汽車新能源教案.doc

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課題 項目一 緒論 任務一 新能源汽車的定義和分類 任務二 發(fā)展新能源汽車的必要性 教學 目標 1.通過對新能源汽車的學習，請讀者了解新能源汽車的優(yōu)點。 2.了解各類新能源汽車的價格以及主要優(yōu)點。 教 學 重 點 1.了解新能源汽車的優(yōu)點。 教學難點 2.新能源汽車的國內(nèi)外的發(fā)展狀況，并且了解各類新能源汽車的價格以及主要優(yōu)點。 教 學 時 間 4課時（第6周） 教具準備 教學組織與實施 教師活動 學生活動 【新課導入】(5分鐘) 新能源汽車是指采用新型動力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車，本規(guī)劃所指新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。節(jié)能汽車是指以內(nèi)燃機為主要動力系統(tǒng)，綜合工況燃料消耗量優(yōu)于下一階段目標值的汽車。發(fā)展節(jié)能與新能源汽車是降低汽車燃料消耗量，緩解燃油供求矛盾，減少尾氣排放，改善大氣環(huán)境，促進汽車產(chǎn)業(yè)技術進步和優(yōu)化升級的重要舉措。 【新課講授】(150分鐘) 一、新能源汽車的定義 新能源汽車（英文名稱：New energy vehicles）是指采用非常規(guī)的車用燃料（即除汽油、柴油發(fā)動機之外）作為動力來源（或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。 二、新能源汽車的分類： 1.混合動力汽車 按照燃料種類的不同，主要又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。 2.插電式混合動力汽車（增程式、插電式） 插電式混合動力汽車是可以在正常使用情況下從非車載裝置中獲取電能，以滿足車輛具有一定的純電動續(xù)駛里程的混合動力汽車，可分為增程式混合動力和混聯(lián)插電式混合動力汽車。 3.純電動汽車 電動汽車顧名思義就是由車載可充電蓄電池或其他能量儲存裝置提供電能、由電機驅(qū)動的汽車，有一部分車輛把電動機裝在發(fā)動機艙內(nèi)，也有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉(zhuǎn)子，其難點在于電力儲存技術。 圖1- 1大眾BlueMotion純電動汽車 4.燃料電池汽車 燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學反應產(chǎn)生電流，依靠電機驅(qū)動的汽車。 圖 1-4榮威750燃料電池電動汽車 5.氫動力汽車 氫氣不含碳，燃燒后不增加大氣中溫室氣體，而且可以通過利用太陽能、風能等可再生能源電解水得到，因此被認為是人類的終極能源。 圖 1-5長安“氫程”氫動力汽車 6.天然氣汽車 天然氣汽車是以天然氣為燃料的一種氣體燃料汽車。天然氣的甲烷含量一般在90%以上，是一種很好的汽車發(fā)動機燃料 圖1- 6寶馬AC SCHNITZER GP3.10液化石油氣汽車 2.甲醇汽車 甲醇汽車就是以甲醇作為主要燃料的汽車，也能以汽油或汽油-甲醇混合燃料為燃料，是一種甲醇-汽油燃料靈活轉(zhuǎn)換的具有節(jié)能環(huán)?？萍己康男滦推嚕部梢杂善胀ㄆ嚫难b而成。 圖 1-7華普海鋒甲醇動力轎車 3.生物燃料汽車 生物燃料(biofuel)泛指由生物質(zhì)（例如玉米、大豆、秸稈等）組成或萃取的固體、液體或氣體燃料，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，是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。 圖1-8采用了可燃燒生物柴油發(fā)動機的瑞典柯尼塞格（koenigsegg）CCXR汽車 雖然生物燃料屬于可再生能源，但是生產(chǎn)生物燃料的農(nóng)作物也存在污染、糧食安全等諸多問題，目前尚未得到全球性的廣泛應用。 三、新能源汽車發(fā)展背景分析 1.能源危機 化石能源作為不可再生能源，一直以來以其低廉的經(jīng)濟成本而受到傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的青睞，但是通過對石油儲量的綜合估算，石油可被支配的化石能源的極限，大約為1180~1510億噸，以2009年世界石油的年開采量計算，石油儲量大約在2050年左右宣告枯竭，同樣，天然氣僅可以滿足62.8年的開采，也就是說，這些傳統(tǒng)經(jīng)濟的資源載體將在21世紀上半葉迅速地接近枯竭。這對汽車保有量快速增加的中國來說將是一個嚴峻的問題。能源的盡頭將是什么？沒有人想坐以待斃。所以在能源的巨大壓力之下，如何大力發(fā)展和推動新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化是我國汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)階段所需研究的重大課題。 2.環(huán)境危機 隨著工業(yè)發(fā)展，尤其是汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車已經(jīng)成為目前城市的主要污染源之一，而汽車尾氣中的有害成分，如CO、HC及氮的氧化物是大氣污染的主要成分。及統(tǒng)計，在主要城市中心，交通排放的CO形成的污染物濃度占CO總濃度的90％~95％，HC和NOX占80％~90％，由此可見，傳統(tǒng)的燃料汽車對城市大氣的破壞性。所以，從保護居民的生活環(huán)境的必要性看來，研發(fā)環(huán)境友好型的新能源汽車是相當有必要的。 3.經(jīng)濟危機 從某種程度上來講，金融危機也給新能源汽車的發(fā)展提供了新的機遇。因為新能源汽車是拉動經(jīng)濟復蘇的一張新的王牌，所以各國、各企業(yè)為了擺脫經(jīng)濟低谷，拉動經(jīng)濟復蘇而大力支持和開發(fā)新能源汽車以獲得新的市場并使自己在未來的產(chǎn)業(yè)競爭格局中占據(jù)有利位置。作為世界各大汽車企業(yè)共同戰(zhàn)略選擇的新能源汽車，由于其出色地滿足了人們對節(jié)能減排的需求從而能占據(jù)未來汽車的大部分市場。也因為其較低的使用成本使其能夠迅速地被消費者所接受。市場需求的增加使其可以成為未來經(jīng)濟的新的引擎。 4.技術革新 技術進步永遠是產(chǎn)業(yè)革新的不竭動力，雖然電動汽車早在19世紀便被研制出來，但是由于電池等技術的不完善，其在與以燃機為動力汽車的競爭中敗下陣來。但是科技總是不斷進步的，隨著電池技術的發(fā)展和各種其他能源汽車的研發(fā)成功，新能源汽車產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn)了許多新技術，其產(chǎn)品的研發(fā)也越開越受到人們的關注。而能源的多樣化發(fā)展給汽車新技術的應用帶來了無限可能，因此，各類新能源汽車的研發(fā)和生產(chǎn)必然會將汽車產(chǎn)業(yè)領域延伸、拓展到更加廣泛的產(chǎn)業(yè)范疇。這也是新能源汽車的發(fā)展基礎之所在。 四、發(fā)展新能源汽車的重大意義 汽車工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，它與人們的生活息息相關，已成為現(xiàn)代社會必不可少的組成部分。但是，以石油為燃料的傳統(tǒng)的汽車工業(yè)，在為人們提供快捷、舒適的交通工具的同時，增加了國民經(jīng)濟對化石能源的依賴，加深了能源生產(chǎn)與消費之間的矛盾。隨著資源與環(huán)境雙重壓力的持續(xù)增大，發(fā)展新能源汽車已成為未來汽車工業(yè)發(fā)展的方向。 1.發(fā)展新能源汽車是緩解石油短缺的重要措施 發(fā)展新能源汽車是減少對國外石油依賴，解決快速增長的能源需求與石油資源終將枯竭的矛盾的必由之路。近年來，我國汽車市場發(fā)展迅速，已成為全球第二大汽車市場。2009年，我國汽車保有量突破7000萬輛，產(chǎn)銷量雙雙突破1300萬輛，石油年消耗量將會達到1.2億噸。目前，我國人均GDP已超過 3000美元，消費結構升級是必然趨勢，加之我國正處于工業(yè)化、城市化和機動化的重要階段，汽車需求的快速增長難以避免。我國每千人汽車擁有量僅為38 輛，與139輛的世界平均水平存在很大差距，汽車消費市場還有相當大的發(fā)展空間。預計到2020年，我國汽車保有量將達到1.5億輛，如果全部使用化石能源，石油年消耗量將達2.5億噸，約占屆時我國石油總消耗量的55％。因此，大力發(fā)展新能源汽車是緩解我國石油短缺、降低石油對外依存度的重要措施。 2.發(fā)展新能源汽車是降低環(huán)境污染的有效途徑 新能源汽車不燃燒汽油和柴油，所使用的鋰電池是國際公認的環(huán)保電池。加之與傳統(tǒng)汽車相比，電動車在啟動時沒有污染，具有極好的環(huán)保性能。就效率而言，傳統(tǒng)汽車的能源轉(zhuǎn)化效率只有17％，電動車的效率是90％，即使考慮燃煤發(fā)電的效率損失，電動車的總效率也大于30％，約為傳統(tǒng)汽車的二倍，節(jié)能效果十分明顯。特別是近年來，世界各國高度關注溫室氣體排放和氣候變化問題，我國雖然是發(fā)展中國家，人均溫室氣體排放量水平較低，但由于我國人口眾多，多年來國民經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展，能源消費量已居世界第二位，今后所面臨的國際社會的壓力將逐步增大。有調(diào)查顯示，全球大概25％的二氧化碳是來自于汽車的尾氣。我國如能在新能源汽車領域率先實現(xiàn)突破，將會改變我國在氣候變化上的被動地位，并為全球解決日益嚴重的能源環(huán)境問題做出貢獻。 3.發(fā)展新能源汽車是汽車工業(yè)發(fā)展的必由之路 新能源汽車將催生汽車動力技術的一場革命，并必將帶動汽車產(chǎn)業(yè)升級，建立新型的國民經(jīng)濟戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，是汽車工業(yè)發(fā)展的必由之路。新能源汽車的使用的成本非常低廉。將其百公里的用電成本進行換算，電的成本僅是油的成本的20％，也就是說，使用新能源汽車僅需花五分之一的錢就可以跑到與原來相當?shù)墓飻?shù)。普通汽車，不論是手動檔的，還是自動檔的，都用變速箱變速，電動車變速是電機驅(qū)動，沒有變速箱，而且非常強勁。此外，電動車的四輪驅(qū)動，原理簡單，容易實現(xiàn)，且運行維護方便，不用換機油。新能源汽車的上述特點，決定了它具有強大的生命力和廣闊的市場發(fā)展前景。設想到2020年，我國新能源汽車占屆時汽車保有量的20％，約3000萬輛，年可以節(jié)約石油5000萬噸，相當于一個大慶油田一年的石油產(chǎn)量。 【課堂小結】（5分鐘） 本節(jié)課主要介紹新能源汽車的定義及其分類，發(fā)展新能源汽車的必要性，重點介紹新能源汽車分類。 【布置作業(yè)】 無 板書設計 教學隨筆 項目一 緒論 任務一 新能源汽車的定義和分類 任務二 發(fā)展新能源汽車的必要性 課題 項目一 緒論 任務三 新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 任務四 新能源汽車車型分析 任務五 新能源汽車技術路線及關鍵技術 教學 目標 1.通過對新能源汽車的學習，請讀者了解新能源汽車的優(yōu)點。 2.熟悉我國新能源汽車相關的政策，法規(guī)和標準。 3.掌握新能源汽車的國內(nèi)外的發(fā)展狀況，并且了解各類新能源汽車的價格以及主要優(yōu)點。 教 學 重 點 1.我國新能源汽車相關的政策，法規(guī)和標準 教學難點 1.我國新能源汽車相關的政策，法規(guī)和標準。 2.新能源汽車的國內(nèi)外的發(fā)展狀況，并且了解各類新能源汽車的價格以及主要優(yōu)點。 教 學 時 間 4課時（第6、7周） 教具準備 教學組織與實施 教師活動 學生活動 【新課導入】 眾所周知，當時間的年輪轉(zhuǎn)向21世紀，汽車成為工業(yè)發(fā)展的熱點。但是，當石油危機、環(huán)境破壞和金融危機席卷全球工業(yè)發(fā)展時，汽車產(chǎn)業(yè)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。所以，新能源汽車便成為各國所看重和重點支持的新興產(chǎn)業(yè)，更是我國汽車行業(yè)發(fā)展的重中之重。 【新課講授】 一、新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 圖1-8中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線全景圖 表1-1圖表分析： 項目 內(nèi)容 1 我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)剛剛起步，并沒有具備明顯優(yōu)勢的技術方向，所以國家有關部委在選擇具體的新能源汽車道路時采取了多管齊下的策略，對各種可行的技術都予以一定的支持。 2 我國新能源汽車戰(zhàn)略道路已逐漸走向清晰，而混合動力車將成為下一步開發(fā)重點。 3 插電式混合動力車是混合動力向純電動的過渡技術，將成為混合動力汽車的重點。 二、新能源汽車的發(fā)展前景 新能源汽車是中國汽車業(yè)跨越發(fā)展的難得機遇。新能源汽車產(chǎn)業(yè)承載著我國汽車工業(yè)“彎道超車”的歷史使命，不管是各級政府，還是業(yè)界對于該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都非常重視。 1.混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀 我國混合動力汽車的發(fā)展既受發(fā)動機與自動變速器等汽車共性技術基礎落后的制約，又存在機電耦合驅(qū)動系統(tǒng)及電動附件產(chǎn)品等混合動力專用技術開發(fā)強度不夠的問題。 圖1-10榮威新750Hybrid 2.插電式混合動力汽車發(fā)展現(xiàn)狀 插電式混合動力汽車整體上處于研發(fā)階段，產(chǎn)品種類較少。我國插電式混合動力汽車研發(fā)起步較晚，但近幾年逐步得到國內(nèi)整車企業(yè)的關注，主要集中于乘用車研發(fā)。 圖1-11 比亞迪F3DM 3.純電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀 純電動汽車現(xiàn)在已成為國內(nèi)整車企業(yè)電動汽車研發(fā)重點，基本掌握了整車控制、動力系統(tǒng)匹配與集成設計等關鍵技術，總體上開發(fā)進入量產(chǎn)車開發(fā)階段。 圖1-12長安電動車E30 4.燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀 我國燃料電池汽車動力系統(tǒng)技術平臺研發(fā)與國外幾乎同步開展，目前燃料電池汽車技術取得了一定進展，仍處于研發(fā)和試驗考核階段，而本田FCXCLarity早在2008年已開展了小批量租賃。 圖1-13上汽CSA7000FCV 我國新能源汽車的發(fā)展已經(jīng)顯現(xiàn)雛形，但是，政府仍需加大力度營造適合新能源汽車成長的環(huán)境。 5.新能源汽車國內(nèi)地方政策與法規(guī) 表1-3我國部分省市的新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策與法規(guī) 類別 地方/企業(yè) 規(guī)劃 天津 天津2013年1月發(fā)布《天津市節(jié)能與新能源汽車示范推廣及產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2013-2020年)》，根據(jù)《規(guī)劃》，到2015年，天津各類節(jié)能與新能源汽車保有量將達到3.5萬輛，其中新能源汽車推廣數(shù)量將達到5000輛，非插電式混合動力汽車推廣數(shù)量達到5000輛以上，替代燃料汽車在公交、出租等領域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?，推廣數(shù)量達到25000輛。2020年達到7萬輛以上，在公交、出租、班車、郵政等領域擴大應用規(guī)模，在警務、環(huán)衛(wèi)及私人用車領域也要實現(xiàn)突破。 地方政府 上海 到2014年，整體實力實現(xiàn)國內(nèi)領先，實現(xiàn)產(chǎn)銷10萬輛左右，產(chǎn)值200億元；到2015年，全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，實現(xiàn)產(chǎn)銷30萬輛左右，形成600億元左右的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。 廣州 為實現(xiàn)2020年新能源比例達到15%的目標，從目前至2020年，估算需投入資金約1000億元，其中廣州市投入約25億至40億元，撬動社會和企業(yè)投資總計約千億元。到2020年，將廣州建成世界級新能源汽車研發(fā)中心和制造基地，其中節(jié)能和新能源車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達2400億元。 武漢 到2020年，新動力汽車產(chǎn)能力爭達到60萬輛，銷售完成50萬輛，其中，中、高端混合動力客車、充電式混合動力（PHEV）公交車和可快速更換電池組純電動公交車將成為新動力汽車發(fā)展重點之一。 吉林 計劃依托一汽集團等企業(yè)，2014年形成10萬輛新能源汽車產(chǎn)能。 企業(yè) 北汽 到2014年北汽集團將形成年產(chǎn)各類新能源汽車產(chǎn)銷4萬到6萬輛的規(guī)模。 一汽 到2015年，該集團計劃建成一個年生產(chǎn)能力為混合動力轎車2萬輛、混合動力客車2000輛的生產(chǎn)基地。 長安 2014年長安汽車將實現(xiàn)產(chǎn)銷新能源汽車15萬輛，2020年達到新能源汽車產(chǎn)銷50萬輛以上。 二、新能源汽車車型分析 1. 凱迪拉克 凱雷德Hybrid大幅提升了燃油經(jīng)濟性，在城市道路行駛中可更多節(jié)省燃油消耗，綜合路況條件下百公里油耗僅十幾升，堪稱全尺寸豪華SUV中的“省油之王”。在行駛中8缸和4缸還可以自由切換，而且根本就不會給你覺察。 圖 1-14凱迪拉克Escalade-混動 2.別克 　　新君越車長5000mm，寬1858mm，高1497mm，軸距更是達到了2837mm，絕對算是同級別車型中的大個子選手。前進氣格柵沿用了別克家族經(jīng)典的盾形元素，直瀑式加鍍鉻亮條的設計霸氣十足。 圖1-15別克君越eAssist混合動力汽車 3.奔馳 奔馳S400混合動力汽車采用輕度混合動力油電系統(tǒng)， S400HYBRID專門配備了起、停系統(tǒng)。基于順滑的引擎與強大的隔音，其S400的實際表現(xiàn)與電瓶車差別也不大了。 圖1-16奔馳S400混合動力 4.寶馬公司 i8混合動力超跑將采用2+2的座椅設計，0至62英里/小時的提速過程將在4.8秒內(nèi)完成，燃油經(jīng)濟性將超過62 mpg，同時售價也將是超跑車的價格，i8是科技領航的新體驗，配備的是插電式混合動力系統(tǒng)。 圖 1-17寶馬i8混合動力汽車 5.大眾 大眾途銳混合動力版 途銳的車廂非常有質(zhì)感，中控臺采用三種材質(zhì)組合，手工和用料都一流，讓人挑不出毛病。儀表盤設計精致，大方清晰的白色背光燈，液晶顯示屏清晰度大大提高，能顯示車輛信息、導航信息以及印象信息，可讀性非常好。 圖 1-18大眾途銳混合動力版 6.奧迪 奧迪Q5混合動力 奧迪Q5 hybrid quattro是一汽-大眾奧迪引進的首款全混合動力車型，代表了當前混合動力技術的最高水準，它標志著一汽-大眾奧迪新能源戰(zhàn)略實施進入了全新的階段，也將為未來的國產(chǎn)新能源車型奠定基礎。 圖1-19奧迪Q5混合動力 7.雷克薩斯混合動力汽車 　 全新LS 600hL首次搭載的全時四驅(qū)帶Torsen系統(tǒng)，與改進的空氣懸掛系統(tǒng)與適應式可變懸掛系統(tǒng)（AVS）共同工作。根據(jù)駕駛操作、車身運動及道路表面狀況，AVS將自動激活可調(diào)阻尼減震器，自動保持最佳車輛離地間隙，在高速行駛中仍能實現(xiàn)極佳的減震效果 圖1-20雷克薩斯LS600HL 8.豐田混合動力汽車 豐田凱美瑞尊瑞所用的“強混系統(tǒng)”，是豐田全球成熟、領先的油電混合雙擎動力系統(tǒng)。 圖 1-21豐田凱美瑞尊瑞混合動力汽車 9.本田Insight Insight也延續(xù)了海外的高標準，像是氙氣自動大燈，主動式安全頭枕，6安全氣囊以及VSA車輛穩(wěn)定控制系統(tǒng)都是標配。舒適配置方面則沒有太多亮點，前排座椅加熱，皮絨搭配座椅和自動空調(diào)值得一提。 圖 1-22本田Insight混合動力 10.日產(chǎn)聆風 聆風采用國際領先的層疊式緊湊型鋰離子電池驅(qū)動，日產(chǎn)研發(fā)的鋰電池創(chuàng)新地采用了錳正電極和層式結構。 圖1-23日產(chǎn)聆風純電動汽車 11.上海汽車榮威E50 定位于“都市精品純電小車”的榮威E50，配以電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、整車熱管理系統(tǒng)等部件。 圖 1-24榮威E50純電動汽車 12.比亞迪股份有限公司 純電動車比亞迪E6就是中國新能源汽車的典型代表之一。采用跨界車型設計，擁有SUV般的身形。 圖 1-25比亞迪 E6純電動汽車 13.長城汽車 哈弗M3 EV的充電口被安排在傳統(tǒng)的加油口位置，使用起來非常方便。 圖1-26長城哈弗M3純電動汽車 14.沃爾沃汽車 C30電動車車內(nèi)最吸引眼球的當屬換擋手柄，無論是造型還是顏色都足夠驚艷。 圖1-27沃爾沃C30純電動汽車 三、新能源汽車技術路線及關鍵技術 在電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃中，明確提出了我國電動汽車發(fā)展的技術路線和需要突破的關鍵技術。 1.技術路線 電動汽車按動力系統(tǒng)電氣化水平分為兩類：一類是全部或大部分工況下主要由電動機提供驅(qū)動功率電動汽車（稱為“純電驅(qū)動”電動汽車，例如純電動汽車、插電式混合動力汽車、增程式電動汽車以及燃料電池電動汽車）；另一類是動力電池容量較小，大部分工況下主要由內(nèi)燃機提供驅(qū)動功率的電動汽車（通常稱為常規(guī)混合動力汽車）。從培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)角度看，發(fā)展電氣化程度比較高的“純電驅(qū)動”電動汽車是我國新能源汽車“過渡與轉(zhuǎn)型”并行互動、共同發(fā)展的總體原則指導下，規(guī)劃電動汽車技術發(fā)展戰(zhàn)略。 1）確立“純電驅(qū)動”的技術轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。順應全球汽車動力系統(tǒng)電動化技術變革總體趨勢，發(fā)揮我國的有利條件和比較優(yōu)勢，面向“純電驅(qū)動”實施汽車產(chǎn)業(yè)技術轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，加快發(fā)展“純電驅(qū)動”電動汽車產(chǎn)品，實施這一技術轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，要依靠自主創(chuàng)新，堅持自主發(fā)展，突破電動汽車核心技術瓶頸；同時要充分利用國際資源，進一步提升我國汽車共性基礎技術水平，服務于“純電驅(qū)動”的技術轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。 2）堅持“三縱三橫”的研究布局，我國電動汽車在“三縱三橫”的技術創(chuàng)新戰(zhàn)略指導下，進過“十五”、“三縱三橫”、“整車牽頭”和“十一五、三縱三橫、動力系統(tǒng)技術平臺為核心”兩階段技術攻關，取得了重大技術突破，形成了中國特色的電動汽車研發(fā)體系?！笆濉逼陂g，繼續(xù)堅持“三縱三橫”的基本研發(fā)布局，根據(jù)“純電驅(qū)動”的技術轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，進一步突出“三橫”共性關鍵技術。在“三縱”方面，純電動汽車、增程式電動汽車和插電式混合動力汽車作為純電驅(qū)動汽車的基本類型歸為一個大類；燃料電池電動汽車作為純電驅(qū)動汽車的特殊類型繼續(xù)獨立作為一“縱”；混合動力汽車主要為常規(guī)混合動力汽車。在“三橫”方面，“電池”包括動力電池和燃料電池；“電機”包括電機系統(tǒng)及其與發(fā)動機、變速器總成一體化技術等；“電控”包括“電轉(zhuǎn)向”、“電空調(diào)”、“電制動”和“車網(wǎng)融合”等在內(nèi)的電動汽車電子控制系統(tǒng)技術。 2.關鍵技術 1）電池 以動力電池模塊為核心，實現(xiàn)我國以能量型鋰離子動力電池為重點的車用動力電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化突破。以車用能量型動力電池為主要發(fā)展方向，兼顧功能性動力電池和超級電容器的發(fā)展，全面提高動力電池輸入特性、安全性、一致性耐久性和性價比等綜合性能。強化動力電池系統(tǒng)集成與熱-電綜合管理技術，促進動力電池模塊化技術發(fā)展；實現(xiàn)車用動力與電池模塊標準化、系列化、通用化，為支撐純電驅(qū)動電動汽車的商業(yè)化運營模式提供保障。瞄準國際前沿技術，深入開展下一代新型車用動力電池自主創(chuàng)新研究，為電動汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展進行技術儲備。重點研究新型鋰離子動力電池。研究新型鋰離子電池設計、性能預測、安全評價及安全性新技術。新體系動力電池方面，重點研究金屬空氣電池，多電子反應電池和自由基聚合物電池等，并通過實驗技術驗證，建立動力電池創(chuàng)新發(fā)展技術研發(fā)體系。到2015年，為我國車用動力電池產(chǎn)業(yè)提升市場競爭能力提供科技支撐。通過新型鋰離子動力電池和新體系電池的探索，確立我國下一代車用動力電池的主導技術路線。 突破燃料電池關鍵技術和系統(tǒng)集成，推進工程實用化，為新一代燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化奠定核心技術基礎。重點推進燃料電池的工程化進程，建立小批量生產(chǎn)線，進一步提升燃料電池性能，降低成本，強化電堆與系統(tǒng)的壽命考核，改進提高燃料電池系統(tǒng)控制策略與關鍵部件性能，提升燃料電池系統(tǒng)可靠性與耐久性，為燃料電池汽車示范運行提供可靠的車用燃料電池系統(tǒng)。加強燃料電池基礎材料和系統(tǒng)集成科技創(chuàng)新，研發(fā)高穩(wěn)定性、高耐久性、低成本的關鍵材料和不見，保證電堆在高電流密度下的均一性，提高功率密度，進一步增強系統(tǒng)的環(huán)境適應能力，為下一代燃料電池汽車研發(fā)奠定核心技術基礎。 2）電機 面向混合動力大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化需求，開發(fā)混合動力發(fā)動機/電機總成（發(fā)動機＋ISG/BSG）和機電耦合傳動總成（電機＋變速器），形成系列化產(chǎn)品和市場競爭力，為混合動力汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化提供技術支撐，面向純電驅(qū)動大規(guī)模商業(yè)化示范需求，開發(fā)純電動汽車驅(qū)動電機機器傳動系統(tǒng)系列，同步開發(fā)配套的發(fā)動機發(fā)電機組（APU）系列，為實現(xiàn)純電動汽車大規(guī)模商業(yè)示范提供技術支撐。面向下一代純電驅(qū)動系統(tǒng)技術攻關，從新材料/新結構/自傳感電機、IGBT芯片封裝和驅(qū)動系統(tǒng)混合集成、新型傳動結構等方面著手，開發(fā)高效率、高材料利用率、高密度和適應極限環(huán)境條件下的電力電子、電機與傳動技術，探索下一代車用電機驅(qū)動及其傳動系統(tǒng)解決方案，滿足電動汽車可持續(xù)發(fā)展需求。 3）電控 重點開發(fā)混合動力專用發(fā)動機先進控制算法（滿足國Ⅳ以上排放法規(guī)）、混合動力系統(tǒng)先進實時控制網(wǎng)絡協(xié)議、多部件間的轉(zhuǎn)矩耦合和動態(tài)協(xié)調(diào)控制算法，研制高性能的混合動力系統(tǒng)（整車）控制器，滿足混合動力汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化技術需求。重點開發(fā)先進的純電驅(qū)動分布式、高容錯和強實時控制系統(tǒng)，高效、智能和低噪聲的電動化總成控制系統(tǒng)（電動空調(diào)、電動轉(zhuǎn)向、制動能量回饋控制系統(tǒng)），電動汽車的車載信息、智能充電及其遠程監(jiān)控技術，滿足純電動汽車大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化示范需要。重點開發(fā)基于新型電機集成驅(qū)動的一體化底盤動力學控制、高性能的下一代整車控制器及其專用芯片、電動汽車智能交通系統(tǒng)（ITS）與車網(wǎng)融合技術（V2X，包括V2G：汽車到電網(wǎng)的鏈接，V2H：汽車到家庭的鏈接，V2V：汽車到汽車的鏈接等網(wǎng)絡通信技術），為下一代純電驅(qū)動汽車開發(fā)提供技術支撐。 【課堂小結】 本節(jié)課主要介紹新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀、新能源汽車車型分析和新能源汽車技術路線及關鍵技術。 【布置作業(yè)】 1.簡述新能源汽車的定義？ 2.簡述新能源汽車可以分為哪些類別？ 板書設計 教學隨筆 項目一 緒論 任務三 新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀 任務四 新能源汽車車型分析 任務五 新能源汽車技術路線及關鍵技術 課題 項目三 電動汽車用動力電池 任務一 概述 任務二 鉛酸蓄電池 教學 目標 掌握電動汽車電池的分類、性能指標 了解鉛酸蓄電池分類、結構、工作原理 教 學 重 點 新能源汽車的分類 教學難點 新能源汽車發(fā)展的重要性 教 學 時 間 4課時(8、9周) 教具準備 無 教學組織與實施 教師活動 學生活動 【新課導入】（5分鐘） 1．清點人數(shù)，檢查著裝 2．填寫教學日志 3．教學要求 【新課講授】（150分鐘） 一、電動汽車動力電池分類 電動汽車使用的動力電池可以分為化學電池、物理電池和生物電池三大類。 1．化學電池 化學電池是利用物質(zhì)的化學反應發(fā)電。 化學電池按工作性質(zhì)分為原電池、蓄電池、燃料電池和儲備電池。 （1） 原電池 原電池又稱一次電池，是指電池放電后不能用簡單的充電方法使活性物質(zhì)復原而繼續(xù)使用的電池，如鋅—二氧化錳干電池 、鋰錳電池、鋅空氣電池、一次鋅銀電池等。 （2）蓄電池 蓄電池又稱二次電池，是指電池在放電后可通過充電的方法使活性物質(zhì)復原而繼續(xù)使用的電池，而這種充放電可以達數(shù)十次到上千次循環(huán)。如鉛酸蓄電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。 （3）燃料電池 燃料電池又稱連續(xù)電池，是指參加反應的活性物質(zhì)從電池外部連續(xù)不斷地輸入電池，電池就連續(xù)不斷地工作而提供電能。如質(zhì)子交換膜燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池、直接甲醇燃料電池、再生型燃料電池等。 （4）儲備電池 儲備電池是指電池正負極與電解質(zhì)在儲存期間不直接接觸，使用前注入電解液或者使用其它方法使電液與正負極接觸，此后電池進入待放電狀態(tài)，如鎂電池、熱電池等。 化學電池按電解質(zhì)分為酸性電池、堿性電池、中性電池、有機電解質(zhì)電池、非水無機電解質(zhì)電池、固體電解質(zhì)電池等。 化學電池按電池的特性分為高容量電池、密封電池、高功率電池、免維護電池、防爆電池等。 化學電池按正負極材料分為鋅錳電池系列、鎳鎘鎳氫系列、鉛酸系列、鋰電池系列等。 2．物理電池 物理電池是利用光、熱、物理吸附等物理能量發(fā)電的電池。如太陽能電池、超級電容器、飛輪電池等。 3．生物電池 生物電池是利用生物化學反應發(fā)電的電池，如微生物電池、酶電池、生物太陽電池等。 二、電動汽車用動力電池的性能指標 電池作為電動汽車的儲能動力源，在電動汽車上發(fā)揮著非常重要的作用，要評定電池的實際效應，主要就是看電池的性能指標。電池的性能指標主要有電壓、容量、內(nèi)阻、能量、功率、輸出效率、自放電率、使用壽命等，根據(jù)電池種類不同，其性能指標也有差異。 1．電壓 電壓分為端電壓、開路電壓、額定電壓、放電電壓和終止電壓等。 （1）端電壓 電池的端電壓是指電池正極與負極之間的電位差。 （2）開路電壓 電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓，即電池在沒有負載情況下的端電壓。電池的開路電壓等于電池正極的電極電勢與負極電極電勢之差。 （3）電動勢 電池的電動勢等于組成電池的兩個電極的平衡電位之差。 （4）額定電壓 額定電壓是電池在標準規(guī)定條件下工作時應達到的電壓。 （5）放電電壓 電池的工作電壓是指電池接通負載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。 （6）終止電壓 終止電壓是指電池在一定標準所規(guī)定的放電條件下放電時，電池的電壓將逐漸降低，當電池再不宜繼續(xù)放電時，電池的最低工作電壓稱為終止電壓。當電池的電壓下降到終止電壓后，再繼續(xù)使用電池放電，化學“活性物質(zhì)”會遭到破壞，減少電池壽命。 2．容量 電池在一定的放電條件下所能放出的電量稱為電池的容量。常用單位為安培小時（Ah），它等于放電電流與放電時間的乘積。電池的容量可以分為理論容量、實際容量、標稱容量和額定容量等。 （1）理論容量 理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計算而得到的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/l或Ah/kg。 （2）實際容量 實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為Ah，其值小于理論容量。 （3）標稱容量 標稱容量是用來鑒別電池的近似安時值。 （4）額定容量 額定容量也叫保證容量，是按國家或有關部門頒布的標準，保證電流在一定的放電條件下應該放出的最低限度的容量。 （5）荷電狀態(tài) 荷電狀態(tài)(SOC)是電池在一定放電倍率下，剩余電量與相同條件下額定容量的比值。反映電池容量的變化。SOC=1即表示電池充滿狀態(tài)。隨著電池的放電，電池的電荷逐漸減少，此時電池的充電狀態(tài)，可以用SOC的百分數(shù)的相對量來表示電池中電荷的變化狀態(tài)。一般電池放電高效率區(qū)為50%~80%SOC。 3．內(nèi)阻 電流流過電池內(nèi)部受到的阻力，使電池電壓降低，此阻力稱為電池內(nèi)阻。由于電池內(nèi)阻作用，電池放電時端電壓低于電動勢和開路電壓。充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。 4．能量 電池的能量是指在一定放電制度下，電池所能輸出的電能，單位是Wh或kWh。它影響電動汽車的行駛距離。 （1）理論能量 理論能量是電池的理論容量與額定電壓的乘積，指一定標準所規(guī)定的放電條件下，電池所輸出的能量。 （2）實際能量 實際能量是電池實際容量與平均工作電壓的乘積，表示在一定條件下電池所能輸出的能量。 （3）比能量 比能量是指電池單位質(zhì)量所能輸出的電能，單位是Wh/kg。常用比能量來比較不同的電池系統(tǒng)。 比能量有理論比能量和實際比能量之分。理論比能量是指1kg電池反應物質(zhì)完全放電時理論上所能輸出的能量；實際比能量是指1kg電池反應物質(zhì)所能輸出的實際能量。由于各種因素的影響，電池的實際比能量遠小于理論比能量。 電池的比能量是綜合性指標，它反映了電池的質(zhì)量水平。電池的比能量影響電動汽車的整車質(zhì)量和續(xù)駛里程，是評價電動汽車的動力電池是否滿足預定的續(xù)駛里程的重要指標。 （4）能量密度 能量密度是指電池單位體積所能輸出的電能，單位是Wh/L。 5．功率 電池的功率是指電池在一定放電制度下，單位時間內(nèi)所輸出能量的大小，單位為瓦（W）或千瓦（kW）。電池的功率決定了電動汽車的加速性能和爬坡能力。 （1）比功率 單位質(zhì)量電池所能輸出的功率稱為比功率，單位為W/kg或kW/kg。 （2）功率密度 單位體積電池所能輸出的功率稱為功率密度，單位為W/ l或kW/ l。 6．輸出效率 動力電池作為能量存儲器，充電時把電能轉(zhuǎn)化為化學能儲存起來，放電時把電能釋放出來。在這個可逆的電化學轉(zhuǎn)換過程中，有一定的能量損耗。通常用電池的容量效率和能量效率來表示。 （1）容量效率 容量效率是指電池放電時輸出的容量與充電時輸入的容量之比，即 式中， 為電池的容量效率； 為電池放電時輸出的容量； 為電池充電時輸入的容量。 （2）能量效率 能量效率也稱電能效率，是指電池放電時輸出的能量與充電時輸入的能量之比，即 式中， 為電池的能量效率； 為電池放電時輸出的能量； 為電池充電時輸入的能量。 7．自放電率 自放電率是指電池在存放期間容量的下降率，即電池無負荷時自身放電使容量損失的速度。自放電率用單位時間容量降低的百分數(shù)表示，其表達式為 式中， 為電池存儲前的容量（Ah）； 為電池存儲后的容量（Ah）； 為電池存儲的時間，常用天、月計算。 8．放電速率（放電率） 放電速率一般用電池在放電時的時間或放電電流與額定電流的比例來表示。 （1）時率（時間率） 電池以某種電流強度放電，放完額定容量所經(jīng)過的放電時間。汽車用電池一般用20h率容量表示。 （2）倍率（電流率） 電池以某種電流強度放電的數(shù)值為額定容量數(shù)值的倍數(shù)。 9．使用壽命 使用壽命是指電池在規(guī)定條件下的有效壽命期限。電池發(fā)生內(nèi)部短路或損壞而不能使用，以及容量達不到規(guī)范要求時電池使用失效，這時電池的使用壽命終止。 電池的使用壽命包括使用期限和使用周期。使用期限是指電池可供使用的時間，包括電池的存放時間。使用周期是指電池可供重復使用的次數(shù)。 除此之外，成本也是一個重要的指標。電動汽車發(fā)展的瓶頸之一就是電池價格高。 電動汽車對動力電池的要求主要有： （1）比能量高 為了提高電動汽車的續(xù)駛里程，要求電動汽車上的動力電池盡可能儲存多的能量，但電動汽車又不能太重，其安裝電池的空間也有限，這就要求電池具有高的比能量； （2）比功率大 為了能使電動汽車在加速行駛、爬坡能力和負載行駛等方面能與燃油汽車相競爭，就要求電池具有高的比功率； 1991年，美國先進電池開發(fā)聯(lián)合體（USABC）對電動汽車用動力電池制定的開發(fā)目標 三、鉛酸蓄電池的發(fā)展動態(tài) 鉛酸蓄電池自1859年發(fā)明以來，其使用和發(fā)展已有100多年的歷史，廣泛用作內(nèi)燃機汽車的起動動力源。電動汽車用鉛酸蓄電池要用于給電動汽車提供動力，它的主要發(fā)展方向是提高比能量，增大循環(huán)使用壽命。 作為電動汽車動力電源的鉛酸蓄電池在比能量、深放電循環(huán)壽命、快速充電等方面不能很好滿足電動汽車的要求，為了解決電動汽車用鉛酸蓄電池的這三大技術難題，國際鉛鋅組織（ILZO）于1992年聯(lián)合62家世界著名鉛酸蓄電池廠家成立了先進鉛酸蓄電池研制聯(lián)盟（ALABC），共同研制電動汽車用鉛酸蓄電池。ALABC開發(fā)的鉛酸蓄電池各項性能均取得了明顯的提高。 日本GS公司生產(chǎn)的SER60電池比能量為34Wh/kg，能量密度為91Wh/L，比功率為300 W/kg（50%DOD）；日本松下公司生產(chǎn)的動力型鉛酸蓄電池循環(huán)壽命已突破1000次（80%DOD）；湯淺公司的動力型密封鉛酸蓄電池比能量已超過40Wh/ kg。 美國BPC公司和Trojon公司開發(fā)的雙極性密封鉛蓄電池，正負極位于同一片導體的兩側面，用吸液式纖維隔板貯存電解液組成密封電池。其額定電壓為180V，容量為60Ah，比能量≥50Wh/kg，峰值比功率>700W/kg，循環(huán)壽命≥1000次，預計使用壽命10年。 國內(nèi)研制開發(fā)的電動汽車用水平極板鉛酸蓄電池已經(jīng)達到了以下性能指標：3h率比能量45Wh/kg，10min持續(xù)比功率80W/kg，快速充電性能4~5h100%充電,15~20min70%充電，80%DOD壽命600次。 鉛酸蓄電池作為純電動汽車動力電源在比能量、深放電循環(huán)壽命、快速充電等方面均比鎳氫電池、鋰離子電池差，不適合于電動轎車。但由于其價格低廉，國內(nèi)外將它的應用定位在速度不高、路線固定、充電站設立容易規(guī)劃的車輛。 四、鉛酸蓄電池的分類與結構 1．鉛酸蓄電池的分類 鉛酸蓄電池分為免維護鉛酸蓄電池和閥控密封式鉛酸蓄電池。 （1）免維護鉛酸蓄電池 免維護鉛酸蓄電池由于自身結構上的優(yōu)勢，電解液的消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)基本不需要補充蒸餾水。它具有耐震、耐高溫、體積小、自放電小的特點。使用壽命一般為普通鉛酸蓄電池的兩倍。 市場上的免維護鉛酸蓄電池也有兩種： 1）在購買時一次性加電解液以后使用中不需要添加補充液； 2）電池本身出廠時就已經(jīng)加好電解液并封死，用戶根本就不能加補充液。 （2）閥控密封式鉛酸蓄電池 閥控密封式鉛酸蓄電池在使用期間不用加酸加水維護，電池為密封結構，不會漏酸，也不會排酸霧，電池蓋子上設有溢氣閥（也叫安全閥），該閥的作用是當電池內(nèi)部氣體量超過一定值，即當電池內(nèi)部氣壓升高到一定值時，溢氣閥自動打開，排出氣體，然后自動關閉，防止空氣進入電池內(nèi)部。 閥控密封式鉛酸蓄電池分為AGM和GEL（膠體）電池兩種： 1）AGM采用吸附式玻璃纖維棉（Absorbed Glass Mat）作隔膜，電解液吸附在極板和隔膜中，電池內(nèi)無流動的電解液，電池可以立放工作，也可以臥放工作； 2）膠體（GEL）SiO2作凝固劑，電解液吸附在極板和膠體內(nèi)，一般立放工作。無特殊說明，皆指AGM電池。 電動汽車使用的動力電池一般是閥控密封式鉛酸蓄電池。 五、鉛酸蓄電池的結構 鉛酸蓄電池由正負極板、隔板、電解液、溢氣閥、外殼等部分組成。極板是鉛酸蓄電池的核心部件，正極板上的活性物質(zhì)是二氧化鉛，負極板上的活性物質(zhì)為海綿狀純鉛。隔板是隔離正、負極板，防止短路；作為電解液的載體，能夠吸收大量的電解液，起動促進離子良好擴散的作用；它還是正極板產(chǎn)生的氧氣到達負極板的“通道”，以順利建立氧循環(huán)，減少水的損失。電解液由蒸餾水和純硫酸按一定比例配制而成，主要作用是參與電化學反應，是鉛酸蓄電池的活性物質(zhì)之一。電池槽中裝入一定密度的電解液后，由于電化學反應，正、負極板間會產(chǎn)生約為2.1V的電動勢。溢氣閥位于電池頂部，起動安全、密封、防爆等作用。 六、鉛酸蓄電池的特點 1．鉛酸蓄電池的優(yōu)點 （1）除鋰離子電池外，在常用蓄電池中，鉛酸蓄電池的電壓最高，為2. 0V； （2）價格低廉； （3）可制成小至lAh大至幾千Ah的各種尺寸和結構的蓄電池； （4）高倍率放電性能良好，可用于引擎啟動； （5）高低溫性能良好，可在-40~60℃條件下工作； （6）電能效率高達60%； （7）易于浮充使用，沒有“記憶”效應； （8）易于識別荷電狀態(tài)。 2．鉛酸蓄電池的缺點 （1）比能量低，在電動汽車中所占的質(zhì)量和體積較大，一次充電行駛里程短； （2）使用壽命短，使用成本高； （3）充電時間長； （4）鉛是重金屬，存在污染 。 七、鉛酸蓄電池的工作原理 鉛酸蓄電池使用時，把化學能轉(zhuǎn)換為電能的過程叫放電。在使用后，借助于直流電在電池內(nèi)進行化學反應，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能而儲蓄起來，這種蓄電過程叫做充電。鉛酸蓄電池是酸性蓄電池，其化學反應式為 充電時，把鉛板分別和直流電源的正、負極相連，進行充電電解，陰極的還原反應為 陽極的氧化反應為 充電時的總反應為 隨著電流的通過， 在陰極上變成蓬松的金屬鉛，在陽極上變成黑褐色的二氧化鉛，溶液中有 生成 【課堂小結】（3分鐘） 本節(jié)課我們主要學習電動汽車電池的分類、性能指標、鉛酸蓄電池分類、結構、工作原理。 【布置作業(yè)】（2分鐘） 鉛酸蓄電池的特點？ 板書設計 教學隨筆 項目三 電動汽車用動力電池 任務一 概述 任務二 鉛酸蓄電池 一、電動汽車動力電池分類 二、電動汽車用動力電池的性能指標 三、鉛酸蓄電池的發(fā)展動態(tài) 四、鉛酸蓄電池的分類與結構 五、鉛酸蓄電池的結構 六、鉛酸蓄電池的特點 七、鉛酸蓄電池的工作原理 課題 項目三 電動汽車用動力電池 任務三 鎳氫電池 教學 目標 了解鎳氫電池的發(fā)展動態(tài) 掌握鎳氫電池的分類、結構、特點、工作原理 教 學 重 點 鎳氫電池的分類、結構、特點 教學難點 鎳氫電池的工作原理 教 學 時 間 4課時（第9周） 教具準備 無 教學組織與實施 教師活動 學生活動 【新課導入】（5分鐘） 1．清點人數(shù)，檢查著裝 2．填寫教學日志 3．教學要求 【新課講授】（150分鐘） 一、鎳氫電池的發(fā)展動態(tài) 鎳氫電池是90年代發(fā)展起來的一種新型電池。它的正極活性物質(zhì)主要由鎳制成，負極活性物質(zhì)主要由貯氫合金制成，是一種堿性蓄電池。 鎳氫電池具有高比能量、高功率、適合大電流放電、可循環(huán)充放電、無污染，被譽為“綠色電源”。 松下EV電池公司早在1997年就開始生產(chǎn)混合動力汽車用的圓型6.5Ah的鎳氫電池組，其質(zhì)量比功率600W/kg。 三洋電機株式會社生產(chǎn)的圓柱型5.5Ah的鎳氫電池組，質(zhì)量比功率1000W/kg。2001年為Escape配備，后來為本田Accord采用。 美國的Cobasys公司的電池技術源于世界著名的鎳氫電池研究單位Ovonic公司。該公司開發(fā)了容量為12～60Ah的一系列高功率鎳氫電池。質(zhì)量比功率達到550~600W/kg，體積比功率達到1200～1400W/l，峰值比功率可達1000W/kg，比能量在50~70Wh/kg，使用溫度在60℃時能量效率仍保持在80~90%，充電功率也超過500W/kg。 我國鎳氫電池的技術正日趨成熟。在動力鎳氫電池方面，我國也有很多單位一直從事混合動力汽車用鎳氫電池的研究，中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所長期從事鎳氫電池及相關材料的研究和開發(fā)，北京有色總院、中山電池公司、湖南神舟科技、春蘭集團、鞍山三普等單位均從不同角度做過大量積極有益的工作，取得了很大的進展。 二、鎳氫電池的分類與結構 1．鎳氫電池的分類 按照外形，鎳氫電池可以分為 （1）方形鎳氫電池； （2）圓形鎳氫電池。 2．鎳氫電池的結構 鎳氫電池主要由正極、負極、極板、隔板、電解液等組成。鎳氫電池正極是活性物質(zhì)氫氧化鎳，負極是儲氫合金，用氫氧化鉀作為電解質(zhì)，在正負極之間有隔膜，共同組成鎳氫單體電池。在金屬鉑的催化作用下，完成充電和放電的可逆反應。 三、鎳氫電池的特點 鎳氫電池具有無污染、高比能、大功率、快速充放電、耐用性等許多優(yōu)異特性。與鉛酸蓄電池相比，鎳氫電池具有比能量高、重量輕、體積小、循環(huán)壽命長的特點： （1）比功率高 （2）循環(huán)次數(shù)多 （3）無污染 （4）耐過充過放 （5）無記憶效應 （6）使用溫度范圍寬 （7）短路、擠壓、針刺、安全閥工作能力、跌落、加熱、耐振動等安全性、可靠性試驗無爆炸、燃燒現(xiàn)象 四、鎳氫電池的工作原理 鎳氫電池是將物質(zhì)的化學反應產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置。鎳氫電池由鎳氫化合物正電極、儲氫合金負電極以及堿性電解液(比如30%的氫氧化鉀溶液)組成。密封一次鎳氫電池的性能特點主要取決于本身體系的電極反應。 充電時正、負極的電化學反應為 放電時正、負極的電化學反應為 五、鎳氫電池的充放電特性 鎳氫電池的充放電特性可以通過對電池進行不同倍率的充放電實驗獲得。通常電池在一定電流下進行充電和放電時都是使用曲線來表示電池的端電壓和溫度隨時間的變化，把這些曲線稱為電池的特性曲線。 一般充放電電流的大小常用充放電倍率來表示，即充放電倍率=充放電電流/額定容量。例如，額定容量為100Ah的電池用20A放電池時，其放電倍率為0.2C。 1、 鎳氫電池的充電特性 在充電起始階段，電池端電壓迅速上升，隨著時間的延長，電池電壓上升減緩，電池的容量與電池的端電壓有一定的對應關系，如圖 電池在高溫情況下充電，雖然充電時間較長，但充電效率下降，導致放電容量減少，如圖 2、鎳氫電池的放電特性 隨著放電的進行，總的趨勢是隨著放電時間的延續(xù)電池的端電壓不斷下降。放電電流越大電池所能放出的安時量越小，電池的端電壓越低，如圖 在相應電流下，溫度隨充電放電過程的變化情況，同時也可以根據(jù)充放電電流的大小和時間計算出充放電容量。 雖然常溫下延長了充電時間，但在低溫情況下，電池放電容量將會下降，如圖 六、鎳氫電池SOC估計 【課堂小結】（3分鐘） 本節(jié)課我們主要學習鎳氫電池的分類、結構、特點、工作原理 【布置作業(yè)】（2分鐘） 鎳氫電池的工作原理？ 板書設計 教學隨筆