混合动力电动汽车教案

章节课题 6.6混合动力电动汽车 审阅者签名 授课日期 2017年 4 月20 日第9 周星期（ 4 ）第 5-6 节 授课时数 2 学生能说出混合动力汽车的概念 学生能说出混合动力汽车的优点 教学目的 学生能分辨出混合动力汽车的种类及特点 学生能说出混合动力电动汽车的各工作过程动力传递路线 能提高学生的环保意识 教学方法 讲授法，提问法，任务驱动法，启发引导法，视频教学法，朗读法 了解混合动力电动汽车的优点 教学重点 理解各类型混合动力电动汽车的特点 以普锐斯为例的混联型电动汽车的系统工作过程 理解各类型混合动力电动汽车的工作原理 教学难点 掌握混合动力电动汽车的各工作过程动力传递路线 教具、挂图 多媒体 作业题号 自编题：写出混合动力汽车的概念和优点；混合动力汽车的分类；混联型电动汽车的系统控制主要有哪几个工作过程？ 教学过程 主要教学内容及步骤 及时间分配 组织教学 课堂礼仪，上课起立，师生致礼，登记考勤 2min 一、新课导入 新课导入 播放视频《丰田雷凌双擎混合动力汽车广告》 2+2min 二、讲授新课 讲授新课 【板书】混合动力电动汽车 4+4min 混合动力电动汽车的概念：指一辆汽车上同时配备电力驱动系统和辅助动力单元的电动汽车。 教学过程 主要教学内容及步骤 及时间分配 8+15min 【板书】混合动力汽车的优点：P308【板书结束】 任务驱动法 1、发动机工作在经济工况区，排放低，燃油消耗少； 23+19min 2、发动机不再全负荷和加速工况工作，噪音小； 任务驱动法 3、回收制动时的能量和利用已有的燃油设施； 讲授法 4、大气环境保护和资源利用。 朗读法 {互动：提醒学生在书本上划出相应内容} 讲授法 【板书】6.61混合动力电动汽车的种类： 朗读法 1、按电池-电机与内燃机的搭配比例不同分：微混合、轻混合、全混合和可外接电源充电混合动力系统。【板书结束】 视频教学法 （任务布置和实施：把全班同学分为四组，通过2分钟的时间看书，在书42+2min 本上分别找出四种类型的混合动力电动汽车的特点，每组由一个同学负责44+1min 回答对应的一种类型的特点，作为这组的平时成绩得分，老师负责点评和小结） 1min （1）微混合系统：依靠电池-电机的功率比例很小，车辆的驱动功率主要1+5min 由内燃机提供。 讲授法 特点：①、在微混合系统中，电机仅作为内燃机的启动就/发电机使用。6+22min 以及在制动时转变为发电机，实现制动能量回收。 启发引导法 ②、微混合可实现5%-10%的节油效果。 视频教学法 （2）轻混合系统：驱动车辆的两种动力源中依靠电池-电机功率的比例增大，内燃机功率的比例相对减小。电机功率不超过发动机最大功率的10%。 28+3min 特点：①、在车辆加速、爬坡等工况下，电机可向内燃机提供辅助的驱动讲授法 力矩，但不能单独驱动车辆行驶，具有制动能量回收、发动机熄火/重启31+5min 动等功能。 归纳法 ②、轻混合系统节油可达10%-15%。 课后小结 （3）全混合系统：驱动车辆的两种动力源中依靠电池-电机功率的比例更大，内燃机功率的比例更小。电机功率为内燃机最大功率的40%左右。 36+5min 特点：①、电机和内燃机都可以独一或一起驱动车辆。起步、低速等情况作业及答疑 可以纯电动行驶，急加速时电机和内燃机一起驱动车辆，并由制动能量回41+4min 收的功能。 ②、节油效果达30%-50%。 （4）可外接电源充电混合动力系统：电机内燃机功率比例与全混合系统基本相同。电池容量要比全混合系统的大，比纯电动车辆的小。 小结：该分类方法主要是根据电池-电机和内燃机功率搭配比例，达到的节油效果也不用。 【板书】2、按动力系统的配置不同分：串联式、并联式和混联式。【板书结束】 （任务布置和实施：把全班同学分为四组，通过3分钟的时间看书，在书本上分别找出三种类型的混合动力电动汽车的工作原理，每组由一个同学负责回答对应的一种类型的工作原理，作为这组的平时成绩得分，老师负责点评和小结） （1）串联式混合动力系统 （投影）该系统结构图： 工作原理：发动机带动发电机发电，电能一部分给蓄电池充电，一部分通过控制器输给电动机，由电动机产生电磁力矩驱动汽车行驶。当发电机发出的功率大于电机所需的功率时（如汽车低速滑行、低速行驶或者短时停车等工况），发电机向蓄电池充电；在发电机发出的功率低于电动机所需的功率时（如汽车起步、加速、爬坡、高速行驶等工况），蓄电池向电动机提供额外的电能，补充发电机功率的不足，满足车辆峰值功率要求。 代表车型：雪佛兰沃蓝达（投影沃蓝达图片） 串联式混合动力电动汽车的特点：（投影并根据串联式混合动力系统结构图进行分析） ①发动机具有良好的经济性和低的排放性能 ②可选择功率较小的发动机 ③整车结构布置自由度大。 ④电机的功率大，制动能量回收的潜力大，提高能量效率 ⑤发动机能量利用率比较低 ⑥电机功率大，蓄电池容量大，体积和重量都比较大，使得整车重量较大 ⑦更适合市内低速运行的工况，不适合高速公路行驶工况 {互动：学生观看PPT齐声朗读以上内容，提醒学生在书本上划出相应内容} （2）并联式混合动力系统 （投影）该系统结构图： 工作原理：该系统有内燃机和电机两套驱动系统，内燃机和电机分别独立地驱动汽车，而需要大功率时还可由内燃机和电机共同驱动汽车。当发动机提供的功率大于驱动汽车所需的功率或者制动能量回收时，电动机工作在发电机状态，将多余的能量充入蓄电池。 代表车型：本田CR-Z、别克君越eAssist（投影相关汽车图片） 并联式混合动力电动汽车的特点：（投影并根据并联式混合动力系统结构图进行分析） ①发动机输出能量的利用率较高 ②电机、发动机的功率可适当减小，电池的容量也可适当减小 ③低速行驶时，可关闭发动机，实现纯电动方式运行，实现零排放 ④传动机构较复杂 ⑤友好和排放指标可能不如串联式混合动力系统 ⑥适合汽车在中、高速工况下，稳定行驶 {互动：学生观看PPT齐声朗读以上内容，提醒学生在书本上划出相应内容} （3）混联式混合动力系统 （投影）该系统结构图： 工作原理：根据行驶工况由电脑灵活控制，采取串联式或并联式工作。 代表车型为丰田普锐斯、丰田凯美瑞、丰田凯美瑞尊瑞、雷克萨斯CT200h、比亚迪F3DM。 混联式混合动力汽车的特点： ①充分发挥了串联式和并联式的有点 ②更复杂的工况下使系统工作在最优状态 ③更容易实现排放和油耗的控制目标 ④对动力复合装置的要求更高 ⑤一般以行星齿轮机构作为动力复合装置 小结：该分类是按动力系统的配置方式来分，所形成的特点也很鲜明，串联式的混动电动汽车更适合于市内低速交通，而并联式的混动电动汽车更适合于中高速，整体性能比串联式更出色，混联式则是最先进最常用的成熟混动模式。其代表车型为沃蓝达、CR-Z、普锐斯、雷凌双擎等。丰田的市场占有率为80%。（投影相关汽车图片） （播放混合动力双擎系统视频） 第一节课小结： 1、混合动力电动汽车的概念； 2、混合动力电动汽车的分类和特点； 3、混合动力电动汽车的优点。 第一节课结束 第二节课开始 师生致礼，登记考勤 播放视频《宝马BMW i8混合动力电动轿跑》 【板书】6.62混合动力电动汽车的工作过程：可分为起步或低负荷行驶、匀速行驶、加速行驶、停车或滑行、制动和减速时系统的工作过程（以丰田混动系统双擎为例）。【板书结束】 （投影）普锐斯的驱动系统图： 【板书】（1）起步与小负荷时【板书结束】 车辆起步、极低速运行或在下陡坡时，发动机停止工作，利用电动机向车辆传输动力。【板书】电动机驱动车辆的路径：电池→AC/DC转换器→电机→动力复合装置→后桥→车轮 （2）正常行驶时【板书结束】 两套动力系统在计算机的控制下，协调工作，使整个系统达到最优效率。 【板书】动力分配及输出路径为：发动机→动力分配装置→动力复合装置→后桥→车轮 发动机→动力分配装置→发电机→AC/DC转换器→电动机→动力复合装置→后桥→车轮【板书结束】 利用电机的工作，增加车轮的驱动力，发动机多余的功率通过发电机向电池充电 【板书】（3）全负荷加速时【板书结束】 全负荷加速时，除了上述正常行驶工况中所需的动力外，还要从电池中输出电流，增加车轮的驱动力。 【板书】动力分配及输出路径为：发动机→动力分配装置→动力复合装置→后桥→车轮 发动机→动力分配装置→发电机→AC/DC转换器→电动机→动力复合装置→后桥→车轮 电池→ AC/DC转换器→电动机→动力复合装置→后桥→车轮 （4）在减速与制动时【板书结束】 在减速与制动时，车轮驱动电动机，这时电动机变成发电机（结构上是一样的），利用减速或制动的能量进行再生发电，存储在电池中。 {互动}请同学们试着说出【板书】动力传递路线：车轮→驱动桥→动力复合装置→电机→AC/DC转换器→电池 （5）蓄电池充电时【板书结束】 发动机驱动发动机进行充电，使之一直达到规定的充电状态 {互动}请同学到黑板上写出【板书】动力传递路线：发动机→动力分配装置→发电机→AC/DC转换器→电池 （6）停车时【板书结束】 车辆停止，发动机也停止，或当电池没有达到规定的充电状态时，发动机继续驱动发电机，给电池充电，直到电池达到充电状态。当截图点火电影，汽车未起步时，发动机达到规定的热状态后会自动停止运转。如果空调开关联动的话，停车后发动机也可能会运转，为空调压缩机提供动力。 小结：播放视频《丰田雷凌双擎混合动力电动汽车工作过程》 【板书】6.63混合动力电动汽车的排放问题【板书结束】 通过混合动力电动汽车的系统工作过程的学习，我们可以得知【板书】混合动力电动汽车在排放控制方面有以下主要途径： （1）纯电动模式运行【板书结束】 起步、低速、减速、停车等，关闭发动机，达到“零排放”。 【板书】（2）降低发动机排放【板书结束】 通过电脑系统控制电机参与工作，使发动机工作在远离排放差的区域 采用功率小的发动机，与传统汽车相比，工作效率更高、污染更小 动力电池的功率缓冲能力可使发动机缩短冷启动时间，减少排放 三、课后小结： 1、混合动力汽车的概念 2、混合动力汽车的优点 3、混合动力汽车的种类及特点 4、混合动力电动汽车的工作过程 四、布置课后作业及答疑： 1、混合动力汽车的概念是什么？ 2、混合动力汽车的优点有哪些？ 3、混合动力汽车的种类有哪些？ 4、以普锐斯为例写出混合动力电动汽车的系统控制主要有哪几个工作过程？ 五、教学反思