新能源汽车技术电子教案 混合动力汽车

备课纸课题：混合动力汽车（一）目的要求：1.理解混合动力汽车的定义，了解混合动力汽车的动力控制类型。2.了解丰田混合动力汽车与普通汽车的在主要结构和功能方式上的区别。3.理解丰田普锐斯混合动力驱动桥的主要组成，各部件的主要作用重点难点：理解丰田普锐斯混合动力驱动桥的主要组成，各部件的主要作用教学方法：讲授法教具：多媒体课件和视频授课班级：授课时间：十六周周一5-8节课后分析：本次内容配合普锐斯的视频及课件讲解，效果较好，如果能结合车辆的检测和操作内容进行现场教学，效果更佳。教学活动具体安排授课主题具体内容时间（分）第一、二节课一、混合动力汽车的特点二、混合动力汽车的分类发动机省油四原则；202.混合动力汽车工况控制；203.混合动力汽车的分类；204.各种类型混动汽车的特点。20第三、四节课三、丰田普锐斯丰田普锐斯品牌介绍；20部件组成；203.工作模式及原理。40主要内容教学方法注释主要内容：第一部分混合动力汽车的特点——混动车为什么能省油发动机省油四原则小排量发动机怠速起停技术工作在经济区制动能量回馈节油贡献率混合动力汽车工况控制起动纯电动行驶工况低速小负荷行驶工况中速中负荷行驶工况加速和高速行驶工况减速制动行驶工况人为纯电驱行驶工况第二部分混合动力汽车的分类混合动力汽车通常按串并联、混合度和是否能充电进行分类。按串并联分类串联式并联式混联式复合式按照混合度分类微混合轻混合中混合重混合按能否外接电源进行充电按能否外接电源进行充电，分为混合动力HEV（HybridElectricVehicle）和插电式混合动力PHEV(Plug—inHybridElectricVehicle）两种，如图所示。第三部分丰田普锐斯丰田普锐斯品牌简介丰田普锐斯是汽车史上第一款量产的混合动力汽车，1997年量产上市，不过中国区域普锐斯是在2001年上市第一代，到2004年推出第二代，2009年4月丰田第三代普锐斯上市。丰田普锐斯是汽车史上第一款销售量超100万辆的混合动力汽车，自1997年量产上市以来，10年在全球40多个国家的销售数量接近120万辆，其中美国、日本分别超过70万辆、30万辆，美国市场的月销量都接近于1.5万辆，占美国同期混合动力汽车市场半壁江山，也是丰田混合动力车的主力车型，为丰田集团贡献7成以上的混合动力车销量，而丰田系的凯美瑞、汉兰达、雷克萨斯RX400h、LS600hl、GS450h五个混合动力车型的总销量也不及普锐斯的一半。部件组成HV蓄电池电动机控制系统发动机电力无级变速驱动桥工作模式MG1作电动机时的发动机起动和MG1的发电工况MG2电动时的纯电工况起动纯电动转混合动力时的发动机起动控制MG1发电和微加速模式低载荷巡航时节气门全开加速时减速行驶时倒车工况课题：混合动力汽车（二）目的要求：1.了解阿特金森发动机的主要特点及参数，阿特金森循环与奥拓循环的区别。2.理解普锐斯发动机的主要结构及工作原理。重点难点：2.理解普锐斯发动机的主要结构及工作原理。教学方法：讲授法教具：多媒体课件和视频授课班级：授课时间：十六周周四1-4节课后分析：丰田混合动力系统THS是目前世界上最复杂也是最成熟的混动系统，整个系统的控制和动力分配单元PSD的功能相对比较复杂，讲解起来较为抽象。本课程讲授中为了提高课堂效果，帮助学生易于理解，主要运用两种方法。一是采用丰田THS工作原理视频；二是布置学习任务。教学活动具体安排授课主题具体内容时间（分）第一、二节课丰田阿特金森循环发动机二、雪佛兰VOLT增程式混合动力汽车阿特金森循环的原理；30丰田阿特金森循环发动机的构造；301.VOLT动力模式；102.VOLT工作模式。10第三、四节课二、雪佛兰VOLT增程式混合动力汽车三、比亚迪双模混动与比亚迪秦混动汽车1.VOLT动力模式；202.VOLT工作模式。20比亚迪F3双模混动介绍；20比亚迪混动汽车介绍。20主要内容教学方法注释主要内容：=一\*CHINESENUM3第一部分丰田阿特金森循环发动机一、阿特金森循环阿特金森循环：压缩行程<膨胀行程高热效率二、阿特金森循环发动机特性及工作原理阿特金森循环–延迟进气门关闭正时会相应地延迟压缩的实际开始时间阿特金森循环–与奥托循环相比，减少了进气和排气损失。阿特金森循环–对于VVT-i系统，通过控制进气门关闭正时可改变压缩比。第二部分雪佛兰VOLT增程式混动汽车一、VOLT动力系统结构美国通用公司的VOLT增程式电动汽车于2010年7月在北美上市，是世界首款量产增程式汽车，其结构示意图如图9-16所示。增程器由1.4L汽油发动机和永磁直流发电机组成。在VOLT中，主驱动电动机和发电机与行星齿轮机构集成设计，称之为Voltec系统。两台电动机之间通过行星齿轮机构驱动车辆。与前述基本结构不同的是，VOLT还包括两个离合器C1、C2和一个制动器B。根据车辆不同的行驶模式，通过控制这些离合器和制动器使得发电机处于不同的工作状态。二、工作模式通用雪佛兰VOLT（沃蓝达）的化学能、电能、机械能传递过程参考图9-16所示。1、模式1(低速纯电力驱动)在该模式下，齿圈被制动器B锁止，而离合器C1与离合器C2均处于脱开状态。故而发电机与发动机以及行星齿轮均无接触，两者都不工作。太阳轮通过行星齿轮减速后将动力传输给行星齿轮架和输出轴驱动车轮，因而车辆仅由主驱动电机驱动。2、模式2(高速纯电力驱动)随着车速提升，主驱动电动机的转速也随之加快。考虑到保护主驱动电动机MG2为降低转速，就不适合再仅仅由单电机驱动。因此，这一模式被设计成离合器C1分离，离合器C2接合，发电机与齿圈连接，电动机MG1和电动机MG2合力驱动车辆。此时电机MG1从动力电池中获取能量以输出动力。而双电动机驱动，使得电动机转速从6500r/min降低至3250r/min。但是，请注意，内燃机没有参与到提供动力的进程中来。3、模式3(低速增程)当VOLT的电池组达到其设定的电量剩余临界点时，第三种模式将启动。离合器C1和制动器B工作，此时内燃机就会直接去驱动电机MG1进行发电，而由于齿圈固定不转，车辆仍然是由主驱动电机MG2驱动。主驱动电机从电池以及由发动机带动发电机产生的电力组合中获取电能，从而驱动车辆。4、模式4(高速增程)与模式2一样，双电机驱动模式将再次启用。制动器B脱开，离合器C1、C2同时接合。车辆的驱动力来自电动机和发动机的动力耦合。第三部分比亚迪双模式混合动力汽车一、比亚迪F3DM简介比亚迪F3DM中的DM（DualMode）是双模式的意思，意味着该车有两种主要的工作模式：分别是电动车模式（EV）和混合动力模式（HEV）。比亚迪F3DM的动力由一台与排量1.0L的F0发动机型号相同的371QA全铝汽油机发动机和主副两台稀土永磁同步电机（电动机/发电机）M1和M2（额定功率37kW）组成，主电机M2峰值功率50kW、副电机M1峰值功率25kW，三者的功率总和达125kW。从数据上看，F3DM的动力堪比传统2.4L自然吸气发动机。F3DM的最高时速为150km/h，纯电动模式的续航里程达到60km，这样的距离已经足以满足日常城市生活的需要。比亚迪F3DM的混合动力模式，有四种工作状态1、纯电动驱动方式在中短途、中低速行驶的路况下，主要采用纯电动驱动方式，仅仅靠电池供电，电动机M2提供动力。如果电量充足的话，也可以纯电动方式高速行驶一段时间。2、减速模式带挡滑行或者制动等减速工况下，电动机M2不再消耗电能，提供动力，相反，电动机反转，回收一部分损失的动能，为电池充电。在温柔驾驶，反复停起的城市路况中，大约可以降低1/8的能量消耗。3、混动模式在纯电动模式，电池接近耗尽，为保护电池，放电到20%发电机自动起动。发动机起动，带动M1发电机为电池充电。然后通过IGBT逆变器，为M2电动机供电，驱动F3行驶。如果跑长途，长期处于混合动力模式，M1发电机在电池电量只剩50%的时候就将起动发电，充电到70%停止工作。在电量充足，超高速行驶或者急加速的情况下，发电机M1、电动机M2协同发动机工作，提供加速动力。4、加速模式在节气门全开加速时，发动机、发电机M1和电动机M2三者同时发力，汽车加速能力达到最大。F3DM的动力蓄电池采用比亚迪生产的磷酸铁钴锂电池，电池单体标称电压为3.3V，容量45A·h、由100块串联而成的电池组标称电压330V，最大的蓄电量不到15kW·h(度)。在北方低温条件下，性能会大大下降，极端条件下，甚至接近50%。北方冬季室外的低温是个难以克服的障碍。此电池经过2000个充放电周期后，锂电池的有效容量会降到80%以下。行驶里程：F3DM标称的百公里耗电是15kW·h(度)，50km/h纯电动工况等速的巡航里程为100km。充满电和加满油后，综合行驶里程达到580km。炎热的夏季开启空调，寒冷的冬季热风加温座舱，对本车电能损耗很大。比亚迪在充电站只需10min可以充满50%，我国多地充电站基础设施建设尚未开展。家用充电桩需要有固定的专用车位或者车库，充电桩为2000元左右，220V慢充，需要9h。纯电动模式，只能支持城市短途使用，中长途时大部分时间工作在混合动力模式下。课题：实训二：新能源汽车检测目的要求：1.了解：混合动力汽车主要数据流的含义；2.掌握：高压电的检测方法、高压绝缘检测方法、故障码及数据流的读取与分析。3.了解：纯电动汽车主要数据流的含义；4.掌握：高压电的检测方法、高压绝缘检测方法、故障码及数据流的读取与分析。重点难点：高压电的检测方法、高压绝缘检测方法、故障码及数据流的读取与分析。教学方法：实训法教具：授课班级：授课时间：十六周周四5-8节课后分析：通过实训，学生对新能源汽车，高压绝缘检测，故障码及数据流，有了感性的认知和体会。教学活动具体安排授课主题具体内容时间（分）第一、二节课一、实训项目1：东风启辰晨风的使用与操作二、实训项目2：丰田普锐斯的检查与操作1.起动与驾驶302.充电操作303.解除高压操作20第三、四节课二、实训项目2：丰田普锐斯的检查与操作三、实训项目3：比亚迪秦的充电与高压部件认识1.切断高压操作202.冷却系统检查与维护201.充电操作202.高压部件认识20主要内容教学方法注释主要内容：新能源汽车技术课程实训报告（2）项目一东风启辰晨风纯电动汽车使用与操作一、充电1.晨风有和两种充电方式。2.写出下图中充电口的名称类型3.请指出车上可视充电指示灯4.写出晨风的充电步骤：（常规充电）（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；二、高压解除步骤项目二丰田普锐斯混合动力电动汽车检查与操作一、切断高压电路的步骤（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）；（7）；二、冷却系统检查1.检查实际车辆上储液罐的位置，并回答以下问题。（1）上述两个储液罐用于什么系统？（2）为什么混合动力车辆有两条冷却通道？