《混合动力汽车构造原理与检修》-教案

[在此处键入][在此处键入]·教案学院：教研室：课程名称：混合动力汽车原理与检修授课专业：新能源汽车技术授课班级：任课教师：[在此处键入][在此处键入]《混合动力汽车原理与检修》课程教案第1次课，2学时适用专业新能源汽车技术课题电动汽车和混合动力汽车的历史及发展现状教学目的了解电动汽车和混合动力汽车历史和发展现状掌握混合动力汽车的基本概念重点与难点重点：电动汽车和混合动力汽车发展现状难点：混合动力汽车的学习教学设计概述组织教学→复习提问→引入案例→新课教学→学习小结→作业布置教学环境及资源要求多媒体复习提问新能源汽车有哪些？授课要点电动汽车和混合动力汽车历史电动汽车和混合动力汽车发展现状混合动力汽车的基本概念课外作业混合动力汽车的定义是什么？[在此处键入][在此处键入]教学设计与教学内容时间分配教学内容教学方法及要求组织教学10′教师自我介绍，课程考核说明严肃课堂纪律，考勤出勤人数，引导学生进入学习状态无新课导入5′请学生回答现在新能源汽车有哪几种？学生讨论并回答讲授新课25’电动汽车和混合动力汽车的历史及发展现状一、电动车的历史与现状电动汽车指用电力驱动的汽车。驱动电动汽车的电力常见的有各种蓄电池（又称二次电池）、燃料电池、太阳能电池等。最常见的分类方法是把电动汽车分为三类。1、蓄电池汽车(BatteryPoweredElectricVehicle)2、燃料电池汽车FCEV(FuelCellElectricVehicle)3、混合动力汽车(HybridVehicle)混合动力电动汽车定义为“由两种和两种以上的储能器、能源或转换器作驱动能源，其中至少有一种能提供电能的车辆称为混合动力电动汽车”。根据这个通用的定义，内燃机和蓄电池、蓄电池和燃料电池、蓄电池和超级容量电容器、蓄电池和飞轮储能器、燃料电池和超级容量电容器、燃料电池和飞轮储能器等组成的混合动力汽车都属于混合动力电动汽车。2011年全球各主要国家和地区电动汽车销量统计表[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求国家/地区北美欧盟日本中国其他地区2011年销量（万辆）2.01.31.51.01.0销量占比（%）29.4119.1222.0614.7114.71二、电动车的优势1.良好的环境保护效果为燃料制造过程中的NOx的排放值和电能的比较燃料种类汽油柴油电力甲醇氢NOx排放量/（g.MJ-1）0.1130.0560.0470.011-0.02220.0215-0.04162.噪声低汽车加速和等速运行时噪声的构成噪声源加速？/（％）等速／（％）轮胎22.980.4发动机34.419.6牵引（底盘）2.8冷却系统1．9吸气11．6排气系统23.43.热效率高燃料电池车与其他动力车的效率比较汽油电力混合动力（汽油机）燃料电池车（压缩氢气）学生看图分析分析[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求燃油生产效率／（％）88268858汽车运行效率／（％）16803050总效率／（％）14.0820.826.4294.电动汽车排放的废热少5.电动汽车可回收利用能量多6.改善能源结构解决汽车的替代能源问题三、电动汽车的不足1.续行里程短，承载量少2.制造成本高3.必须重新建设基础设施讨论还有那些不足10’第二节混合动力系统的基本概念及发展现状一、混合动力系统的基本概念1．混合动力系统HPS（HybridPowerSystem）的概念动力指使机械做功的各种作用力。混合动力系统（HPS）即指采用两种或两种以上能量转换方式的能量转化装置，其突出的优点是能量转换效率高。5′二、混合动力系统的应用状况1.德国奥迪公司Q5混合动力动力系统简介2、奥迪Q5混合动力四驱车的识别标记学生自己学习,有问题咨询教师[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求25′一、传统汽车的动力传动系统常见的四轮轿车的动力传动系统（1）发动机前置后轮驱动（2）发动机前置前轮驱动两种由发动机、离合器、变速器、传动轴、差速器和驱动轴等组成。二、混合动力汽车的定义混合动力汽车指携带有不同动力源的、可根据汽车的行驶需要，同时或分别使用不同的动力源而行驶的汽车。与传统汽车最大区别是动力传动系统，一般都至少拥有两个动力源（能量变换器）和两个能量储存系统（车载状态）。混合动力汽车可分为两大类（1）液压蓄能式混合动力汽HHV(HydraulicHybirdVehicle)由液压驱动系统和热力发动机驱动系统组成。（2）混合动力电动汽车HEV(HybridElectircVehicle)由热力发动机系统和电动机或燃料电池和电能蓄储存器组成。简称为混合动力汽车HV(HybridVehicle)三、混合动力电动汽车HEV的基本概念HEV的特点是燃油（气）发动机动力与电动机动力两种动力的组合。通常把燃油（气）发动机与电动机两种动力组合而成的混合动力电动汽车简称为油（气）一电混合动力电动汽车，把汽（柴）油发动机与电动机两种动力组合而成的混合动力电动汽车简称汽（柴）油一电力混合动力电动汽车等。HEV与传统汽车的区别主要是驱动系统，HEV通常至少由两种动力源组成。一种是由发动机提供的、与传统汽车类似的动力系统。从理论上讲，所有可以用于传统汽车的发动机（包括各种内燃机和外燃机）都可用于HEV；另一种是传统汽车上所设有的电驱动系统。电驱动系统通常由电能储存器（蓄电池、超级电容器、飞轮电池等）、电源变换器（逆变器、变压器等）和电动机（直流电动机、三相异步感应电动机、永磁电动机、开关磁阻电动机）等组成，[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求传统汽车的动力驱动系统电驱动系统四、混合动力汽车的优势1.能量转换效率高2.良好的环境保护效果3.排放的废热少，可以减轻城市的“热岛效应”4.可回收利用部分能量5.改善能源结构，解决汽车的替代能源问题五、混合动力汽车推广应用中的主要问题1.制造成本较高2.小型化和轻量化3.可靠性等性能有待进一步提高说出两大系统区别总结[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求5′六、典型混合动力汽车发展历程1.Hybrid混合动力车辆的发展历史，如图1-18。2.日本混合动力车辆的的发展历程学生自己学习了解5′知识回顾与作业布置回答[在此处键入][在此处键入]第2次课，2学时适用专业新能源汽车技术课题混合动气汽车的构造与原理教学目的了解混合动力汽车的种类及特点掌握串联式、并联式、混联式混合动力汽车组成及特点重点与难点重点：混合动力汽车的种类和特点难点：串联式、并联式、混联式混合动力汽车组成及特点教学设计概述组织教学→复习提问→引入案例→新课教学→学习小结→作业布置教学环境及资源要求多媒体复习提问混合动力汽车的定义是什么？授课要点混合动力汽车的种类和特点串联式、并联式、混联式混合动力汽车组成及特点课外作业混合动力汽车如何进行分类？并联式混合动力汽车的主要组成部件有哪些，有何特点?混联式混合动力汽车的主要组成部件有哪些，有何特点?[在此处键入][在此处键入]教学设计与教学内容时间分配教学内容教学方法及要求5’严肃课堂纪律，考勤出勤人数，引导学生进入学习状态组织教学5′请学生回答现在新能源汽车有哪几种？教师提问学生讨论并回答25’第一节混合动力汽车的种类及特点一、混合动力汽车的种类HEV与传统汽车类似，有许多不同的种类，常见分类如下：1.根据混合动力汽车的动力系统中两种动力系统的关系分类（1)串联式、并联式、串并联混合式和功率（或动力）分配式。（2）串联式、并联式和混联式。（3）串联式、并联式、串并联式和复杂混合动力系统。2.根据并联式混合动力汽车的两种动力源的作用大小和结构特点（1）全面混合。（2）辅助混合。（3）轻度混合。（4）可外电源充电式混合动力汽车。3.按照传统汽车用途与结构特点的分类方法（1)混合动力小汽车。（2）混合动力SUV。（3)混合动力卡车。（4）混合动力小型货车。（5）混合动力轨道车辆。（6）混合动力巴士。（7）可充电式混合动力汽车：该类混合动力汽车的特点是全面混合动力型、可单独使用电力行驶，并可使用电网电分别列举不同种类[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求源充电，因而可减少人类对石油的依赖性。4、根据电力起作用的大小分类（1）S/S型（2）ISAD型（3）IMA型（4）FH型5.根据发动机和燃料来源（1）汽油机混合动力汽车。（2)柴油机混合动力汽车。（3）燃料电池混合动力汽车。（4）涡轮机混合动力汽车。（5)混合燃料混合动力汽车。（6)人力混合动力汽车。6.从驱动形式分（1）并联结构混合动力。（2）串联结构混合动力。（3）串并联混合动力7．从混合程度分（1）全混合动力（FullHybrid）（2）电动辅助混合动力（PowerAssistHybrid），也称中学生比较区别教师补充[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求混合动力（3）轻混合动力（MildHybrid）（4）充电式混合动力（Plug-InHybrid二、新能源汽车的分类根据电能在驱动车辆过程中贡献的大小，新能源汽车可分为一般混合动力汽车、插电式混合动力汽车和纯电动汽车。三、混合动力系统概述混合动力系统是指由两个或两个以上不同工作原理的动力源组成，可以将不同动力源组合在一起用于驱动车辆的系统。四、完全混合动力汽车驱动的分类与特点1．完全混合动力驱动有四种形式（1）并联式混合动力系统学生自己看图说出新能源汽车的分类讲授[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求（2）分支式混合动力系统（3）串联式混合动力系统（4）分支式串联混合动力系统10’第二节串联式混合动力汽车动力系统的主要组成及特点一、串联式混合动力汽车SHEV动力系统的组成SHEV由发动机、发电机、逆变器、电能储存器（蓄电池、超级电容器、飞轮电池等）、电动机/发电机、驱动桥等组成。二、串联式混合动力系统结构串联式混合动力系统，也称增程式电动汽车动力系统，主要由内燃机、发电机、驱动电机和动力电池几个部件组成三、串联式混合动力汽车的特点串联式混合动力汽车的不足有四点：一是驱动电动机等的选择难度大，为了能够克服汽车在行驶过程中的最大阻力，驱动电动机的功率要求较大，外形尺寸看图说出SHEV动力系统的组成[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求较大，质量也较重，动力电池组的容量要求大，需要装置一个较大发动机/发电机组；二是适用车型少，庞大的动力电池组，外形尺寸较大，质量也较大，较适合在大型客车上采用，在中、、小型车上布置有一定的困难；三是发动机由燃料的化学能转换的机械能必须先转换为电能，即必须经过燃料的化学能→热能→电能→机械能的能量转换过程中，因而能量损失较大；另外，在动力电池组的充、放电过程中也存在能量损耗，不经常在满负荷状态下运转，总的能量转换效率较小；四是发动机/发电机组与动力电池组之间的匹配要求较严格，应能自动起动或关闭发动机／发电机组，以避免动力电池组过量放电，这就需要更大的电池容量。20′第三节并联式混合动力汽车的主要组成及特点一、并联式混合动力电动汽车PHEV组成PHEV由发动机、变速器、电动机／发电机、逆变器、电能储存器（蓄电池、超级电容器、轮电池等）、驱动桥等组成。并联式混合动力电动汽车并联式混合动力系统组成示意图看图说出并联式混合动力电动汽车的组成[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求二、并联式混合动力系统结构并联式混合动力系统典型结构形式之一如图三、并联式混合动力汽车的驱动模式、优势及不足1．PHEV的驱动模式2．并联式混合动力汽车的主要优点3．并联式混合动力汽车的不足20′第四节混联式混合动力汽车的主要组成及特点一、混联式混合动力汽车组成混联式HEV也可称为串并联混合式混合动力汽车、串并联式混合动力汽车、混联式混合动力汽车等。[在此处键入][在此处键入]时间分配教学内容教学方法及要求二、混联式混合动力系统结构丰田普锐斯（Prius)混联式混合动力系统为了更好地理解普锐斯(Prius)混合动力系统，此处