新能源汽车课程教学设计.doc

新能源汽车课程教学设计一、任务引入 （时间： 5分钟）【知识回顾】 1、按多源配置不同燃料电池汽车分为哪几类？2、简述燃料电池汽车的优缺点？3、说出几种燃料电池汽车，并说出品牌和车型？【任务分析】作为有效的替代燃料，天然气可以有效地减少排放，提高整车运行效率。通过学习，重点理解天然气汽车的基本根据，同时熟悉其他类型新能源汽车的车型和特点。【目标要求】1.了解天然气汽车的类型及结构2.掌握醇类汽车的结构与特点3.掌握二甲醚燃料汽车的结构与特点4.掌握压缩空气汽车的结构与特点【教学活动设计】教师活动：创设情境，展示教具；学生活动：体会场景，感知实物。二、知识准备 （时间：40分钟）【相关知识】1.导入新课新能源汽车除了前面几个任务中所提到的各种电动车以外，还有采用非常规的车用燃料作为动力源的新能源汽车。非常规的车用燃料指除柴油、汽油以外的其他车用燃料，包括天然气、液化石油气、甲醇、二甲醚、氢燃料、生物燃料等。下面我们一起进入这些新能源汽车的学习。 2.讲授新知识引导问题 1：什么是气体燃料汽车？各自的类型和特点？教学开展：顾名思义：采用气体作为燃料，那么你知道目前常用在汽车上的燃料有哪些吗类型？提出问题引导学生自学教材并回答问题，教师进行总结，最终用ppt展示结论。一、气体燃料汽车1、 车用气体燃料与燃气汽车：（1）压缩天然气（Compressed Natural Gas，CNG）是指压缩到 的天然气，储存在车载高压气瓶中。压缩天然气（CNG）是一种无色透明、无味、高热量、比空气轻的气体，主要成分是甲烷。-压缩天天然气CNG汽车（2）液化天然气（Liquid Natural Gas，LNG）是指常压下、温度为 的液体天然气，储存于车载绝热气瓶中。液化天然气（LNG）燃点高、安全性能强，适于长途运输和储存。-液化天然气（LNG）汽车（3）液化石油气（Liquid Petrol Gas，LPG）是一种在常温常压下为气态的烃类混合物，比空气重，有较高的辛烷值，具有混合均匀、燃烧充分、不积碳、不稀释润滑油等优点，能够延长发动机使用寿命，而且一次载气量大、行驶里程长。-液化石油气（LPG）汽车三种*按照燃料使用状况的不同，天然气汽车可分为：专用燃料天然气汽车、两用燃料天然气汽车。2、气体燃料汽车（天然气汽车）的特点教学开展：通过一段小视频展示，引导学生总结归纳纯电汽车的概念。可设置互动，有学生从教材上找出概念并总结回答，教师评价并展示结果优势分析1）天然气汽车是清洁燃料汽车2）天然气资源丰富3）天然气汽车有显著的经济效益4）比汽油汽车更安全缺点分析1）续驶里程有限2）有效控件减少，自重增加3）天然气是气态燃料，不容易储存和携带4）将现有的汽车改用天然气作燃料时，需增加发动机燃料系统的部件，如储气瓶、减压阀、混合器等，需要一定的改装投入。3、天燃气燃料汽车结构与原理（以CNG为例）教学开展：通过ppt展示图片，分别介绍几种车型实例，学生也可提出自己知道的车型作为探讨。CNG 汽车燃料供给系统的总体组成如下图所示，主要有燃料供给系统和电控系统两大部分。前者主要由天然气瓶、充气阀、高压燃料切断阀、减压阀、混合器部件、压力表、高压电磁阀等组成，实现燃料压缩天然气的随车储存、在各种管路内输送、充装和向发动机喷射等功能；后者主要由气体压力传感器、温度传感器、电子节气门等，与原车的 ECU 配合，实现燃料 CNG 的定时定量喷射。CNG 发动机工作原理：如下图所示，工作时，高压的压缩天然气从储气瓶出来，经过天然气滤清器过滤后， 经高压电磁阀进入高压减压器，高压电磁阀的开合由ECM 控制。高压减压器的作用是 将高压的压缩天然气（工作压力25MPa 左右），经过减压加热将压力调整到0.7 0.9 MPa。高压天然气在减压过程中由于减压膨胀，需要吸收大量热量，为防止减压器结冰，将发动机冷却液引出到减压器对天然气进行加热。经减压后的天然气进入电控调压器。 电控调压器的作用是根据发动机运行工况精确控制天然气喷射量。天然气与空气在混 合器内充分混合，进入发动机缸内，经火花塞点燃进行燃烧，火花塞的点火时刻由ECM 控制，氧传感器即时传递燃烧后的尾气的氧含量，ECM 根据氧气传感器反馈的信号，及时修天然气喷射量。 引导问题2：什么是生物燃料汽车？教学开展：通过一段小视频引入。分车型进行介绍，重点介绍二甲醚燃料汽车。二、生物燃料汽车1、 甲醇燃料汽车（1）定义：甲醇燃料汽车是指利用甲醇燃料做能源驱动的汽车。甲醇作为燃料在汽车上的应用主要有掺烧和纯甲醇替代两种。（2）发展：甲醇汽车的地位日益提升。甲醇的资源丰富，可以再生，属于生物质的能源。合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）木材干馏或气体（如天然气及其他可燃性气体提取。在汽车上使用甲醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽车缸内燃烧更完全，可以降低尾气的害物的排放。2、 乙醇燃料汽车乙醇汽车是使用车用乙醇汽油作为主要的动力燃料的机动车。一直以来，生物乙醇燃料备受争议，因为有人批评大规模使用乙醇作为燃料，会导致食品价格上涨，此外，传统的制造乙醇过程中会消耗很多能源，因此，从所谓的“油井到车轮”全过程来看，乙醇燃料并不环保。但是，通用汽车打算结束这种争论，在2008年北美车展上，通用汽车大打“E85牌”，推出了多款E85乙醇燃料车，同时，作为推动车用能源多样化的战略手段，正式宣布与美国Coskata能源公司携手，在乙醇燃料技术领域内开展合作。3、 二甲醚燃料汽车二甲醚作为环保、清洁、安全的新型替代能源，已经得到国际社会的公认。二甲醚是汽车发动机，特别是柴油发动机燃料的理想替代品。引导问题3：什么是氢燃料汽车？教学开展：设置问题引导学生自学教材，教师收集材料展示，并答疑，考察提问。三、氢燃料汽车1.特点氢燃料汽车是在传统内燃机的基础上加以修改后可以直接用氢为燃料燃烧，产生动力，是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，其具有无污染，零排放，储量丰富等优势，因此，氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。氢能由于具有清洁、高效、可再生等特点被誉为21世纪理想能源，但许多关键技术尚未成熟，而且生产成本高昂，短期内很难实现产业化。2.发展情况（1）1984年，宝马公司胜场第一辆氢/汽油双燃料汽车BMW745i（2）福特汽车公司问哦世界首个正式生产氢燃料发动机的厂商，6.8L V10发动机（3）日本马自达公司2003奶奶展出RX-8 Hydrogen引导问题4：什么是太阳能汽车？教学开展：教学开展：通过一段小视频引入，配合PPt展示介绍四、太阳能汽车1、太阳能基础知识（1）太阳能是太阳内部或者表面的黑子连续不断的核聚变反应过程产生的能量。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。（2）太阳能汽车（Solar Car）主要是利用太阳能发电系统对太阳能电池进行充电，再经由汽车本身的动力单元为驱动轮提供动力，从而驱动汽车。（3）依据所用半导体材料不同，通常分为硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等，其中最常用的是硅太阳能电池。2、发展情况1978年，世界上第一辆太阳能汽车在英国研制成功，时速达到13公里。1982年，墨西哥研制出三轮太阳能车，速度达到 ，由于这辆汽车每天所获得的电能只能行 ，所以它还不能跑远路。1999年5月巴西圣保罗大学的科研人员设计出一款新型太阳能汽车。最高车速超过 。1984年9月，我国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功，并开进了北京中南海的勤政殿。该车车顶上安装了2808块单晶硅片，组成的硅板，装有三个车轮。引导问题5：其他新能源汽车知多少？教学开展：由学生根据预习时收集的资料，提出老师没讲到的集体讨论。【教学活动设计】教师活动：讲授知识，讲演结合；学生活动：理解结构、原理、性能。三、任务实施 （时间：30分钟）【任务实施】认识天燃气燃料汽车的结构及原理。1.基本设备一台天燃气燃料汽车。2.操作步骤认识天燃气燃料汽车的结构、基本组成，熟悉驱动系统的布置形式。3.具体操作【步骤一】示范操作 【步骤二】学生操作训练或课堂实践4.适任评估对任务效果进行检验评价。1.评估要素 结合能力要求2.评估标准 操作准确、熟练（100满分）；操作准确、较为熟练（80满分）；熟练程度一般、能完成操作（60满分）；【教学活动设计】教师活动：示范操作，突出要领；学生活动：工学结合，学做合一。四、项目拓展 （时间：10分钟）各种气体燃料的特点。五、课堂总结 （时间：5分钟）【任务总结】学习天然气汽车、液化石油气汽车、甲烷燃料汽车、乙醇燃料汽车、二甲醚燃料汽车、氢燃料汽车、太阳能汽车的基本知识。【教学活动设计】教师活动：知识归纳；学生活动评价.；学生活动：提问；分享交流. 六、课后实践 （时间：20 分钟）【自主学习】1.布置作业课后习题2.课外任务3.知识链接