1、汽车新能源教案课题项目一绪论任务一新能源汽车的定义和分类 任务二发展新能源汽车的必要性教学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。目标2. 了解各类新能源汽车的价格以及主要优点。教教学学2.新能源汽车的国内外的发展状况，并且了1. 了解新能源汽车的优点。重占八、难占解各类新能源汽车的价格以及主要优点。教教学4课时（第6周）具/、时准备间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，综合工况燃料
2、消耗量优于下一阶段目标值的汽车。 发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（央文名称：New energy vehicles ）是指米用 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、新结构的汽车。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
3、混合动力汽车（增程式、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，有一部分车辆把电动机装 在发动机舱内，也有一部分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大众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，通过化学反应产 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沖上，是一种很好的汽车发动机燃料图1- 6宝马AC SCHNITZER GP3.1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、
5、大豆、秸秆等) 组成或萃取的固体、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(koenigsegg)CCXR气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、粮食安全等诸多问题，目前尚未得到全球性的广泛 应用。三、新能源汽车发展背景分析1.能源危机化石能源作为不可再生能源，一直以来以其低廉的经济成本 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
6、，石油储量大约在 2050年左右宣告枯竭，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，如何大力发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。2.环境危机随着工业发展，尤其是汽车产业的快速发展，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 COHC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90%95%,
7、 HC和NOX占 80%90%，由此可见，传统的燃料汽车对城市大气 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。3.经济危机从某种程度上来讲，金融危机也给新能源汽车的发展提供了 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 未来汽车的大部分市场。也因为其较低的使用成本使其能够迅速 地被消费者所接受。市场需求的
8、增加使其可以成为未来经济的新 的引擎。4.技术革新技术进步永远是产业革新的不竭动力， 虽然电动汽车早在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 着电池技术的发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。而能源的多样化发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发展基础 之所在。四、发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
9、，已成为现代社会必不可少的组成部分。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， 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，发展新能源汽车 已成为未来汽车工业发展的方向。1.发展新能源汽车是缓解石油短缺的重要措施发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 车市场发展迅速，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 耗量将会达到1.2亿吨。目前，我国人均GDP已超过3000
10、美元， 消费结构升级是必然趋势，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避免。我国每千人汽 车拥有量仅为38辆，与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发展空间。预计到 2020年，我国汽 车保有量将达到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 力发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。2.发展新能源汽车是降低环境污染的有效途径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
11、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 分明显。特别是近年来，世界各国高度关注温室气体排放和气候 变化问题，我国虽然是发展中国家，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发展，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冋题做出 贡献。3.发展新能
12、源汽车是汽车工业发展的必由之路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，是汽车工业发展的 必由之路。新能源汽车的使用的成本非常低廉。将其百公里的用 电成本进行换算，电的成本仅是油的成本的 20%，也就是说，使 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，不论是手动档的，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 夕卜，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 力和广阔的市场发展前景。设想到 2020年，我国
13、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，发展新能源汽 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项目一绪论任务一新能源汽车的定义和分类任务二发展新能源汽车的必要性课题项目一绪论任务二新能源汽车的发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。教学2.熟悉我国新能源汽车相关的政策，法规和标准。目标3.掌握新能源汽车的国内外的发展状况， 点。并且了解各类新能源汽车
14、的价格以及主要优教教1.我国新能源汽车相关的政策，法规和标学1.我国新能源汽车相关的政策，法学准。重规和标准难2.新能源汽车的国内外的发展状况，并且了占八、占解各类新能源汽车的价格以及主要优点。教教学4课时（第6、7周）具/、时准备间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，汽车成为工业发展的 热点。但是，当石油危机、环境破坏和金融危机席卷全球工业发 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，更是我国汽车行业发展的重 中之重。【新课讲授】一、新能源汽车的发展现状图1-8中国新能源汽车产业发展路线全景图表1-1图
15、表分析：项目内容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，所以国豕有关部委在选择具体的新能源汽车道路时米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、新能源汽车的发展前景新能源汽车是中国汽车业跨越发展的难得机遇。 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发展都非常重视。1.混合动力汽车发展现状我国混合动力汽车的发展既受发动机与自动变速器等汽车 共性技术基础落后
16、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 750Hybrid2.插电式混合动力汽车发展现状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企业的关注，主要集中于乘用车研发。图1-11比亚迪F3DM3.纯电动汽车发展现状纯电动汽车现在已成为国内整车企业电动汽车研发重点， 基 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E304.燃料电池发展现状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
17、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FCXCLarity早在2008年已开展了小批量租 赁。图 1-13 上汽 CSA7000FCV我国新能源汽车的发展已经显现雏形，但是，政府仍需加大 力度营造适合新能源汽车成长的环境。5.新能源汽车国内地方政策与法规表1-3我国部分省市的新能源汽车产业政策与法规类别地 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 范推广及产业发展规划（2013-2020年），根据规 戈膠，到2015年，天津各类节能与新能源汽车保有 量将达到3.5万辆，其中新能源汽车推广数量将达到 5000辆，非插电式混合动力汽车推广数量达到 50
18、00辆以上，替代燃料汽车在公交、出租等领域实现规模 化应用，推广数量达到25000辆。2020年达到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 府上海到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；至V 2015年，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。广州为实现2020年新能源比例达到15%勺目标，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
19、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。武汉到2020年，新动力汽车产能力争达到60万辆，销售 完成50万辆，其中，中、咼端混合动力客车、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发展重点之一。吉林计划依托一汽集团等企业，2014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。汽到2015年，该集团计划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2014年长安汽车将实现产销新能源汽车 15万辆，安2020年达到新能源汽车产销50万辆以上。一、新能
20、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觉祭。图1-14凯迪拉克Escalade-混动2.别克新君越车长5000mm宽1858mm高1497mm轴距更是达到 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3.奔驰奔驰S400混合动力汽车米用轻度混合动力油电系统， S400HYBRI
21、D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别也不大了。图1-16奔驰S400混合动力4.宝马公司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，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5.大众大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
22、1-18大众途锐混合动力版6.奥迪奥迪Q5混合动力奥迪Q5 hybrid quattro 是一汽-大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-大众奥迪新能源战略实施进入了全新的阶段，也将为未来的 国产新能源车型奠定基础。图1-19奥迪Q5混合动力7.雷克萨斯混合动力汽车全新LS 600hL首次搭载的全时四驱带Torsen系统，与改进 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、车身运动及道路表面状况， AVS将自动激活可调阻尼 减震器，自动保持最佳车辆离地间隙，在高速行驶中仍能实现极佳的减震效果图1-20雷克萨斯LS600HL8.丰
23、田混合动力汽车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9.本田 In sightIn sight 也延续了海外的高标准，像是氙气自动大灯，主动 式安全头枕，6安全气囊以及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In sight 混合动力10.日产聆风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结构。图1-23日产聆风纯电动汽车11.上海汽车荣威E50定位于“都市精品纯电小车”的荣威 E50,
24、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12.比亚迪股份有限公司纯电动车比亚迪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殳的身形。图1-25比亚迪E6纯电动汽车13.长城汽车哈弗M3 EV的充电口被安排在传统的加油口位置，使用起来 非常方便。图1-26长城哈弗M3纯电动汽车14.沃尔沃汽车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发展“十二五”专项规划中，明确提出了我 国电动汽车发展的技术路线和需要突破的关键技术。1.技术
25、路线电动汽车按动力系统电气化水平分为两类： 一类是全部或大部分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， 大部分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）。从培育战略性新兴产业角度看，发展电气 化程度比较高的“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、共同发展的总体原则指导下，规划电动汽车 技术发展战略。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较优势，面向“纯电
26、驱动”实施汽车产业技术转型战略，加快发展“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，坚持自主发展，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基础技术水平，服务于“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、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”的基本 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
27、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基本类型归为 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。2.关键技术1 ）电池以动力电池模块为核心，实现我国以能量型锂离子动力电池 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 池为主要发展方向，兼顾功能性动力电池和超级电容器
28、的发展， 全面提咼动力电池输入特性、安全性、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发展；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发展进行技术储备。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、 安全评价及安全性新技术。新体系动力电池方面，重点研究金属 空气电池，多电子反应电池和自由基聚合物电池等，并通过实验 技术验证，建立动力电池创新发展技术研发体系。到 2015年，为我国
29、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，确立我国卜一代车用 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基础。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，降低成本，强化电堆与系统的寿命考核，改进提高燃料电 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。 加强燃料电池基础材料和系统集成科技创新，研发咼稳定性、咼 耐久性、低成本的关键材料和不见，保证电堆在咼电流密度下的 均一性，
30、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基础。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 /新结构/自传感电机、IGBT芯片封装和驱动系统混合集成、新型传动 结构等方面着手，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发展需求。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W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
