汽车新能源教案24155.pdf

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1、-课题 工程一 绪论 任务一 新能源汽车的定义和分类 任务二 开展新能源汽车的必要性 教学 目标 1.通过对新能源汽车的学习，请读者了解新能源汽车的优点。2.了解各类新能源汽车的价格以及主要优点。教 学 重 点 1.了解新能源汽车的优点。教学难点 2.新能源汽车的国内外的开展状况，并且了解各类新能源汽车的价格以及主要优点。教 学 时 间 4课时第6周 教具准备 教学组织与实施 教师活动 学生活动【新课导入】(5分钟)新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，本规划所指新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。节能汽车是指以内燃机为主要动力系统，综合

2、工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车。开展节能与新能源汽车是降低汽车燃料消耗量，缓解燃油供求矛盾，减少尾气排放，改善大气环境，促进汽车产业技术进步和优化升级的重要举措。【新课讲授】(150分钟)一、新能源汽车的定义 新能源汽车英文名称：New energy vehicles是指采用非常规的车用燃料即除汽油、柴油发动机之外作为动力来源或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新构造的汽车。二、新能源汽车的分类：1.混合动力汽车 按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。2.插电式混合动力汽车增程式

3、、插电式 插电式混合动力汽车是可以在正常使用情况下从非车载装置中获取电能，以满足车辆具有一定的纯电动续驶里程的混合动 -力汽车，可分为增程式混合动力和混联插电式混合动力汽车。3.纯电动汽车 电动汽车顾名思义就是由车载可充电蓄电池或其他能量储存装置提供电能、由电机驱动的汽车，有一局部车辆把电动机装在发动机舱内，也有一局部直接以车轮作为四台电动机的转子，其难点在于电力储存技术。图 1-1 群众 BlueMotion 纯电动汽车 4.燃料电池汽车 燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反响产生电流，依靠电机驱动的汽车。图 1-4 荣威 750 燃料电池电动汽车 5.氢动力汽车 -氢气不含碳，

4、燃烧后不增加大气中温室气体，而且可以通过利用太阳能、风能等可再生能源电解水得到，因此被认为是人类的终极能源。图 1-5 长安氢程氢动力汽车 6.天然气汽车 天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车。天然气的甲烷含量一般在 90%以上，是一种很好的汽车发动机燃料 图 1-6 宝马液化石油气汽车 2.甲醇汽车 甲醇汽车就是以甲醇作为主要燃料的汽车，也能以汽油或汽油-甲醇混合燃料为燃料，是一种甲醇-汽油燃料灵活转换的具有节能环保科技含量的新型汽车，也可以由普通汽车改装而成。-图 1-7 华普海锋甲醇动力轿车 3.生物燃料汽车 生物燃料(biofuel)泛指由生物质 例如玉米、大豆、秸秆等组成或萃

5、取的固体、液体或气体燃料，主要包括乙醇、生物柴油和航空生物燃料，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。图 1-8 采用了可燃烧生物柴油发动机的瑞典柯尼塞格koenigseggCC*R 汽车 虽然生物燃料属于可再生能源，但是生产生物燃料的农作物也存在污染、粮食平安等诸多问题，目前尚未得到全球性的广泛应用。三、新能源汽车开展背景分析 化石能源作为不可再生能源，一直以来以其低廉的经济本钱-而受到传统汽车产业的青睐，但是通过对石油储量的综合估算，石油可被支配的化石能源的极限，大约为11801510亿吨，以2009年世界石油的年开采量计算，石油储量大约在 2050 年左右宣告枯

6、竭，同样，天然气仅可以满足 62.8 年的开采，也就是说，这些传统经济的资源载体将在 21 世纪上半叶迅速地接近枯竭。这对汽车保有量快速增加的中国来说将是一个严峻的问题。能源的尽头将是什么？没有人想坐以待毙。所以在能源的巨大压力之下，如何大力开展和推动新能源汽车的产业化是我国汽车产业现阶段所需研究的重大课题。随着工业开展，尤其是汽车产业的快速开展，汽车已经成为目前城市的主要污染源之一，而汽车尾气中的有害成分，如CO、HC 及氮的氧化物是大气污染的主要成分。及统计，在主要城市中心，交通排放的 CO 形成的污染物浓度占 CO 总浓度的 9095，HC 和 NO*占 8090，由此可见，传统的燃料汽

7、车对城市大气的破坏性。所以，从保护居民的生活环境的必要性看来，研发环境友好型的新能源汽车是相当有必要的。从*种程度上来讲，金融危机也给新能源汽车的开展提供了新的机遇。因为新能源汽车是拉动经济复苏的一张新的王牌，所以各国、各企业为了摆脱经济低谷，拉动经济复苏而大力支持和开发新能源汽车以获得新的市场并使自己在未来的产业竞争格局中占据有利位置。作为世界各大汽车企业共同战略选择的新能源汽车，由于其出色地满足了人们对节能减排的需求从而能占据未来汽车的大局部市场。也因为其较低的使用本钱使其能够迅速地被消费者所承受。市场需求的增加使其可以成为未来经济的新的引擎。技术进步永远是产业革新的不竭动力，虽然电动汽车

8、早在 19世纪便被研制出来，但是由于电池等技术的不完善，其在与以燃机为动力汽车的竞争中败下阵来。但是科技总是不断进步的，随着电池技术的开展和各种其他能源汽车的研发成功，新能源汽车产业涌现了许多新技术，其产品的研发也越开越受到人们的关注。而能源的多样化开展给汽车新技术的应用带来了无限可能，-因此，各类新能源汽车的研发和生产必然会将汽车产业领域延伸、拓展到更加广泛的产业范畴。这也是新能源汽车的开展根底之所在。四、开展新能源汽车的重大意义 汽车工业是国民经济的支柱产业，它与人们的生活息息相关，已成为现代社会必不可少的组成局部。但是，以石油为燃料的传统的汽车工业，在为人们提供快捷、舒适的交通工具的同时

9、，增加了国民经济对化石能源的依赖，加深了能源生产与消费之间的矛盾。随着资源与环境双重压力的持续增大，开展新能源汽车已成为未来汽车工业开展的方向。开展新能源汽车是减少对国外石油依赖，解决快速增长的能源需求与石油资源终将枯竭的矛盾的必由之路。近年来，我国汽车市场开展迅速，已成为全球第二大汽车市场。2009 年，我国汽车保有量突破 7000 万辆，产销量双双突破 1300 万辆，石油年消耗量将会到达 1.2 亿吨。目前，我国人均 GDP 已超过 3000 美元，消费构造升级是必然趋势，加之我国正处于工业化、城市化和机动化的重要阶段，汽车需求的快速增长难以防止。我国每千人汽车拥有量仅为 38 辆，与

10、139 辆的世界平均水平存在很大差距，汽车消费市场还有相当大的开展空间。预计到 2020 年，我国汽车保有量将到达 1.5 亿辆，如果全部使用化石能源，石油年消耗量将达 2.5 亿吨，约占届时我国石油总消耗量的 55。因此，大力开展新能源汽车是缓解我国石油短缺、降低石油对外依存度的重要措施。新能源汽车不燃烧汽油和柴油，所使用的锂电池是国际公认的环保电池。加之与传统汽车相比，电动车在启动时没有污染，具有极好的环保性能。就效率而言，传统汽车的能源转化效率只有 17，电动车的效率是 90，即使考虑燃煤发电的效率损失，电动车的总效率也大于 30，约为传统汽车的二倍，节能效果十清楚显。特别是近年来，世界

11、各国高度关注温室气体排放和气候变化问题，我国虽然是开展中国家，人均温室气体排放量水平较低，但由于我国人口众多，多年来国民经济持续快速开展，能源消费量已居世界第二位，今后所面临的国际社会的压力将逐步增大。有调查显示，全球大概 25的二氧化碳是来自于汽车的尾气。-我国如能在新能源汽车领域率先实现突破，将会改变我国在气候变化上的被动地位，并为全球解决日益严重的能源环境问题做出奉献。新能源汽车将催生汽车动力技术的一场革命，并必将带动汽车产业升级，建立新型的国民经济战略产业，是汽车工业开展的必由之路。新能源汽车的使用的本钱非常低廉。将其百公里的用电本钱进展换算，电的本钱仅是油的本钱的 20，也就是说，使

12、用新能源汽车仅需花五分之一的钱就可以跑到与原来相当的公里数。普通汽车，不管是手动档的，还是自动档的，都用变速箱变速，电动车变速是电机驱动，没有变速箱，而且非常强劲。此外，电动车的四轮驱动，原理简单，容易实现，且运行维护方便，不用换机油。新能源汽车的上述特点，决定了它具有强大的生命力和广阔的市场开展前景。设想到 2020 年，我国新能源汽车占届时汽车保有量的 20，约 3000 万辆，年可以节约石油 5000 万吨，相当于一个大庆油田一年的石油产量。【课堂小结】5分钟 本节课主要介绍新能源汽车的定义及其分类，开展新能源汽车的必要性，重点介绍新能源汽车分类。【布置作业】无 板书设计 教学随笔 工程

13、一 绪论 任务一 新能源汽车的定义和分类 任务二 开展新能源汽车的必要性 课题 工程一 绪论 任务三 新能源汽车的开展现状 任务四 新能源汽车车型分析 任务五 新能源汽车技术路线及关键技术 教学 1.通过对新能源汽车的学习，请读者了解新能源汽车的优点。2.熟悉我国新能源汽车相关的政策，法规和标准。3.掌握新能源汽车的国内外的开展状况，并且了解各类新能源汽车的价格以及主要优-目标 点。教 学 重 点 1.我国新能源汽车相关的政策，法规和标准 教学难点 1.我国新能源汽车相关的政策，法规和标准。2.新能源汽车的国内外的开展状况，并且了解各类新能源汽车的价格以及主要优点。教 学 时 间 4课时第6、

14、7周 教具准备 教学组织与实施 教师活动 学生活动【新课导入】众所周知，当时间的年轮转向21世纪，汽车成为工业开展的热点。但是，当石油危机、环境破坏和金融危机席卷全球工业开展时，汽车产业也面临着巨大的挑战。所以，新能源汽车便成为各国所看重和重点支持的新兴产业，更是我国汽车行业开展的重中之重。【新课讲授】一、新能源汽车的开展现状 图 1-8 中国新能源汽车产业开展路线全景图 表 1-1 图表分析：工程 内容 -1 我国新能源汽车产业刚刚起步，并没有具备明显优势的技术方向，所以国家有关部委在选择具体的新能源汽车道路时采取了多管齐下的策略，对各种可行的技术都予以一定的支持。2 我国新能源汽车战略道路

15、已逐渐走向清晰，而混合动力车将成为下一步开发重点。3 插电式混合动力车是混合动力向纯电动的过渡技术，将成为混合动力汽车的重点。二、新能源汽车的开展前景 新能源汽车是中国汽车业跨越开展的难得机遇。新能源汽车产业承载着我国汽车工业弯道超车的历史使命，不管是各级政府，还是业界对于该产业的开展都非常重视。我国混合动力汽车的开展既受发动机与自动变速器等汽车共性技术根底落后的制约，又存在机电耦合驱动系统及电动附件产品等混合动力专用技术开发强度不够的问题。图 1-10 荣威新 750Hybrid 插电式混合动力汽车整体上处于研发阶段，产品种类较少。我国插电式混合动力汽车研发起步较晚，但近几年逐步得到国内整车

16、企业的关注，主要集中于乘用车研发。-图 1-11 比亚迪 F3DM 纯电动汽车现在已成为国内整车企业电动汽车研发重点，根本掌握了整车控制、动力系统匹配与集成设计等关键技术，总体上开发进入量产车开发阶段。图 1-12 长安电动车 E30 我国燃料电池汽车动力系统技术平台研发与国外几乎同步开展，目前燃料电池汽车技术取得了一定进展，仍处于研发和试验考核阶段，而本田 FC*CLarity 早在 2008 年已开展了小批量租赁。-图 1-13 上汽 CSA7000FCV 我国新能源汽车的开展已经显现雏形，但是，政府仍需加大力度营造适合新能源汽车成长的环境。表 1-3 我国局部省市的新能源汽车产业政策与法

17、规 类别 地方/企业 规划 天津 天津2013年 1月发布天津市节能与新能源汽车示范推广及产业开展规划(2013-2020年)，根据规划，到 2015 年，天津各类节能与新能源汽车保有量将到达 3.5 万辆，其中新能源汽车推广数量将到达5000辆，非插电式混合动力汽车推广数量到达5000 辆以上，替代燃料汽车在公交、出租等领域实现规模化应用，推广数量到达 25000 辆。2020 年到达 7 万辆以上，在公交、出租、班车、邮政等领域扩大应用规模，在警务、环卫及私人用车领域也要实现突破。地方政 到 2014 年，整体实力实现国内领先，实现产销 10 万辆左右，产值 200 亿元；到 2015 年

18、，全面实现产业化，实现产销 30 万辆左右，形成 600 亿元左右的产业规模。-府 为实现 2020 年新能源比例到达 15%的目标，从目前至2020 年，估算需投入资金约 1000 亿元，其中广州市投入约 25 亿至 40 亿元，撬动社会和企业投资总计约千亿元。到 2020 年，将广州建成世界级新能源汽车研发中心和制造基地，其中节能和新能源车产业产值将达 2400 亿元。到 2020 年，新动力汽车产能力争到达 60 万辆，销售完成 50 万辆，其中，中、高端混合动力客车、充电式混合动力PHEV公交车和可快速更换电池组纯电动公交车将成为新动力汽车开展重点之一。方案依托一汽集团等企业，2014

19、 年形成 10 万辆新能源汽车产能。企业 北汽 到 2014 年北汽集团将形成年产各类新能源汽车产销4 万到 6 万辆的规模。一汽 到 2015 年，该集团方案建成一个年生产能力为混合动力轿车 2 万辆、混合动力客车 2000 辆的生产基地。长安 2014 年长安汽车将实现产销新能源汽车 15 万辆，2020 年到达新能源汽车产销 50 万辆以上。二、新能源汽车车型分析 1.凯迪拉克 凯雷德 Hybrid 大幅提升了燃油经济性，在城市道路行驶中可更多节省燃油消耗，综合路况条件下百公里油耗仅十几升，堪称全尺寸豪华 SUV 中的省油之王。在行驶中 8 缸和 4 缸还可以自由切换，而且根本就不会给你

20、觉察。图 1-14 凯迪拉克 Escalade-混动-新君越车长 5000mm，宽 1858mm，高 1497mm，轴距更是到达了2837mm，绝对算是同级别车型中的大个子选手。前进气格栅沿用了别克家族经典的盾形元素，直瀑式加镀铬亮条的设计霸气十足。图 1-15别克君越eAssist混合动力汽车 *S400 混合动力汽车采用轻度混合动力油电系统，S400HYBRID专门配备了起、停系统。基于顺滑的引擎与强大的隔音，其 S400 的实际表现与电瓶车差异也不大了。图 1-16*S400 混合动力 i8 混合动力超跑将采用 2+2 的座椅设计，0 至 62 英里/小时的提速过程将在 4.8 秒内完成

21、，燃油经济性将超过 62 mpg，同时售价也将是超跑车的价格，i8 是科技领航的新体验，配备的是插电式混合动力系统。-图 1-17 宝马 i8 混合动力汽车 群众途锐混合动力版 途锐的车厢非常有质感，中控台采用三种材质组合，手工和用料都一流，让人挑不出毛病。仪表盘设计精致，大方清晰的白色背光灯，液晶显示屏清晰度大大提高，能显示车辆信息、导航信息以及印象信息，可读性非常好。图 1-18 群众途锐混合动力版 奥迪 Q5 混合动力 奥迪 Q5 hybrid quattro 是一汽-群众奥迪引进的首款全混合动力车型，代表了当前混合动力技术的最高水准，它标志着一汽-群众奥迪新能源战略实施进入了全新的阶段

22、，也将为未来的国产新能源车型奠定根底。-图 1-19 奥迪 Q5 混合动力 全新 LS 600hL 首次搭载的全时四驱带 Torsen 系统，与改良的空气悬挂系统与适应式可变悬挂系统 AVS共同工作。根据驾驶操作、车身运动及道路外表状况，AVS 将自动激活可调阻尼减震器，自动保持最正确车辆离地间隙，在高速行驶中仍能实现极佳的减震效果 图 1-20 雷克萨斯 LS600HL 丰田凯美瑞尊瑞所用的强混系统，是丰田全球成熟、领先的油电混合双擎动力系统。-图 1-21 丰田凯美瑞尊瑞混合动力汽车 Insight Insight 也延续了海外的高标准，像是氙气自动大灯，主动式平安头枕，6 平安气囊以及

23、VSA 车辆稳定控制系统都是标配。舒适配置方面则没有太多亮点，前排座椅加热，皮绒搭配座椅和自动空调值得一提。图 1-22 本田 Insight 混合动力 聆风采用国际领先的层叠式紧凑型锂离子电池驱动，日产研发的锂电池创新地采用了锰正电极和层式构造。-图 1-23 日产聆风纯电动汽车 定位于都市精品纯电小车的荣威 E50，配以电动助力转向系统、整车热管理系统等部件。图 1-24 荣威 E50 纯电动汽车 纯电动车比亚迪 E6 就是中国新能源汽车的典型代表之一。采用跨界车型设计，拥有 SUV 般的身形。-图 1-25 比亚迪 E6 纯电动汽车 哈弗 M3 EV 的充电口被安排在传统的加油口位置，使

24、用起来非常方便。图 1-26 长城哈弗 M3 纯电动汽车 C30 电动车车内最吸引眼球的当属换挡手柄，无论是造型还是颜色都足够惊艳。图 1-27 沃尔沃 C30 纯电动汽车 三、新能源汽车技术路线及关键技术 在电动汽车科技开展十二五专项规划中，明确提出了我国电动汽车开展的技术路线和需要突破的关键技术。电动汽车按动力系统电气化水平分为两类：一类是全部或大局部工况下主要由电动机提供驱动功率电动汽车称为纯电驱动电动汽车，例如纯电动汽车、插电式混合动力汽车、增程式-电动汽车以及燃料电池电动汽车；另一类是动力电池容量较小，大局部工况下主要由内燃机提供驱动功率的电动汽车通常称为常规混合动力汽车。从培育战略

25、性新兴产业角度看，开展电气化程度比拟高的纯电驱动电动汽车是我国新能源汽车过渡与转型并行互动、共同开展的总体原则指导下，规划电动汽车技术开展战略。1确立纯电驱动的技术转型战略。顺应全球汽车动力系统电动化技术变革总体趋势，发挥我国的有利条件和比拟优势，面向纯电驱动实施汽车产业技术转型战略，加快开展纯电驱动电动汽车产品，实施这一技术转型战略，要依靠自主创新，坚持自主开展，突破电动汽车核心技术瓶颈；同时要充分利用国际资源，进一步提升我国汽车共性根底技术水平，效劳于纯电驱动的技术转型战略。2坚持三纵三横的研究布局，我国电动汽车在三纵三横的技术创新战略指导下，进过十五、三纵三横、整车牵头和十一五、三纵三横

26、、动力系统技术平台为核心两阶段技术攻关，取得了重大技术突破，形成了中国特色的电动汽车研发体系。十二五期间，继续坚持三纵三横的根本研发布局，根据纯电驱动的技术转型战略，进一步突出三横共性关键技术。在三纵方面，纯电动汽车、增程式电动汽车和插电式混合动力汽车作为纯电驱动汽车的根本类型归为一个大类；燃料电池电动汽车作为纯电驱动汽车的特殊类型继续独立作为一纵；混合动力汽车主要为常规混合动力汽车。在三横方面，电池包括动力电池和燃料电池；电机包括电机系统及其与发动机、变速器总成一体化技术等；电控包括电转向、电空调、电制动和车网融合等在内的电动汽车电子控制系统技术。1电池 以动力电池模块为核心，实现我国以能量

27、型锂离子动力电池为重点的车用动力电池大规模产业化突破。以车用能量型动力电池为主要开展方向，兼顾功能性动力电池和超级电容器的开展，全面提高动力电池输入特性、平安性、一致性耐久性和性价比等综合性能。强化动力电池系统集成与热-电综合管理技术，促进动力电池模块化技术开展；实现车用动力与电池模块标准化、系-列化、通用化，为支撑纯电驱动电动汽车的商业化运营模式提供保障。瞄准国际前沿技术，深入开展下一代新型车用动力电池自主创新研究，为电动汽车产业中长期开展进展技术储藏。重点研究新型锂离子动力电池。研究新型锂离子电池设计、性能预测、平安评价及平安性新技术。新体系动力电池方面，重点研究金属空气电池，多电子反响电

28、池和自由基聚合物电池等，并通过实验技术验证，建立动力电池创新开展技术研发体系。到 2015 年，为我国车用动力电池产业提升市场竞争能力提供科技支撑。通过新型锂离子动力电池和新体系电池的探索，确立我国下一代车用动力电池的主导技术路线。突破燃料电池关键技术和系统集成，推进工程实用化，为新一代燃料电池汽车研发与产业化奠定核心技术根底。重点推进燃料电池的工程化进程，建立小批量生产线，进一步提升燃料电池性能，降低本钱，强化电堆与系统的寿命考核，改良提高燃料电池系统控制策略与关键部件性能，提升燃料电池系统可靠性与耐久性，为燃料电池汽车示范运行提供可靠的车用燃料电池系统。加强燃料电池根底材料和系统集成科技创

29、新，研发高稳定性、高耐久性、低本钱的关键材料和不见，保证电堆在高电流密度下的均一性，提高功率密度，进一步增强系统的环境适应能力，为下一代燃料电池汽车研发奠定核心技术根底。2电机 面向混合动力大规模产业化需求，开发混合动力发动机/电机总成发动机ISG/BSG和机电耦合传动总成电机变速器，形成系列化产品和市场竞争力，为混合动力汽车大规模产业化提供技术支撑，面向纯电驱动大规模商业化示范需求，开发纯电动汽车驱动电机机器传动系统系列，同步开发配套的发动机发电机组APU系列，为实现纯电动汽车大规模商业示范提供技术支撑。面向下一代纯电驱动系统技术攻关，从新材料/新构造/自传感电机、IGBT 芯片封装和驱动系

30、统混合集成、新型传动构造等方面着手，开发高效率、高材料利用率、高密度和适应极限环境条件下的电力电子、电机与传动技术，探索下一代车用电机驱动及其传动系统解决方案，满足电动汽车可持续开展需求。3电控 重点开发混合动力专用发动机先进控制算法满足国以上排放法规、混合动力系统先进实时控制网络协议、多部件间的-转矩耦合和动态协调控制算法，研制高性能的混合动力系统整车控制器，满足混合动力汽车大规模产业化技术需求。重点开发先进的纯电驱动分布式、高容错和强实时控制系统，高效、智能和低噪声的电动化总成控制系统电动空调、电动转向、制动能量回馈控制系统，电动汽车的车载信息、智能充电及其远程监控技术，满足纯电动汽车大规

31、模产业化示范需要。重点开发基于新型电机集成驱动的一体化底盘动力学控制、高性能的下一代整车控制器及其专用芯片、电动汽车智能交通系统ITS与车网融合技术V2*，包括 V2G：汽车到电网的链接，V2H：汽车到家庭的链接，V2V：汽车到汽车的链接等网络通信技术，为下一代纯电驱动汽车开发提供技术支撑。【课堂小结】本节课主要介绍新能源汽车的开展现状、新能源汽车车型分析和新能源汽车技术路线及关键技术。【布置作业】1.简述新能源汽车的定义？2.简述新能源汽车可以分为哪些类别？板书设计 教学随笔 工程一 绪论 任务三 新能源汽车的开展现状 任务四 新能源汽车车型分析 任务五 新能源汽车技术路线及关键技术 课题

32、工程三 电动汽车用动力电池 任务一 概述 任务二 铅酸蓄电池 教学 掌握电动汽车电池的分类、性能指标 了解铅酸蓄电池分类、构造、工作原理-目标 教 学 重 点 新能源汽车的分类 教学难点 新能源汽车开展的重要性 教 学 时 间 4课时(8、9周)教具准备 无 教学组织与实施 教师活动 学生活动【新课导入】5分钟 1清点人数，检查着装 2填写教学日志 3教学要求【新课讲授】150分钟 一、电动汽车动力电池分类 电动汽车使用的动力电池可以分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。1化学电池 化学电池是利用物质的化学反响发电。化学电池按工作性质分为原电池、蓄电池、燃料电池和储藏电池。（1）原电池 原电

33、池又称一次电池，是指电池放电后不能用简单的充电方法使活性物质复原而继续使用的电池，如锌二氧化锰干电池、锂锰电池、锌空气电池、一次锌银电池等。2蓄电池 蓄电池又称二次电池，是指电池在放电后可通过充电的方法使活性物质复原而继续使用的电池，而这种充放电可以达数十次到上千次循环。如铅酸蓄电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等。3燃料电池 燃料电池又称连续电池，是指参加反响的活性物质从电池外部连续不断地输入电池，电池就连续不断地工作而提供电能。如质子交换膜燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、直接甲醇燃料电池、再生型 -燃料电池等。4储藏电池 储藏电池是指电池正负

34、极与电解质在储存期间不直接接触，使用前注入电解液或者使用其它方法使电液与正负极接触，此后电池进入待放电状态，如镁电池、热电池等。化学电池按电解质分为酸性电池、碱性电池、中性电池、有机电解质电池、非水无机电解质电池、固体电解质电池等。化学电池按电池的特性分为高容量电池、密封电池、高功率电池、免维护电池、防爆电池等。化学电池按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列等。2物理电池 物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池。如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。3生物电池 生物电池是利用生物化学反响发电的电池，如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。二、电动汽车用动力电

35、池的性能指标 电池作为电动汽车的储能动力源，在电动汽车上发挥着非常重要的作用，要评定电池的实际效应，主要就是看电池的性能指标。电池的性能指标主要有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等，根据电池种类不同，其性能指标也有差异。1电压 电压分为端电压、开路电压、额定电压、放电电压和终止电压等。1端电压 电池的端电压是指电池正极与负极之间的电位差。2开路电压 电池在开路状态下的端电压称为开路电压，即电池在没有负载情况下的端电压。电池的开路电压等于电池正极的电极电势与负极电极电势之差。3电动势 电池的电动势等于组成电池的两个电极的平衡电位之差。4额定电压 -额定电压是电池在标准规

36、定条件下工作时应到达的电压。5放电电压 电池的工作电压是指电池接通负载后在放电过程中显示的电压，又称放电电压。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。6终止电压 终止电压是指电池在一定标准所规定的放电条件下放电时，电池的电压将逐渐降低，当电池再不宜继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。当电池的电压下降到终止电压后，再继续使用电池放电，化学活性物质会遭到破坏，减少电池寿命。2容量 电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。常用单位为安培小时Ah，它等于放电电流与放电时间的乘积。电池的容量可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量等。1理论容量 理论容量是把活性物质的质量按法拉第

37、定律计算而得到的最高理论值。为了比拟不同系列的电池，常用比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，单位为 Ah/l 或Ah/kg。2实际容量 实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为 Ah，其值小于理论容量。3标称容量 标称容量是用来鉴别电池的近似安时值。4额定容量 额定容量也叫保证容量，是按国家或有关部门公布的标准，保证电流在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。5荷电状态 荷电状态(SOC)是电池在一定放电倍率下，剩余电量与一样条件下额定容量的比值。反映电池容量的变化。SOC=1 即表示电池充满状态。随着电池的放电，电池的电荷逐

38、渐减少，此时电池的充电状态，可以用 SOC 的百分数的相对量来表示电池中电荷的变化状态。一般电池放电高效率区为 50%80%SOC。3内阻 电流流过电池内部受到的阻力，使电池电压降低，此阻力称-为电池内阻。由于电池内阻作用，电池放电时端电压低于电动势和开路电压。充电时端电压高于电动势和开路电压。4能量 电池的能量是指在一定放电制度下，电池所能输出的电能，单位是 Wh 或 kWh。它影响电动汽车的行驶距离。1理论能量 理论能量是电池的理论容量与额定电压的乘积，指一定标准所规定的放电条件下，电池所输出的能量。2实际能量 实际能量是电池实际容量与平均工作电压的乘积，表示在一定条件下电池所能输出的能量

39、。3比能量 比能量是指电池单位质量所能输出的电能，单位是 Wh/kg。常用比能量来比拟不同的电池系统。比能量有理论比能量和实际比能量之分。理论比能量是指 1kg电池反响物质完全放电时理论上所能输出的能量；实际比能量是指1kg电池反响物质所能输出的实际能量。由于各种因素的影响，电池的实际比能量远小于理论比能量。电池的比能量是综合性指标，它反映了电池的质量水平。电池的比能量影响电动汽车的整车质量和续驶里程，是评价电动汽车的动力电池是否满足预定的续驶里程的重要指标。4能量密度 能量密度是指电池单位体积所能输出的电能，单位是 Wh/L。5功率 电池的功率是指电池在一定放电制度下，单位时间内所输出能量的

40、大小，单位为瓦W或千瓦kW。电池的功率决定了电动汽车的加速性能和爬坡能力。1比功率 单位质量电池所能输出的功率称为比功率，单位为W/kg或kW/kg。2功率密度 单位体积电池所能输出的功率称为功率密度，单位为W/l或kW/l。6输出效率 动力电池作为能量存储器，充电时把电能转化为化学能储存-起来，放电时把电能释放出来。在这个可逆的电化学转换过程中，有一定的能量损耗。通常用电池的容量效率和能量效率来表示。1容量效率 容量效率是指电池放电时输出的容量与充电时输入的容量之比，即 式中，为电池的容量效率；为电池放电时输出的容量；为电池充电时输入的容量。2能量效率 能量效率也称电能效率，是指电池放电时输

41、出的能量与充电时输入的能量之比，即 式中，为电池的能量效率；为电池放电时输出的能量；为电池充电时输入的能量。7自放电率 自放电率是指电池在存放期间容量的下降率，即电池无负荷时自身放电使容量损失的速度。自放电率用单位时间容量降低的百分数表示，其表达式为 式中，为电池存储前的容量Ah；为电池存储后的容量Ah；为电池存储的时间，常用天、月计算。8放电速率放电率 放电速率一般用电池在放电时的时间或放电电流与额定电流的比例来表示。1时率时间率 电池以*种电流强度放电，放完额定容量所经过的放电时间。汽车用电池一般用20h率容量表示。2倍率电流率 电池以*种电流强度放电的数值为额定容量数值的倍数。-9使用寿

42、命 使用寿命是指电池在规定条件下的有效寿命期限。电池发生内部短路或损坏而不能使用，以及容量达不到标准要求时电池使用失效，这时电池的使用寿命终止。电池的使用寿命包括使用期限和使用周期。使用期限是指电池可供使用的时间，包括电池的存放时间。使用周期是指电池可供重复使用的次数。除此之外，本钱也是一个重要的指标。电动汽车开展的瓶颈之一就是电池价格高。电动汽车对动力电池的要求主要有：1比能量高 为了提高电动汽车的续驶里程，要求电动汽车上的动力电池尽可能储存多的能量，但电动汽车又不能太重，其安装电池的空间也有限，这就要求电池具有高的比能量；2比功率大 为了能使电动汽车在加速行驶、爬坡能力和负载行驶等方面能与

43、燃油汽车相竞争，就要求电池具有高的比功率；1991年，美国先进电池开发联合体USABC对电动汽车用动力电池制定的开发目标 三、铅酸蓄电池的开展动态 铅酸蓄电池自1859年创造以来，其使用和开展已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。电动汽车用铅酸蓄电池要用于给电动汽车提供动力，它的主要开展方向是提高比能量，增大循环使用寿命。作为电动汽车动力电源的铅酸蓄电池在比能量、深放电循环寿命、快速充电等方面不能很好满足电动汽车的要求，为了解决电动汽车用铅酸蓄电池的这三大技术难题，国际铅锌组织 ILZO-于1992年联合62家世界著名铅酸蓄电池厂家成立了先进铅酸蓄电池研制联盟 ALABC，共同

44、研制电动汽车用铅酸蓄电池。ALABC开发的铅酸蓄电池各项性能均取得了明显的提高。日本GS公司生产的SER60电池比能量为34Wh/kg，能量密度为91Wh/L，比功率为300 W/kg50%DOD；日本松下公司生产的动力型铅酸蓄电池循环寿命已突破 1000次80%DOD；汤浅公司的动力型密封铅酸蓄电池比能量已超过 40Wh/kg。美国BPC公司和Trojon公司开发的双极性密封铅蓄电池，正负极位于同一片导体的两侧面，用吸液式纤维隔板贮存电解液组成密封电池。其额定电压为180V，容量为60Ah，比能量50Wh/kg，峰值比功率700W/kg，循环寿命1000次，预计使用寿命10年。国内研制开发的

45、电动汽车用水平极板铅酸蓄电池已经到达了以下性能指标：3h率比能量45Wh/kg，10min持续比功率80W/kg，快速充电性能45h100%充电,1520min70%充电，80%DOD寿命600次。铅酸蓄电池作为纯电动汽车动力电源在比能量、深放电循环寿命、快速充电等方面均比镍氢电池、锂离子电池差，不适合于电动轿车。但由于其价格低廉，国内外将它的应用定位在速度不高、路线固定、充电站设立容易规划的车辆。四、铅酸蓄电池的分类与构造 1铅酸蓄电池的分类 铅酸蓄电池分为免维护铅酸蓄电池和阀控密封式铅酸蓄电池。1免维护铅酸蓄电池 免维护铅酸蓄电池由于自身构造上的优势，电解液的消耗量非常小，在使用寿命内根本

46、不需要补充蒸馏水。它具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿命一般为普通铅酸蓄电池的两倍。市场上的免维护铅酸蓄电池也有两种：1在购置时一次性加电解液以后使用中不需要添加补充液；2电池本身出厂时就已经加好电解液并封死，用户根本就不能加补充液。2阀控密封式铅酸蓄电池 阀控密封式铅酸蓄电池在使用期间不用加酸加水维护，电池为密封构造，不会漏酸，也不会排酸雾，电池盖子上设有溢气阀-也叫平安阀，该阀的作用是当电池内部气体量超过一定值，即当电池内部气压升高到一定值时，溢气阀自动翻开，排出气体，然后自动关闭，防止空气进入电池内部。阀控密封式铅酸蓄电池分为AGM和GEL胶体电池两种：1AGM采用吸附式玻

47、璃纤维棉Absorbed Glass Mat作隔膜，电解液吸附在极板和隔膜中，电池内无流动的电解液，电池可以立放工作，也可以卧放工作；2胶体GELSiO2作凝固剂，电解液吸附在极板和胶体内，一般立放工作。无特殊说明，皆指AGM电池。电动汽车使用的动力电池一般是阀控密封式铅酸蓄电池。五、铅酸蓄电池的构造 铅酸蓄电池由正负极板、隔板、电解液、溢气阀、外壳等局部组成。极板是铅酸蓄电池的核心部件，正极板上的活性物质是二氧化铅，负极板上的活性物质为海绵状纯铅。隔板是隔离正、负极板，防止短路；作为电解液的载体，能够吸收大量的电解液，起动促进离子良好扩散的作用；它还是正极板产生的氧气到达负极板的通道，以顺利

48、建立氧循环，减少水的损失。电解液由蒸馏水和纯硫酸按一定比例配制而成，主要作用是参与电化学反响，是铅酸蓄电池的活性物质之一。电池槽中装入一定密度的电解液后，由于电化学反响，正、负极板间会产生约为2.1V的电动势。溢气阀位于电池顶部，起动平安、密封、防爆等作用。六、铅酸蓄电池的特点 1铅酸蓄电池的优点 1除锂离子电池外，在常用蓄电池中，铅酸蓄电池的电-压最高，为2.0V；2价格低廉；3可制成小至lAh大至几千Ah的各种尺寸和构造的蓄电池；4高倍率放电性能良好，可用于引擎启动；5上下温性能良好，可在-4060条件下工作；6电能效率高达60%；7易于浮充使用，没有记忆效应；8易于识别荷电状态。2铅酸蓄

49、电池的缺点 1比能量低，在电动汽车中所占的质量和体积较大，一次充电行驶里程短；2使用寿命短，使用本钱高；3充电时间长；4铅是重金属，存在污染。七、铅酸蓄电池的工作原理 铅酸蓄电池使用时，把化学能转换为电能的过程叫放电。在使用后，借助于直流电在电池内进展化学反响，把电能转变为化学能而储蓄起来，这种蓄电过程叫做充电。铅酸蓄电池是酸性蓄电池，其化学反响式为 充电时，把铅板分别和直流电源的正、负极相连，进展充电电解，阴极的复原反响为 阳极的氧化反响为 充电时的总反响为 随着电流的通过，在阴极上变成蓬松的金属铅，在阳极上变成黑褐色的二氧化铅，溶液中有 生成-【课堂小结】3分钟 本节课我们主要学习电动汽车

50、电池的分类、性能指标、铅酸蓄电池分类、构造、工作原理。【布置作业】2分钟 铅酸蓄电池的特点？板书设计 教学随笔 工程三 电动汽车用动力电池 任务一 概述 任务二 铅酸蓄电池 一、电动汽车动力电池分类 二、电动汽车用动力电池的性能指标 三、铅酸蓄电池的开展动态 四、铅酸蓄电池的分类与构造 五、铅酸蓄电池的构造 六、铅酸蓄电池的特点 七、铅酸蓄电池的工作原理 课题 工程三 电动汽车用动力电池 任务三 镍氢电池 教学 目标 了解镍氢电池的开展动态 掌握镍氢电池的分类、构造、特点、工作原理 教 学 重 点 镍氢电池的分类、构造、特点 教学难点 镍氢电池的工作原理 教 学 时 间 4课时第9周 教具准备