新能源汽车概论 教案全套

《新能源汽车概论》教案模块一新能源汽车概述一、本模块教学时间安排节次课堂讲授课堂讨论实践实训合计任务1.1新能源汽车方针政策解读0.50.512任务1.2新能源汽车认知0.50.512二、本项目重点、难点及应注意的问题1．本项目重点（1）我国新能源汽车领域的方针政策。（2）新能源汽车的类型。（3）国内外新能源汽车的发展现状。（4）纯电动汽车、混合动力汽车的定义。2．本项目难点（1）新能源汽车相关方针政策解读。（2）新能源汽车的分类及特点。3．本项目教学中应注意的问题（1）理解宏观政策与微观发展之间的关系。（2）新能源汽车的类型非常多，要理清不同类型的区别。三、本项目应讲授的内容1.汽车尾气的种类以及各自的危害。2.新能源汽车发展的意义。3.我国新能源汽车技术发展的路线。4.纯电动汽车的分类方法以及各种类型的特点。5.混合动力汽车的分类方法以及各种类型的特点。四、课堂讨论及实践实训课堂讨论：1.什么是新能源？新能源的种类有哪些？目前新能源的应用情况怎样？新能源（又称：非常规能源）是指传统能源之外的各种能源形式，一般是指在新技术基础上加以开发利用或正在积极研究、有待推广的能源。1981年，\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"联合国召开的“联合国新能源和可再生能源会议”

[6]对新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"化石能源，重点开发\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"太阳能、\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"风能、\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"生物质能、\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"潮汐\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"能、\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"地热能、\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"氢能和\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"核能（原子能）。包括太阳能、生物质能、风能、地热能、\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"波浪能、\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"洋流能和\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"氢能、沼气、酒精、甲醇等。在中国可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"水电站）、\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"清洁能源。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是\t"/item/%E6%96%B0%E8%83%BD%E6%BA%90/_blank"环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。2.我国为什么要大力发展新能源汽车产业？（1）汽车尾气排放导致大气污染严重。（2）汽车尾气排放导致环境温度上升。（3）我国能源短缺严重。（4）我国传统汽车发展核心技术创新能力不强，专利受制于人。（5）我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。（6）应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。（7）对建设清洁美丽世界、构建人类命运共同体具有重要意义。3.新能源汽车发展的趋势如何？（1）突破动力电池技术是关键。（2）驱动电机呈多样化发展。（3）纯电动汽车向超微型发展。（4）采用混合动力汽车作为过渡产品。（5）燃料电池汽车成为竞争的焦点。（6）开发新一代车用能源动力系统。4.新能源汽车如何进行分类？5.纯电动汽车的优势和劣势有哪些？（1）优势：零排放，能源利用率高，结构简单，噪声小，在行驶过程中振动及噪声小，车厢内外十分安静，原料广，移峰填谷等。（2）劣势：续航里程短，充电时间长，动力电池成本高，维护费用高，充电场所不足。6.混合动力汽车的优势和劣势有哪些？（1）优势：①采用了小功率内燃机，油耗低、污染少，具有普通内燃机汽车的优点。②可以方便地回收制动、下坡、怠速等工况的多余能量。③可以通过电动机单独驱动，实现“零”排放、低噪声。④可以方便解决空调、取暖、除霜系统能耗大等纯电动汽车遇到的难题。⑤可以利用现有的加油站加油，不必再投资。⑥可使动力电池保持在良好的工作状态下，不会发生过充、过放，延长使用寿命，降低成本。（2）劣势：①有两套以上动力系统及控制管理系统，匹配技术较难。②车辆结构复杂，价格较高。实践实训：1.查找资料，收集新能源汽车相关的政策和方针。《国务院办公厅关于印发新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）的通知》国办发〔2020〕39号、国务院关于印发《中国制造2025》的通知，国发〔2015〕28号等等。2.整理结新能源汽车发展的历史和现状。（1）新能源汽车的起源新能源汽车的历史可以追溯到19世纪初，当时的电气化技术被应用于汽车领域，出现了一些早期的电动汽车。在20世纪初，汽车产业开始逐渐发展起来，但燃油汽车成为主流，电动汽车市场逐渐萎缩。在20世纪70年代和80年代，由于石油危机的影响，人们对新能源汽车的需求逐渐增加。当时的一些汽车制造商开始研发新能源汽车，但由于技术不成熟、成本高昂等因素，这些尝试都没有取得很大的成功。（2）新能源汽车的发展油电混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV）、燃料电池汽车（FCEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）、用相关理论知识解读学习情境描述中的现象。（3）新能源汽车的现状2023年，中国新能源汽车的销量持续增长，市场份额也在不断扩大。据《2023年中国新能源汽车产业发展报告》数据显示，全年销售量达到了500万辆，占全球市场份额的40%以上。特斯拉、比亚迪、蔚来等品牌已经在市场上占据了主导地位。技术层面，中国新能源汽车技术不断创新，电池续航里程、充电速度等方面都有显著提升。同时，自动驾驶、车联网等前沿技术也在新能源汽车上得到了广泛应用。3.调查我国新能源汽车造车新势力大发展状况。理想、蔚来、小鹏、哪吒、领跑、问界、极氪等等。4.总结混合动力汽车的分类。（1）依据动力源对混合动力汽车分类：微混合动力系统、液压混合动力、多重燃料混合动力等。（2）依据混合程度对混合动力汽车分类：微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统、插电式混合动力系统等。（3）依据结构对混合动力汽车分类：串联式混合动力系统、并联式混合动力系统、混联式混合动力系统等。5.新能源汽车的组成结构认知。纯电动汽车：驱动电机、维修开关、动力电池、车载充电机、控制器等。混合动力汽车：动力电池、发动机、直流高压电缆、检修塞、燃油箱、交流高压电缆、充电口、动力控制单元、变速驱动桥等。五、课堂要培养的价值体现弘扬祖国文化与企业精神。查找资料、整理讲述我国新能源汽车行业发展的故事。六、本项目思考题1.展望未来汽车的发展方向，你认为销售汽车与销售电脑和机有何异同？2.谈谈你对燃料电池汽车的看法。七、本项目作业题见《新能源汽车概论》教材中的“任务实施”内容。八、本项目参考资料1.《节能与新能源汽车技术路线图2.0》2.《新能源汽车产业发展规划（2021—2035年）》3.《中国制造2025》项目二新能源汽车操作基础知识一、本项目教学时间安排节次课堂讲授课堂讨论实践实训合计任务2.1新能源汽车仪表系统认知0.50.512任务2.2新能源汽车高压安全及防护0.50.512二、本项目重点、难点及应注意的问题1．本项目重点（1）新能源汽车仪表系统的功能。（2）新能源汽车仪表指示灯及警告灯的含义。（3）新能源汽车的高压危害及防护措施。（4）新能源汽车高压安全操作规程。2．本项目难点（1）新能源汽车仪表指示灯及警告灯的含义。（2）新能源汽车高压安全操作规程及注意事项。3．本项目教学中应注意的问题（1）仪表指示灯和警告灯在不同车型上会有所差异，培养学生知识迁移能力。（2）制定新能源汽车下电操作流程要考虑全面，安全第一，维修开关一定保管妥当。（3）学生在进行实车操作时，操作规程规范性，安全防护装备穿戴整齐，场地设备得防护措施，6S整理等。三、本项目应讲授的内容1.新能源汽车仪表系统的组成：行车电脑区域、车速表、剩余电量以及各种指示警告灯等。行车电脑区域通常用于显示时间、续航里程、小计里程、车辆运行状态及保养信息等。2.液晶仪表的结构、工作原理。3.新能源汽车的高低压标准。4.新能源汽车高压安全操作规程及注意事项。四、课堂讨论及实践实训课堂讨论：1.国家标准对电动汽车组合仪表显示信息的要求有哪些？车速、累计行驶里程、车门状态、刮水器、ABS、安全带、安全气囊、电压、电流、湿度、SOC、剩余电量、充电状态、故障和切断、转速、电压、电流、温度、过热、超速等。2.吉利帝豪EV系列车型仪表包括哪些界面？开机界面、常显界面、PEPS提示界面、能量流界面、充电界面等。3.高压电对于人体的危害有哪些？（1）电伤——由于电流具有热效应、化学效应和机械效应而对人体外表造成的局部伤害，如电灼伤、电烙印和皮肤金属化等。（2）电击——电流流过人体内部造成人体内部器官的伤害，电击严重时可能致人死亡。（3）电磁场伤害——人体在电磁场作用下吸收能量而受到伤害，受到电磁场伤害后，人会出现头晕、乏力、记忆力减退、失眠和多梦等神经系统衰弱症状。4.讨论并总结流过人体的电流所导致的危害取决于哪些因素？（1）接触位置的电压强度。（2）电流的强度。（3）电流的持续时间。（4）电流的路径（最坏的情况是通过心脏）。（5）电流的频率（直流电或交流电）。5.对于电气火宅在进行救助时有哪些注意事项？（1）做好自我防护，切勿吸入烟气。（2）向消防部门报警，告知着火车辆的情况。（3）清除附近的易燃物，或者使用覆盖法确保安全。（4）在扑灭电力设备的火灾时须使用二氧化碳灭火器或干粉灭火器，也可使用灭火毯。（5）不可使用二氧化碳灭火器为身上着火的人灭火，因为会有窒息危险。6.在进行新能源汽车维修时应该进行哪些防护措施？（1）关闭点火开关。（2）断开低压蓄电池负极。（3）拔出维修开关（图2.2.10）。（4）插入维修保护罩或保护塞。（5）使用放电工具放电大约1分钟。（6）通过验电工具确认车辆不再带电。实践实训：1.通过查阅维修手册等资料找出新能源汽车仪表常见指示灯的含义。2.让一辆新能源汽车分别处于OFF、ON、READY档位，读取仪表信息。3.规范进行个人防护用品（绝缘安全帽、护目镜、绝缘手套、绝缘安全鞋等）的穿戴练习。4.总结新能源汽车下电操作的步骤，并按照标准步骤完成对新能源汽车的下电操作。五、课堂要培养的价值体现1.在实际操作过程中培养学生的安全意识，保护自己的人身安全和车辆设备安全。2.在进行新能源汽车相关操作时，要求学生按照企业的标准规范进行操作，提前适应岗位要求。六、本项目思考题1.如何根据仪表的警告灯查找相关系统的故障信息以及分析故障原因？2.通过阅读、查阅文献等多种手段总结在进行高压电操作时的注意事项。七、本项目作业题见《新能源汽车概论》教材中的“任务实施”内容。八、本项目参考资料1.吉利帝豪EV300用户手册、电路图、维修手册。2.比亚迪秦EV用户手册、电路图、维修手册。项目三新能源汽车关键技术一、本项目教学时间安排节次课堂讲授课堂讨论实践实训合计任务3.1动力电池系统认知1.50.524任务3.2充电系统认知1.50.524任务3.3电机驱动系统认知1.50.524二、本项目重点、难点及应注意的问题1．本项目重点（1）电池的类型、结构、特点及基本参数。（2）动力电池管理系统的组成及工作原理。（3）充电系统的组成及充电方法。（4）电机的作用、工作原理和技术指标。2．本项目难点（1）动力电池的性能参数。（2）交流、直流充电接口的端子编号及功能定义。（3）电机控制器的工作原理。3．本项目教学中应注意的问题学生在进行实车操作时，操作规程规范性，安全防护装备穿戴整齐，场地设备得防护措施，6S整理等。三、本项目应讲授的内容1.动力电池的类型及工作原理。2.动力电池的性能参数。3.交流充电系统的组成及工作原理。4.直流充电系统的工作过程。5.电机的类型及工作原理。6.电机控制器的工作模式。四、课堂讨论1.讨论题目：动力电池管理系统组成。（1）电池信息采集器：主要功能包括电池电压采样、温度采样、电池均衡、采样线异常检测等。采集系统将相关信息通过采样线（含传感器）上报电池管理器，并根据电池管理器的指令确保单体电压均衡。（2）电池管理器：电池管理系统核心部件，用于将单体电压、电流、温度及整车高压绝缘等信息上报整车控制器（VCU），并根据VCU的指令完成对动力电池的控制。主要实现充放电管理、接触器控制、功率控制、电池异常状态报警和保护、SOC/SOH计算、自检以及通信等功能。（3）电池高压分配单元：当高压系统出现故障时，用于及时断开高压电池的输出，保护高压电路和组件。电池高压分配单元安装在动力电池总成的正负极输出端，由高压正极接触器、高压负极接触器、预充接触器、电流传感器和预充电阻等组成。2.讨论题目：动力电池管理系统的功能。动力电池管理系统对动力电池的电压、电流、温度进行检测，并根据检测数据用算法控制最大输出功率以获得最大续航里程；用算法控制充电机以便进行最佳电流充电。系统还可进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒，计算剩余容量和放电功率，报告SOC、SOH等状态。3.讨论题目：新能源汽车充电时有哪些注意事项？（1）充电不当、未遵守安全说明以及不当处理高压蓄电池，可能导致短路、触电、爆炸、火灾、严重烧伤、重伤甚至死亡。（2）只能通过按规定安装、检测且无损坏的插座，以及无故障的电气装置进行充电。要由具有相应资质的专业人员定期对插座和电气装置进行检查。（3）切勿在有爆炸危险的地点进行充电。因为充电电缆的部件可能产生火花，从而将易燃的或爆炸性蒸气点燃。（4）切勿使用损坏的充电插头和充电电缆。每次使用前都要检查充电插头和电缆是否完好。（5）切勿将充电电缆连同延长电缆、电缆盘、接线板或适配接头（如各国专用的适配接头或定时器）一起使用。（6）保护好插头连接处，以避免直接渗入水份、潮气和其他液体。（7）安全起见，在充电过程中，不得在车辆中或对车辆进行其他作业。（8）在拔下电源插头前，务必结束充电过程。否则充电电缆和电气系统有可能受损。。4.永磁同步电机和交流异步电机的特点是什么？永磁同步电机的特点：（1）由于发热量少，所以电机冷却系统结构简单、体积小、噪声小。（2）永磁同步电机本身的功率效率高。（3）永磁同步电机允许的过载电流大，可靠性高。（4）由于采用了永磁材料磁极，特别是采用了稀土金属永磁体（如钕铁硼等），其磁能高，可得到较高的气隙磁通密度，因此在容量相同时，电机的体积更小、重量更轻。（5）转动惯量小，允许的脉冲转矩大，可获得较高的加速度，且动态性能好、结构紧凑、运行可靠。交流异步电机的特点：（1）结构简单、体积小、质量轻。在相同功率条件下，交流异步电机的质量约为直流电机的一半。（2）由于没有电刷和换向器装置，不存在换向电火花问题，故交流异步电机运行可靠、维护方便、使用寿命长。（3）效率高于有刷直流电机。（4）技术成熟，应用广泛，成本较低。（5）调速性能较差，在要求较宽广的平滑调速范围的应用场合，不如直流电机经济、方便。（6）电机运行时会从电力系统吸收无功功率以建立旋转磁场，功率因数较低。（7）交流异步电机为多变量非线性系统，控制系统较复杂。五、课堂提问的问题1.为什么动力电池广泛使用的是锂离子电池？2.交流充电口和直流充电口的端子有哪些区别？3.电机控制器如何将直流电转换成交流电的？六、本项目思考题1.调研目前主流的新能源车型安装的动力电池类型？这些动力电池的技术特点有哪些？2.交流充电的充电电流大小是如何进行控制的？2.电动汽车对驱动电机有哪些要求？七、本项目作业题见《新能源汽车概论》教材中的“任务实施”内容。八、本项目参考资料1.吉利帝豪EV300用户手册、电路图、维修手册。2.比亚迪秦EV用户手册、电路图、维修手册。项目四纯电动汽车技术一、本项目教学时间安排节次课堂讲授课堂讨论实践实训合计任务4.1纯电动汽车认知1.50.524任务4.2纯电动汽车典型车型分析0.70.312二、本项目重点、难点及应注意的问题1．本项目重点（1）识别纯电动汽车。（2）纯电动汽车的组成及各系统的功能。（3）纯电动汽车高压系统相关零部件的识别。（4）纯电动汽车的技术参数查询。2．本项目难点（1）掌握纯电动汽车的结构和功能。（2）掌握纯电动汽车技术参数的具体含义。3．本项目教学中应注意的问题（1）从完成项目的任务入手，引导学生学习本项目的理论知识。（2）分小组合作完成任务；任务初始应明确具体任务的要求，制定任务的计划，活动设计的流程可以是思维导图的方式。（3）任务完成后，应具体操作实施以评价任务成果，并根据实施过程中发现的问题对任务成果进行检验修正并总结。三、本项目应讲授的内容1.纯电动汽车的特征。2.纯电动汽车的结构及工作原理。3.典型纯电动汽车的特点及结构。四、课堂讨论1.讨论题目：新能源汽车的特征有哪些？（1）外观标志：纯电动汽车蓝色EV标识、混合动力汽车HYBRID标识、快充充电口、慢充充电口、新能源汽车标牌。（2）前机舱零部件：高压控制盒、车载充电机、电机控制器、DC-DC转换器、高压线、高压危险标志。（3）仪表板显示：READY或OK2.纯电动汽车的整车控制系统的功能和控制模式。（1）整车控制器（VCU），是纯电动汽车的三大核心技术之一，是整个车辆的控制中心。其主要功能是根据驾驶员的操作意图和各系统实时状态，通过运算分析后做出决策，合理分配动能，控制车辆进行充电、加减速、能量回收以及故障检测等工作，使车辆运行在最佳状态。（2）整车控制模式：①正常模式：正常模式是指车辆能够按照驾驶员的操作意愿、车辆负载以及行驶环境的变化，自行调节车辆的动力性、经济性和舒适性，是车辆的正常行驶状态。②跋行模式（备用模式）：跋行模式是指当车辆的某个系统出现中度故障时，系统将不采纳驾驶员的加速请求，启动跋行模式。此时最高车速通常在10km/h左右，可以维持车辆缓慢行驶至维修网点。③停机保护模式：停机保护模式是指当车辆的某个系统出现严重故障时，整车控制器无法控制车辆行驶，只能进入停机状态。3.比亚迪E5动力电池的结构。比亚迪E5的动力电池由13个电池模组串联而成，每个模组内部均有单体电池，每个单体电池的标称电压是3.2V，电池总电压可以达到633.6V，容量为75Ah。动力电池组高压正负极分别由13号电池模组的正极和1号电池模组的负极引出。内部还有4个接触器（正极接触器、负极接触器以及2个分压接触器）、2个熔丝以及电池信息采集器BIC等。电池信息采集器的主要用于电池温度采样、电压采样、电池均衡和采样线异常检测等。动力电池采样线的主要功能是连接电池管理控制器和电池信息采集器，实现二者之间的通信及信息交换。五、课堂提问的问题1.纯电动汽车和传统燃油车的底盘有哪些异同点？2.北汽EV200车型的动力电池、驱动电机的类型及其特点。六、本项目思考题1.制动能量回收系统如何进行工作？2.纯电动汽车和传统燃油车的冷却系统有何异同？七、本项目作业题见《新能源汽车概论》教材中的“任务实施”内容。八、本项目参考资料1.比亚迪E5用户手册、电路图、维修手册。2.北汽EV200用户手册、电路图、维修手册。项目五混合动力汽车技术一、本项目教学时间安排节次课堂讲授课堂讨论实践实训合计任务5.1混合动力汽车认知1.50.524任务5.2混合动力汽车典型车型分析0.70.312二、本项目重点、难点及应注意的问题1．本项目重点（1）混合动力汽车的组成。（2）混合动力汽车的技术特点。（3）混合动力汽车的性能参数。（4）混合动力汽车各部件的位置及功能。2．本项目难点（1）混合动力汽车的技术特点。（2）混合动力汽车关键部件识认。3．本项目教学中应注意的问题（1）从完成项目的任务入手，引导学生学习本项目的理论知识。（2）分小组合作完成任务；任务初始应明确具体任务的要求，制定任务的计划，活动设计的流程可以是思维导图的方式。（3）任务完成后，应具体操作实施以评价任务成果，并根据实施过程中发现的问题对任务成果进行检验修正并总结。三、本项目应讲授的内容1.混合动力汽车的含义及分类。2.混合动力汽车的控制策略。3.北京现代混合动力汽车的特点。四、课堂讨论1.讨论题目：混合动力汽车高压系统包括哪些部件？这些部件的作用是什么？（1）电源继电器总成。其作用是连接或切断高压蓄电池电源和高电压部件，使用两个大型继电器连接高电压模块的正极（+）和负极（-）端子。电源继电器总成包括主继电器、预充电继电器和快速充电继电器，主继电器将高电压电路提供至接线盒，由电池模组管理单元（BMU）根据点火开关信号进行阶段性控制。（2）电池管理系统。电池管理系统（BMS）的主要作用是估算高压电池电量（SOC）、限制电源输出、控制冷却、高压蓄电池检测与诊断。（3）电动压缩机。为了降低发动机油耗，混合动力汽车上通常不安装传统的空调压缩机，而是安装电动压缩机。其作用与传统的空调压缩机一样：冷却车内空气，降低车内温度。（4）混合动力控制模块。混合动力控制模块包括整车控制器、电机控制器、直流变换器。整车控制器的主要作用是控制车辆驾驶模式，是顶层控制大脑；电机控制器的作用是控制驱动电机的驱动状态和发电状态，是车辆动力输出的核心控制器；直流变换器作为能源转换装置，代替传统汽车的发电机，可将动力电池高压电转换成低压12V，为整车12V蓄电池充电。（5）起动发电机。起动发动机时作为起动机——带动发动机运转；车辆行驶过程中作为发电机——给高压蓄电池充电。（6）驱动电机。混合动力汽车的驱动电机一般选择交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等。随着混合动力汽车技术的发展，大多数汽车采用交流异步电机和永磁同步电机作为驱动电机。此外，还可以采用特种电机作为混合动力汽车的驱动电机，如轮毂电机。2.讨论题目：混合动力汽车有哪些工作模式？（1）纯电模式行驶.内燃机关闭，由电机1运转产生的机械能驱动汽车行驶，高压电池通过功率电子元件1将直流电转换为交流电，提供给电机1。汽车在启动、低速、中速和倒车时可使用纯电模式。（2）串联模式行驶。内燃机运转，电机充当发电机为高压电池供电，（3）助力模式行驶。该模式下，内燃机和电机共同为汽车加速。此功能取决于高压电池的电量。全速行驶时、急速时需要应用助力模式。（4）纯油（内燃机驱动）模式行驶。如果高压电池电量过低，就不能以纯电模式行驶。这种情况下，可通过内燃机驱动汽车，同时用电机2的多余功率为高压电池充电。一般行驶、全速行驶、电池亏电时需要发动机工作。（5）制动能量回收。在离合器接合状态下，可以使用两个电机进行制动能量回收。汽车滑行产生的能量可以通过两个功率电子元件转换成直流电压，并立即储存在高压电池中。3.讨论题目：北京现代混合动力汽车高压电池冷却系统工作原理。对动力电池采用的冷却方式是风冷式，即通过鼓风机对电池进行冷却。BMS根据蓄电池温度传感器信号对电池能量的输出进行控制。（1）电池温度高于31℃时，BMS驱动冷却风扇。（2）电池温度高于45℃时，电池输出50%的动力。（3）电池温度高于60℃时，电池不会输出动力。风扇仅在接收到HEV准备就绪信号时启动。通常，蓄电池组温度可通过冷却风扇维持在30℃以下。（风扇在32℃时开始工作）。车速超过70km/h时，BMS确定为高速，并将风扇控制在最高挡。由于风扇处于2挡时几乎没有工作噪声，因此车辆低速行驶时控制为2挡。如果蓄电池温度超过54℃，与车速无关，风扇以最大速度工作。五、课堂提问的问题1.串联式、并联式和混联式混合动力汽车的工作过程有哪些异同点？2.北京现代混合动力的控制模式有几种以及各种模式的工作原理？六、本项目思考题1.增程式混合动力汽车存在哪些优缺点？2.通过查找资料或走访调研目前市面上主流的混合动力汽车有哪些？各自有哪些先进技术？七、本项目作业题见《新能源汽车概论》教材中的“任务实施”内容。八、本项目参考资料1.北京现代混合动力汽车用户手册、电路图、维修手册。2.汽车之家、懂车帝等网络平台。项目六燃料电池汽车技术一、本项目教学时间安排节次课堂讲授课堂讨论实践实训合计任务6.1燃料电池认知0.70.312任务6.2燃料电池汽车典型车型分析0.70.312二、本项目重点、难点及应注意的问题1．本项目重点（1）燃料电池的种类。（2）氢燃料电池的组成结构。（3）燃料电池汽车的结构特点。2．本项目难点（1）氢燃料电池的工作原理。（2）燃料电池汽车的结构特点。3．本项目教学中应注意的问题（1）分析不同燃料电池的工作原理及发展情况要结合我国目前的实际状况。（2）通过总结不同国家不同车型氢燃料电池汽车的特点培养学生爱国主义精神。三、本项目应讲授的内容1.燃料电池的组成及结构。2.燃料电池的类型及工作原理。3.丰田Mirai氢燃料电池汽车的工作原理。四、课堂讨论及实践实训课堂讨论：1.燃料电池的主要包括哪些部件以及这些部件的作用？燃料电池的主要组件为：电极（Electrode）、\t"/item/%E7%87%83%E6%96%99%E7%94%B5%E6%B1%A0/_blank"电解质隔膜（ElectrolyteMembrane）与\t"/item/%E7%87%83%E6%96%99%E7%94%B5%E6%B1%A0/_blank"集电器（CurrentCollector）等（1）电极。燃料电池的电极是燃料发生氧化反应与氧化剂发生还原反应的电化学反应场所，其性能取决于触媒的性能、电极的材料与电极的制程等。电极主要分为两部分：一是阳极（Anode）；二是阴极（Cathode）。与一般电池采用的平板电极的不同之处在于燃料电池的电极为多孔结构，主要是由于燃料电池所使用的燃料及氧化剂大多为气体（如氧气、氢气等），而气体在电解质中的溶解度并不高，因此研发出多孔结构的电极，以增加参与反应的电极表面积。（2）电解质隔膜。电解质隔膜的主要功能是分隔氧化剂与还原剂，并传导离子，故电解质隔膜越薄越好，但亦需顾及强度。就现阶段的技术而言，其厚度为数十毫米至数百毫米。材质方面，目前主要朝两个发展方向：一是先以石棉（Asbestos）膜、碳化硅SiC膜、铝酸锂（LiAlO3）膜等绝缘材料制成多孔隔膜，再浸入熔融锂－钾碳酸盐、氢氧化钾与磷酸中，使其附着在隔膜孔内；二是采用全氟磺酸树脂（如PEMFC）及YSZ（如SOFC）。（3）集电器。集电器又称双极板（BipolarPlate），具有收集电流、分隔氧化剂与还原剂、疏导反应气体等功能，其性能主要取决于材料特性、流场设计及加工技术。2.氢燃料电池的工作原理。在燃料极中，供给的燃料气体中的H2分解成H+和e-，H+移动到电解质中与空气极侧供给的O2发生反应。e-经由外部的负荷回路，再返回空气极侧，参与空气极侧的反应。一系例的反应促成了e-不间断地经过外部回路，因而实现了发电。从上式可以看出，由H2和O2生成H2O，除此以外没有其他的反应，H2所具有的化学能转变成了电能。实际上，伴随着电极的反应会产生一定的电阻，造成热能损失，导致转换成电能的比例降低。引起这些反应的一组电池称为组件，产生的电压通常低于1V。因此，为了得到更大的出力需采用组件多层迭加的方法获得高电压堆。组件间的电气连接以及燃料气体和空气之间的分离，采用了称之为隔板的、上下两面间备有气体通路的部件，PAFC和PEMFC的隔板均由碳材料制成。堆的出力由总电压和总电流的乘积决定，电流与电池中的反应面积成正比。3.丰田Mirai氢燃料电池汽车的特点。Mirai最大功率152马力，最大扭矩335N•m，0～96公里/小时加速为9秒。氢罐可承受70MPa压力，充满时间为3分钟，EPA续航里程可达502公里，等效油耗4.85升/100公里。Mirai的主要部件包括PC升压变频器、燃料电池堆、储能电池、动力控制装置、电机和高压储氢罐等。丰田Mirai搭载的燃料电池堆栈是由370片薄片燃料电池组成的，因此被称为“堆栈”，一共可以实现114kW的发电功率输出。丰田的燃料电池堆栈经历了十几年的技术优化，形成了自己的特色，如3D立体微流道技术，可通过更好地排出副产物——水，让更多空气流入，有效改善了发电效率。整个堆栈的发电效率达到了世界先进水平，为3.1kW/L，比丰田2008年的技术提升了2.2倍，如图6.2.5所示。因为燃料电池堆栈中每片电池发电的电压均在0.6～0.8Ｖ之间，整体不会超过300Ｖ，所以为了更好地驱动电机，还需要安装一个升压器，将电压提升到650Ｖ。五、课堂要培养的价值体现材料：为促进氢能产业规范有序高质量发展，经国务院同意，国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》，规划提出了氢能产业发展各阶段目标：到2025年，基本掌握核心技术和制造工艺，燃料电池车辆保有量约5万辆，部署建设一批加氢站，可再生能源制氢量达到10-20万吨/年，实现二氧化碳减排100-200万吨/年。到2030年，形成较为完备的氢能产业技术创新体系、清洁能源制氢及供应体系，有力支撑碳达峰目标实现。到2035年，形成氢能多元应用生态，可再生能源制氢在终端能源消费中的比例明显提升。结合上述材料通过查找资料整理我国氢燃料汽车发展的现状及技术特点，培养学生民族自豪感和科技报国的家国情怀。六、本项目思考题1.燃料电池的发展前景如何？2.以质子交换膜燃料电池为例，说明燃料电池的工作原理。七、本项目作业题见《新能源汽车概论》教材中的“任务实施”内容。八、本项目参考资料1.中华人民共和国中央人民政府官网2.张斌，蔡春华．新能源汽车概论．北京：机械工业出版社，2021项目七新能源汽车购置使用与维护保养一、本项目教学时间安排节次课堂讲授课堂讨论实践实训合计任务7.1新能源汽车购置使用0.70.312任务7.2新能源汽车维护保养0.70.312二