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PAGE1項目一新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢第(1)周任務名稱任務1新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢認知(一)學時數1學時教學目標知識目標1.能夠描述氣候變暖、環(huán)境污染、能源危機與新能源汽車的關系;2.能夠描述新能源汽車的定義;3.能夠描述新能源汽車的現狀;4.能夠描述新能源汽車的發(fā)展趨勢。技能目標1.參觀實訓室新能源汽車或掛圖,初步認識新能源汽車;2.利用互聯網查詢新能源汽車的現狀和發(fā)展。素養(yǎng)目標1.能夠利用互聯網等資源查詢新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢的相關信息;2.能夠撰寫新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢報告。教學重難點重點新能源汽車的定義。難點新能源汽車的發(fā)展趨勢。教學方法項目教學法、講述法、小組學習法。教學流程教學過程備注課題引入近年來,隨著能源危機和環(huán)境污染的加劇,新能源汽車成為汽車行業(yè)的熱門話題。作為汽車行業(yè)的從業(yè)人員,你知道什么是新能源汽車嗎?對于新能源汽車的現狀與發(fā)展,你又了解多少呢?教學內容1.氣候變暖、環(huán)境污染及能源危機與新能源汽車的關系1)汽車對氣候變暖的影響溫室氣體是指:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氟化合物。二氧化碳是大氣主要的溫室氣體之一。汽車每燃燒1kg汽油排出3.08kg的二氧化碳。當二氧化碳含量升高時,會增強大氣對太陽光中紅外線輻射的吸收,阻止地球表面的熱量向外散發(fā),使地球表面的平均氣溫上升,這就是所謂的溫室效應。地球上接連出現的“厄爾尼諾”和“拉尼娜”現象都與溫室效應加劇有關。城市因人口密集、高樓密集、公路密集,導致“城市熱島效應”更為嚴重。溫室氣體像毯子一樣把熱束縛在低層大氣里,城市年平均氣溫比郊區(qū)高1℃,甚至更多。城市熱島效應已經改變了地方天氣形勢,特別是雨量分布形勢已經發(fā)生改變,這是全球變暖在城市的反應。隨著全球范圍內工業(yè)的發(fā)展,溫室氣體的排放有了明顯的上升,從1900年以來,由于溫室氣體的原因,地球的平均溫度已經增加了0.6℃。為了阻止氣溫的變化,必須減少溫室氣體的排放。1997年12月,由聯合國氣候變化框架公約參加國在日本京都召開會議,起草并制定的《京都議定書》,英文名稱為“KyotoProtocol”,又譯《京都協(xié)議書》或《京都條約》,全稱《聯合國氣候變化框架公約的京都(議定書)》是《聯合國氣候變化框架公約》(UnitedNationsFrameworkConventiononClimateChange,UNFCCC)的補充條款。經過國際社會多年的共同努力于2005年2月16日正式生效,簽署的國家已達185個。京都協(xié)議書規(guī)定(下圖),在2008年至2012年間,工業(yè)國家必須減少溫室氣體的排放,相比1990年排放數量減少5%。這一公約的出現刺激了太陽能電池產業(yè)的公司股價的大幅上漲。從而新能源這一名詞漸漸走入人們的視線,逐漸蔓延到了對溫室效應有直接影響的汽車行業(yè)。2)汽車對環(huán)境污染的影響伴隨我國國民經濟的持續(xù)快速發(fā)展,大城市大氣環(huán)境污染問題日益突出,北京、廣州、上海、重慶等大城市,導致市區(qū)大氣污染以機動車為重要污染源,許多國家的大、中城市的空氣污染有五成以上來源于汽車尾氣。目前,絕大部分汽車采用的發(fā)動機是內燃機。汽車發(fā)動機燃燒燃料產生動力的同時排放出尾氣。尾氣的主要成分是二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)和碳氫化合物(HC),還有鉛塵和煙塵等污染物和一些固體細微顆粒物。二氧化碳是燃油正常燃燒的產物,是造成氣候變暖的主要原因,進行充電,增加了電力在交通能源領域中的應用,減少了對石油資源的依賴,優(yōu)化了交通能源構成課堂練習其他小結與作業(yè)課堂小結本課作業(yè)本課教學后記(課堂設計理念,實際教學效果及改進設想)項目一新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢第(1)周任務名稱任務1新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢認知(二)學時數1學時教學目標知識目標1.能夠描述氣候變暖、環(huán)境污染、能源危機與新能源汽車的關系;2.能夠描述新能源汽車的定義;3.能夠描述新能源汽車的現狀;4.能夠描述新能源汽車的發(fā)展趨勢。技能目標1.參觀實訓室新能源汽車或掛圖,初步認識新能源汽車;2.利用互聯網查詢新能源汽車的現狀和發(fā)展。素養(yǎng)目標1.能夠利用互聯網等資源查詢新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢的相關信息;2.能夠撰寫新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢報告。教學重難點重點新能源汽車的定義。難點新能源汽車的發(fā)展趨勢。教學方法項目教學法、講述法、小組學習法。教學流程教學過程備注課題引入自汽車問世以來,由于需要消耗燃油并排放廢氣,汽車對氣候變暖、環(huán)境污染以及能源危機的影響是汽車行業(yè)無法回避的問題。教學步驟及主要內容2.新能源和新能源汽車的定義1)什么是新能源新能源又稱非常規(guī)能源,是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式,剛開始開發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。新能源越來越多地被用到風電產業(yè)、地熱利用產業(yè)、沼氣發(fā)電產業(yè)、生物質產業(yè)、太陽能光伏產業(yè),新能源汽車產業(yè)。下圖為新能源的產業(yè)示意圖。2)什么是新能源汽車什么是新能源汽車(NewEnergyVehicles)呢?汽車根據內燃機加注的燃料不同,有汽油汽車、柴油汽車以及添加乙醇的汽油汽車等。而新能源汽車是集合前文所述的汽車與新能源利用的雙重含義。我們一般把利用內燃機的汽車稱為傳統(tǒng)汽車,對比新能源汽車,根據新能源汽車利用能源方式的不同,有純電動或油電混合式新能源汽車、替代燃料新能源汽車以及其他形式的新能源汽車。2009年6月,工業(yè)與信息化部(工產業(yè)〔2009〕第44號)公告發(fā)布了《新能源汽車生產企業(yè)及產品準入管理規(guī)則》(2009年7月1日正式實施),明確指出:新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(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。非常規(guī)的車用燃料:指除汽油、柴油、天然氣(NG)、液化石油氣(LPG)、乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚之外的燃料。根據2012年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》主要政策,在2012年沿用新能源汽車名詞,分類包括插電式混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車。主要特征是采用新型動力系統(tǒng),完全或主要依靠新型能源驅動的汽車。工業(yè)和信息化部、國家稅務總局通過發(fā)布《免征車輛購置稅的新能源汽車車型目錄》,自2014年9月1日至2017年12月31日,對購置的新能源汽車免征車輛購置稅。列入目錄的新能源汽車須同時符合以下條件:(1)獲得許可在中國境內銷售的純電動汽車、插電式(含增程式)混合動力汽車、燃料電池汽車。(2)使用的動力電池不包括鉛酸電池。(3)純電動續(xù)駛里程須符合新能源汽車純電動續(xù)駛里程要求。(4)插電式混合動力乘用車綜合燃料消耗量(不含電能轉化的燃料消耗量)與現行的常規(guī)燃料消耗量國家標準中對應目標值相比小于60%;插電式混合動力商用車綜合燃料消耗量(不含電能轉化的燃料消耗量)與現行的常規(guī)燃料消耗量國家標準中對應限值相比小于60%。(5)通過新能源汽車專項檢測,符合新能源汽車標準要求。3.新能源汽車的現狀1)國外新能源汽車現狀由于氣候變暖、環(huán)境污染、能源危機等原因,新能源汽車的開發(fā)早已引起了全球汽車生產廠家的關注,一些著名的汽車公司轉向研究和開發(fā)新能源汽車。各國政府也相繼發(fā)布新能源汽車發(fā)展戰(zhàn)略和國家計劃,加大政策支持力度,增加研發(fā)投入,全力推進新能源汽車產業(yè)化。隨著新能源汽車技術瓶頸突破的預期大大加快,新能源汽車產業(yè)進入了快速發(fā)展的新階段。(1)國外純電動汽車的狀況國外純電動汽車的主要應用在小型乘用車、大型公交車、市政與郵政等特殊用途車輛。純電動汽車已經有100多年的歷史,但由于傳統(tǒng)鉛酸電池的連續(xù)行駛里程等使用性能指標不能夠滿足純電動汽車的要求,使純電動汽車的研發(fā)處于停止不前的地步。隨著高性能鋰離子電池和一體化電力驅動系統(tǒng)等技術的發(fā)展應用,純電動汽車再次受到各國政府和企業(yè)的重視。純電動汽車已在續(xù)駛里程、動力性、快充等方面取得了可喜的進展,已經進入實用化階段。目前,純電動汽車的技術攻關重點集中在提高動力電池性能、降低成本方面。與傳統(tǒng)的汽車性能、成本比較,要滿足產業(yè)化要求,純電動汽車動力電池的質量能量密度需大幅度提高,成本也需大幅度下降。(2)國外混合動力汽車的狀況日本最早研發(fā)混合動力汽車,并最先實現了產業(yè)化。豐田普銳斯(Prius)于1997年10月底問世,是世界上最早實現批量生產的混合動力汽車,全球累計銷量已超過200萬輛。早期的普銳斯采用氫鎳電池,串并聯控制方式,百公里油耗3.4L。目前,普銳斯已推出第三代產品,采用鋰電池作為動力電池,其性能得到大幅度改善。自1997年豐田首先在日本推出普銳斯混合動力汽車以來,其他各大汽車廠家紛紛推出混合動力汽車產品,如本田Insight、通用SaturnVUE、福特Escape等。隨著技術的成熟和生產規(guī)模的擴大,成本大幅下降。歐洲混合動力汽車技術起步較晚,采取與美國合作方式共享混合動力總成技術,主要應用于采用傳統(tǒng)技術油耗較高的車型上。國際上,混合動力商用車也取得了快速發(fā)展,已開發(fā)了混合動力公交車、市政用車和軍用車等。尤其是美國在混合動力公交客車的開發(fā)和應用上取得了一定的成果,目前已有多個車型在運行。歐洲客車和卡車生產商已將目光聚焦在混合動力技術上。德國奔馳、瑞典沃爾沃和波蘭索拉麗斯等相繼開發(fā)了混合動力商用車?;旌蟿恿夹g是由單一發(fā)動機驅動向純電動驅動轉移的必經環(huán)節(jié)。合理采用混合動力技術可以較明顯地節(jié)油減碳,并將成本控制在一定范圍內,因此,混合動力汽車已成為世界各國汽車公司產業(yè)化的重點。隨著電池技術的逐步成熟,逐漸提高混合度以實現傳統(tǒng)能源向電氣化轉化,是混合動力技術發(fā)展的方向,前期主要為單電機并聯、雙電機并聯和雙電機混聯等方案,后期將向插電式方案發(fā)展,實現向純電動方案過渡。在動力系統(tǒng)結構方面,混合動力汽車將向更高的集成度發(fā)展。根據車用能源的發(fā)展情況,有發(fā)動機與電機集成、傳動系系與電機集成兩種趨勢,從而實現向電動化轉型。(3)國外燃料電池汽車的狀況氫燃料電池汽車是使用液態(tài)氫作為汽車的動力電池能源,與大氣中的氧發(fā)生化學反應,從而產生電能來起動電動機,進而驅動汽車。由于燃料電池汽車技術的戰(zhàn)略意義十分重大,世界各發(fā)達國家和地區(qū)都在潛心致力于燃料電池汽車的研究,美國通用與日本豐田、美國國際燃料電池公司與日本東芝、德國奔馳與西門子、法國雷諾與意大利DeNora公司等紛紛組成強大的跨國聯盟,優(yōu)勢互補,聯合開發(fā)并推出了一系列的燃料電池汽車。近年來,燃料電池出現模塊化趨勢,單個燃料電池模塊的功率范圍被界定在一定的范圍之內,通過提高產品性能實現模塊化組裝,以滿足不同車輛對燃料電池功率等級的要求。通過采用混合動力技術,優(yōu)化蓄電池和燃料電池的能量分配,以有效提高燃料電池的壽命、降低系統(tǒng)成本為目的。燃料電池汽車技術攻關的焦點是提高可靠性、耐久性。目前美國能源部正在支持幾種新型鋰離子化學電池的探索性研究。方案涉及對鋰合金/高電壓正極材料、鋰硫電池、鋰金屬電池/鋰聚合物電池的研究等。據悉,目前美國政府還向有技術優(yōu)勢的汽車廠商提供超過250億美元的貸款,并對改過電池工業(yè)提供了20多億美元的補貼。2)國內新能源汽車的現狀2012年7月9日,國務院正式發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》),明確以純電動汽車為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)轉型的主要戰(zhàn)略取向,《規(guī)劃》內容明確以純電驅動為汽車產業(yè)未來的重要方向,也是解決汽車普及過程帶來的能源與環(huán)境問題的根本性措施,具有戰(zhàn)略性意義。自2014年9月1日至2017年底,我國對獲得許可在中國境內銷售(包括進口)的純電動以及符合條件的插電式(含增程式)、混合動力、燃料電池三類新能源汽車,免征車輛購置稅。2014年7月,國務院辦公廳發(fā)布《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》(以下簡稱《指導意見》),部署進一步加快新能源汽車推廣應用?!吨笇б庖姟窂目傮w要求、充電設施建設、積極引導企業(yè)創(chuàng)新商業(yè)模式、推動公共服務領域推廣應用、進一步完善政策體系、堅決破除地方保護、加快創(chuàng)新能力建設、進一步加強組織領導等8個方面提出30條具體政策措施,促進新能源汽車產業(yè)轉型升級。從技術方面來說,我國新能源汽車業(yè)內共識是:國內新能源汽車廠商在動力電池、驅動電機、電控系統(tǒng)三大核心技術上,與國際先進水平仍有較大差距。特別是動力電池技術,以及混合動力系統(tǒng),國內除了比亞迪等少數廠商以外,很多廠商沒有專門的生產線,不具備量產能力。我國新能源汽車的動力電池以磷酸鐵鋰為主,但電池生產技術水平參差不齊。據我國汽車技術中心相關人士提供的數據,國內大部分采用磷酸鐵鋰電池的純電動汽車,電池容量等參數差距很大,這也限制了新能源汽車的發(fā)展。課堂練習其他小結與作業(yè)課堂小結本課作業(yè)本課教學后記(課堂設計理念,實際教學效果及改進設想)項目一新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢第(1)周任務名稱任務1新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢認知(三)學時數1學時教學目標知識目標1.能夠描述氣候變暖、環(huán)境污染、能源危機與新能源汽車的關系;2.能夠描述新能源汽車的定義;3.能夠描述新能源汽車的現狀;4.能夠描述新能源汽車的發(fā)展趨勢。技能目標1.參觀實訓室新能源汽車或掛圖,初步認識新能源汽車;2.利用互聯網查詢新能源汽車的現狀和發(fā)展。素養(yǎng)目標1.能夠利用互聯網等資源查詢新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢的相關信息;2.能夠撰寫新能源汽車現狀與發(fā)展趨勢報告。教學重難點重點新能源汽車的定義。難點新能源汽車的發(fā)展趨勢。教學方法項目教學法、講述法、小組學習法。教學流程教學過程備注課題引入自汽車問世以來,由于需要消耗燃油并排放廢氣,汽車對氣候變暖、環(huán)境污染以及能源危機的影響是汽車行業(yè)無法回避的問題。教學步驟及主要內容4.新能源汽車的發(fā)展趨勢隨著科學技術的發(fā)展,新能源汽車的主要發(fā)展趨勢如下:1)突破動力電池技術是關鍵作為動力源,現在還沒有任何一種電池能與石油相提并論,動力電池已成為限制電動汽車發(fā)展的瓶頸。因此,研究和開發(fā)不污染環(huán)境、成本低廉、性能優(yōu)良的動力電池,是大量推廣使用電動汽車的前提。2)驅動電機呈多樣化發(fā)展美國傾向于采用交流感應電動機,其主要優(yōu)點是結構簡單、可靠,質量較小,但控制技術較復雜。日本多采用永磁無刷直流電動機,優(yōu)點是效率高、起動轉矩大、質量較小,缺點是成本高,且有高溫退磁、抗震性較差。德國、英國等大力開發(fā)開關磁阻電動機,優(yōu)點是結構簡單、可靠,成本低,缺點是質量較大,易產生噪聲。3)純電動汽車向超微型發(fā)展由于受續(xù)駛里程的影響,純電動汽車向超微型發(fā)展。超微型汽車降低了對動力性和續(xù)駛里程的要求,充電過程比較簡單,車速不高,較適合于市內或社區(qū)小范圍內使用。4)采用混合動力汽車作為過渡產品混合動力汽車是內燃機汽車和純電動汽車之間的過渡產品,既充分發(fā)揮了現有內燃機技術優(yōu)勢,又盡可能發(fā)揮電機驅動無污染的優(yōu)勢。5)燃料電池汽車成為競爭的焦點燃料電池汽車在成本和整體性能上,特別是續(xù)駛里程和補充燃料時間上明顯優(yōu)于其他電池的電動汽車,并且燃料電池所用的燃料來源廣泛,又可再生,并可實現無污染、零排放等環(huán)保標準。因此,燃料電池汽車已成為世界各大汽車公司21世紀激烈競爭的焦點。燃料電池及氫動力發(fā)動機車型被看作是新能源汽車最終的解決方案。6)開發(fā)新一代車用能源動力系統(tǒng)開發(fā)新一代車用能源動力系統(tǒng),發(fā)展新能源汽車。重點發(fā)展各種液態(tài)代用燃料發(fā)動機及其混合動力汽車,并逐步過渡到發(fā)展采用生物燃料的混合動力汽車和可充電的混合動力汽車;進一步發(fā)展以天然氣為主體的氣體燃料基礎設施,分步建設長期可持續(xù)利用的氣體燃料供應網絡;以天然氣發(fā)動機為基礎,發(fā)展各種燃氣動力,尤其是天然氣/氫氣內燃機及其混合動力;發(fā)展新一代燃料電池發(fā)動機及其混合動力;大力推進動力電

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