汽车新技术-任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知

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太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车,太阳能汽车是真正的零排放。正因为其环保的特点,太阳能汽车被诸多国家所提倡,太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃。压缩空气动力汽车,是以压缩空气作为驱动力的汽车。下面让我们一起来认识一下太阳能汽车和压缩空气动力汽车吧。知识目标1.了解太阳能汽车定义和类型;2.理解太阳能汽车工作原理;3.了解压缩空气动力汽车定义;4.理解压缩空气动力汽车特点及工作原理能力目标1.能够梳理出太阳能汽车的发展趋势;2.能够比对太阳能汽车和压缩空气汽车的优势和劣势素养目标1.具有科学认知理念;2.具有安全意识;3.具有创新意识;4.具有绿色环保意识任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知一、课前预习通过课前预习，同学们已经了解到一下内容：1.了解太阳能汽车定义类型;2.了解压缩空气动力汽车定义;3.掌握太阳能汽车工作原理和优势;4.了解太阳能汽车发展趋势;5.掌握压缩空气动力汽车工作原理;6.了解压缩空气动力汽车特点任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习1.太阳能汽车1)太阳能汽车工作原理太阳能电池板用于收集太阳光和其他形式的光,并在内部建立起电场以产生电流。太阳能电池板根据行驶条件,将电流传送到蓄电池,并储存起来,也可以直接输送到电机控制器,或是根据行驶工况,与蓄电池联合为电机提供电流。太阳能汽车在晴天行驶时,初始运行阶段,阳光转化的电能直接传送到电机控制系统。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习2)太阳能汽车优势太阳能汽车作为一种真正的绿色能源汽车,相对于传统汽车而言有着其特有的使用优势。太阳能汽车以光电代油,可以节约有限的石油资源。白天,太阳能电池把光能转换为电能自动储存在动力电池中,在晚间还可以利用低谷电(220V)充电。(1)太阳能汽车耗能少。(2)易于驾驶。(3)太阳能汽车结构简单(4)太阳能汽车结构简单,制造难度降低。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习3)太阳能作为汽车的驱动能源太阳能汽车与传统汽车不论在外观上还是运行原理上都有很大的不同。它没有内燃机、底盘、驱动、变速器等构件,而是由电池板、储电器和电动机组成,利用贴在车体外表的光伏电池板,将太阳能直接转换成电能,再通过电能的消耗,驱动汽车行驶。目前,此类太阳能汽车的时速最高能达到100km/h。由于太阳能辐射强度较弱、光伏电池板造价昂贵,加之蓄电池容量和天气变化等原因,如果完全靠太阳能驱动,汽车的实用性会受到限制,由此就出现了一种采用太阳能和其他能源复合的混合动力汽车。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习4)太阳能作为汽车的辅助能源传统轿车功率一般在几十千瓦左右,而太阳辐射功率至多1kW/m2。因此完全用太阳能驱动轿车,需要几十平方米的接收面积,显然难以实现。但用太阳能作为辅助动力,可减少汽车常规燃料的消耗,可用作汽车蓄电池的辅助充电能源以及用于驱动风扇和空调等系统。太阳能汽车上装有密密麻麻的蜂窝状的装置———太阳能电池板。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习5)太阳能汽车的“心脏”太阳能汽车的“心脏”就是电力存储系统,它由蓄电池组和电能组组成。蓄电池组相当于普通汽车的油箱。一辆太阳能汽车使用蓄电池组来储存电,以便在必要时使用,太阳能汽车起动装置控制着蓄电池组,但是当太阳能汽车起动后,则是通过太阳能阵列提供能量,再充到蓄电池组内。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习6)太阳能汽车的轻量化受制于光能效转换的问题,太阳能汽车必须实现轻量化和低风阻,同时为高效利用太阳能,在造型上有时需具备可伸缩、折叠翼(即活动太阳能电池板),因此复合材料在太阳能汽车中得到了广泛的应用。复合材料由如“三明治”夹层状的结构材料构成,是相当于钢强度的轻质材料,如碳纤维和玻璃纤维等,其间的蜂窝状和泡沫塑料是常用的合成填充材料。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习7)太阳能汽车的发展动态太阳能汽车和传统汽车不同,太阳能汽车没有发动机、底盘、驱动、变速器等构件,而是由电池板、储电器和电动机组成,只要控制流入电机的电流就可以解决车辆的行驶问题。全车主要有3个技术环节:一是将太阳光转化为电能,二是将电能储存起来,三是将电能最大限度地发挥到动力上。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习2.压缩空气动力汽车1)工作原理使用高压压缩空气作为动力源,空气作为介质,汽车运行时将压缩空气存储的压力能转化为其他形式的机械能(汽车动能),以液态空气和液氮等吸热膨胀做功为动力的其他气体动力汽车也应属于压缩空气动力汽车的范畴。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习压缩空气动力发动机的动力分配方式有串联方式、并联方式和串并联混合方式。以往复活塞式结构为例,串联方式缸与缸间的空气动力是串接的,上一缸的剩余压力是下一缸的始动力。该方式的下级作用缸的结构尺寸较大,但动力利用率较高,热交换较充分。并联方式缸与缸之间的空气动力是并接的,不同缸的初始动力相同。并联方式的缸的结构尺寸相同,动力输出平稳,但剩余压力稍高。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习2)压缩空气动力汽车特点压缩空气动力汽车无燃料燃烧,排放的是无污染、无热辐射的空气,是真正的“绿色”概念汽车。其能量的传递快捷、储存容易,介质来源方便、清洁,所需的电力容易获取;充设备和社会基础建设费用不高,较容易建造。与传统汽车相比,其发动机工作时无燃料燃烧过程,所以发动机对材料要求低,结构简单、尺寸小、重量轻、造价低,设计和制造容易。整车使用维护和生产费用低,且可利用现有气动技术、汽车设计和制造技术,研制和开发周期短。任务13.3太阳能汽车和压缩空气动力汽车认知二、课堂学习3)压缩空气动力汽车与燃料电池电动汽车特性比较压缩空气动力汽