純電動和混合動力汽車教案

授課班級授課課時授課形式授課章節(jié)名稱第六章第一節(jié)純電動汽車和第二節(jié)混合動力電動汽車教學(xué)目標(biāo)了解純電動汽車的組成和基本結(jié)構(gòu);了解混合動力電動汽車的特點(diǎn)、分類和結(jié)構(gòu)教學(xué)重點(diǎn)純電動汽車的組成和基本結(jié)構(gòu);混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)教學(xué)難點(diǎn)純電動汽車的組成和基本結(jié)構(gòu);混合動力電動汽車的結(jié)構(gòu)教學(xué)手段講授法、圖例講解、小組討論課后作業(yè)教學(xué)后記教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程設(shè)計注釋電動汽車〖理論知識〗純電動汽車純電動汽車是完全由可沖電電池（如鉛酸電池、鎳鉻電池、鎳鉻電池或鋰離子電池）提供動力源的汽車一、純電動汽車的組成純電動汽車主要由電力驅(qū)動級控制系統(tǒng)、驅(qū)動力傳動等機(jī)械系統(tǒng)、完成既定任務(wù)的工作裝置等組成。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)是純電動汽車的核心，也是區(qū)別于內(nèi)燃機(jī)汽車的最大不同點(diǎn)。電力驅(qū)動及控制系統(tǒng)由驅(qū)動電動機(jī)、電源和電動機(jī)的調(diào)速控制裝置等組成。純電動汽車的其他裝置基本與內(nèi)燃機(jī)汽車相同。電源它為電動汽車的驅(qū)動電池提供電能，電動機(jī)將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。目前，應(yīng)用最廣泛的電源是鉛酸蓄電池，但隨著電動汽車技術(shù)的發(fā)展，鉛酸蓄電池由于能量低充電速度慢，壽命短等缺點(diǎn)，逐漸被其他蓄電池所帶取。正在發(fā)展的電源主要有鈉硫電池、鋰電池、燃料電池等。這些新型電源的應(yīng)用，為電動汽車的發(fā)展開辟了廣闊的前景。驅(qū)動電動機(jī)驅(qū)動電動機(jī)的作用是將電源的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.通過轉(zhuǎn)動裝置或直接驅(qū)動車輪和工作裝置。但由于直流電動機(jī)存在換向火花，功率小.效率低.維護(hù)保養(yǎng)工作量大等不足，隨著電動機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展.逐漸被直流無刷電動機(jī).開關(guān)磁阻電動機(jī)和交流異步電動機(jī)所取代。調(diào)速控制裝置電動機(jī)調(diào)速控制裝置是為電動汽車的變速和方向變換等設(shè)置的，其作用是控制電動機(jī)的電壓或電流，完成電動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)方向的控制。轉(zhuǎn)動裝置電動汽車裝置的作用是將電動機(jī)的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳給汽車的驅(qū)動軸，當(dāng)采用電動輪驅(qū)動時，轉(zhuǎn)動裝置的多數(shù)部件常?？梢院雎浴Ｒ驗殡妱訖C(jī)可以帶負(fù)載啟動，所以電動汽車上無須傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的離合器。因為驅(qū)動電動機(jī)的旋向可以通過電路控制實(shí)現(xiàn)變換，所以電動汽車無須內(nèi)燃機(jī)汽車變速器的倒檔。當(dāng)采用電動機(jī)無極調(diào)速控制時，電動機(jī)汽車可以省略傳統(tǒng)汽車變速器。在采用電動輪驅(qū)動時，電動汽車也可以省略傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車傳動系統(tǒng)的差速器。行駛裝置行駛裝置的作用是將電動機(jī)的驅(qū)動力矩通過車輪變成對地面的作用力，驅(qū)動車輪行走。它與其他汽車的構(gòu)成是相同的，由車輪，輪胎和懸架等組成。轉(zhuǎn)向裝置是為實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)彎而設(shè)置的，由轉(zhuǎn)向機(jī)，方向盤，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向輪等組成。作用在方向盤上的控制力，通過轉(zhuǎn)向機(jī)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)一定的角度，實(shí)現(xiàn)汽車的轉(zhuǎn)向。多數(shù)電動汽車為前輪轉(zhuǎn)向，工業(yè)中用的電動叉車常常采用后輪轉(zhuǎn)向。電動汽車的轉(zhuǎn)向裝置分為機(jī)械轉(zhuǎn)向，液壓轉(zhuǎn)向和液壓助力轉(zhuǎn)向等類型。制動裝置電動汽車的制動裝置同其他汽車一樣，是為汽車減速或停車而設(shè)置的，通常由制動器及其操縱裝置組成。在電動汽車上，一般還有電磁制動裝置，它可以利用驅(qū)動電動機(jī)的控制電路實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的發(fā)電運(yùn)行，使減速制動時的能量轉(zhuǎn)換成對蓄電池充電的電流，從而有效用能量。工作裝置工作裝置是工業(yè)用電動汽車為完成作業(yè)要求而專門設(shè)置的，如電動叉車的起升裝置，門架，貨叉等。貨叉的起升和門架的傾斜通常由電動機(jī)驅(qū)動的液壓系統(tǒng)完成。二、純電動汽車的分類純電動汽車的種類較多，通常按車輛用途.車載電源數(shù)目以及驅(qū)動系統(tǒng)的組成進(jìn)行分類，按照用途不同分類，純電動汽車可分為電動轎車、電動貨車和電動客車三種。電動轎車它是目前最常見的純電動汽車。純電動轎車已經(jīng)批量生產(chǎn)，并已進(jìn)入汽車市場。2、電動貨車用作功率運(yùn)輸?shù)碾妱迂涇嚹壳斑€比較少，而在礦山，工地及一些特殊場地，則早已出現(xiàn)了一些大噸位的純電動載貨汽車電動客車目前純電動客車也較少見，主要用于公共汽車，在一些城市的公交路線以及世博會，世界性的運(yùn)動會上，已經(jīng)有了良好的表現(xiàn)。三、純電動汽車的基本結(jié)構(gòu)電動汽車的結(jié)構(gòu)布置各式各樣，比較靈活，概括起來分為電動機(jī)中央驅(qū)動和電動輪驅(qū)動兩種形式。采用電動機(jī)中央驅(qū)動形式，直接借用了內(nèi)燃機(jī)汽車的驅(qū)動方案，由發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)發(fā)展而來，由電動機(jī)，離合器，變速箱和差速器組成。用電動機(jī)替代路內(nèi)燃機(jī)，通過離合器將電動機(jī)動力與驅(qū)動輪進(jìn)行連接或動力切斷，變速箱提供不同的轉(zhuǎn)動比以變更轉(zhuǎn)速一功率曲線匹配的需要，差速器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時兩個車輪不同車速行駛。采用電動輪驅(qū)動形式，機(jī)械差速器被兩個牽引電動機(jī)所代替，兩個電動機(jī)分別驅(qū)動各自車輪，轉(zhuǎn)彎時通過電子差速控制以不同車速行駛，省掉了機(jī)械差速器。蓄電池可以布置在車的四周，也可以集中布置在車的尾部或者布置在底盤下面?；旌蟿恿﹄妱悠囁^混合動力電動汽車，是指擁有兩種不同動力源的汽車。這兩種動力源在汽車不同的行駛狀態(tài)下分別工作，或者一起工作，通過這種組合達(dá)到最少的燃油消耗和尾氣排放，從而實(shí)現(xiàn)省油和環(huán)保的目的。一、混合動力電動汽車的特點(diǎn)（1）采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率而內(nèi)燃機(jī)功率不足時，由電池來補(bǔ)充；負(fù)荷小時，富余的功率可發(fā)電給電池充電。由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又不可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。（2）因為有了電池，可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。（3）在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)“零”排放。（4）內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜燈設(shè)備用電問題。（5）可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。二、分類和結(jié)構(gòu)混合動力電動汽車有三種基本工作方式，即串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并連（或稱混聯(lián)）式。串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)永電動機(jī)驅(qū)動車輪，電動機(jī)的電力來自發(fā)動機(jī)。其基本結(jié)構(gòu)是由電動機(jī)、發(fā)動機(jī)、發(fā)動機(jī)、動力蓄電池、變壓器組成。由一個小輸出功率的發(fā)動機(jī)進(jìn)行準(zhǔn)穩(wěn)恒性運(yùn)轉(zhuǎn)來帶動發(fā)電機(jī)，直接向電動機(jī)供應(yīng)電力，或一邊給動力蓄電池充電一邊行駛。由于內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的動力是以串聯(lián)的方式供應(yīng)到電動機(jī)，所以稱為“串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)”。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)使用電動機(jī)和發(fā)動機(jī)兩種動力來驅(qū)動車輪，用發(fā)動機(jī)來給動力蓄電池充電，其基本結(jié)構(gòu)是由電動機(jī)、發(fā)動機(jī)、動力蓄電池、變壓器和變速器組成。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中利用動力蓄電池的店里來驅(qū)動電動機(jī)。因電動機(jī)兼用為發(fā)電機(jī)，所以不能一邊發(fā)電一邊用來行駛。動力的流向為并聯(lián)，所以稱為“并聯(lián)式混合動力力系統(tǒng)”?；炻?lián)式混合動力系統(tǒng)混聯(lián)式混合動力利用電動機(jī)和發(fā)電機(jī)來驅(qū)動車輪，并可用發(fā)電機(jī)來發(fā)電及自行充電。根據(jù)行駛條件的不同，可以僅靠電動機(jī)驅(qū)動力來行使，或者利用發(fā)動機(jī)和電動機(jī)驅(qū)動行駛。另外還安裝有發(fā)電機(jī)，所以可以一邊行駛，一邊給動力蓄電池充電。其基本結(jié)構(gòu)由電動機(jī)、發(fā)動機(jī)、動力蓄電池、發(fā)動機(jī)、動力分離裝置、電子控制單元（變壓器