本次課的重難點，采用自學講解加練習的方法進行突破，先引設置問題導學生自學并找到不懂的地方提吃疑問，答疑后進行練習。二、電池的工作原理電池由電極（正極、負極）、電解質(zhì)、隔膜和容器（外殼）四部分組成，其中最主要的是正（電）極（電源內(nèi)部稱陰極）、負（電）極（電源內(nèi)部稱陽極）和電解質(zhì)三個部分。電池正極P和負極N都浸在電解液E中。放電時，負極發(fā)生氧化反應向外電路釋放電子，正極發(fā)生還原反應，從外電路得到電子。充電時，過程正好相反，負極得到電子發(fā)生還原反應，正極失去電子發(fā)生氧化反應。電池基本工作原理如右圖所示。三、電池的性能指標1、電池的性能指標有哪些？電壓、容量、內(nèi)阻、能量、功率、輸出效率、自放電率、使用壽命等2、電壓分為端電壓、開路電壓、額定電壓、充電終止電壓和放電終止電壓等。（1）端電壓（2）開路電壓（3）額定電壓（4）充電終止電壓（5）放電終止電壓練習：看看你手機或者充電寶上面有沒有標注額定電壓？如何測端電壓開路電壓等電壓？容量：電池在一定的放電條件下所能放出的電量稱為電池的容量。常用單位為安培小時，它等于放電電流與放電時間的乘積。練習：看看你手機或者充電寶的容量，相互比較，計算不同電流下可使用的時間。內(nèi)阻：池的內(nèi)阻是指電流流過電池內(nèi)部時所受到的阻力。（了解）能量：電池的能量是指在一定放電制度下，電池所能輸出的電能，單位是Wh或kWh。它影響電動汽車的行駛距離。功率：電池的功率是指電池在一定放電制度下，單位時間內(nèi)所輸出能量的大小，單位為W或kW。電池的功率決定了電動汽車的加速性能和爬坡能力。引導問題3：汽車對蓄電車有何要求？教學開展：了解內(nèi)容，觀看視頻，并答疑，考察提問。四、汽車對蓄電池的要求1、比能量高。提高電動汽車的續(xù)駛里程，要求電動汽車上的動力電池盡可能儲存多的能量，但電動汽車又不能太重，其安裝電池的空間也有限。2、比功率大。為了能使電動汽車在加速行駛、爬坡能力和負載行駛等方面能與燃油汽車相競爭。3、充放電效率高。電池中能量的循環(huán)必須經(jīng)過充電—放電—充電的循環(huán)，高的充放電效率對保證整車效率具有至關重要的作用。4、相對穩(wěn)定性好。電池應當在快速充放電和充放電過程變工況的條件下保持性能的相對穩(wěn)定，使其在動力系統(tǒng)使用條件下能達到足夠的充放電循環(huán)次數(shù)。5、使用成本低。除了降低電池的初始購買成本外，還要提高電池的使用壽命以延長其更換周期。6、安全性好。電池應不會引起自燃或燃燒，在發(fā)生碰撞等事故時，不會對乘員造成傷害?！窘虒W活動設計】教師活動：講授知識，講演結合；學生活動：理解結構、原理、性能。三、任務實施（時間：45分鐘）【任務實施】新能源汽車電池的檢測1.基本設備一臺電動汽車實驗臺。2.操作步驟新能源汽車電池的結構特點、性能參數(shù)檢測。3.具體操作【步驟一】示范操作【步驟二】學生操作訓練或課堂實踐4.適任評估對任務效果進行檢驗評價。1.評估要素結合能力要求2.評估標準①操作準確、熟練（100％×滿分）；②操作準確、較為熟練（80％×滿分）；③熟練程度一般、能完成操作（60％×滿分）；……【教學活動設計】教師活動：示范操作，突出要領；學生活動：工學結合，學做合一。四、項目拓展（時間：5分鐘）動力電池的技術使用。五、課堂總結