新能源电子教案 4章
第15讲第4章：电动汽车电机驱动系统
课前分析：
1.教学内容及时间分配
电机驱动系统概述2学时
2..教学目的
通过本次教学，让学生掌握电动汽车电机驱动系统的分类；并了解其主要参数。
3.教学重难点
重点：电机分类。
4.教学方法
本教学环节采用理论讲授的方法。
5.板书布置
详见教学内容
教学内容：
0.导入
回顾上一节讲过的内容导入本节新内容。
1.电动汽车电机驱动系统的组成与类型
1）电动汽车电机驱动系统的组成
电机驱动系统是电动汽车的心脏，它由电机、功率转化器、控制器、各种检测传感器和电源（蓄电池）组成，其任务是在驾驶员的控制下，高效率地将蓄电
池的电量转化为车轮的动能，或者将车轮的动能反馈到蓄电池中。
2）电动汽车电机驱动系统的类型
电动汽车电机驱动系统按所选电动机的类型可分为:
(1)直流电动机;(2)无刷直流电动机;(3)异步电动机;(4)永磁同步电动机;
(5)开关磁阻电动机等。
2.电动机的额定指标
(1) 额定功率。额定功率是指额定运行情况下轴端输出的机械功率(W或kW)。
(2) 额定电压。额定电压是指外加于线端的电源线电压(V)。
(3) 额定电流。额定电流是指电动机额定运行(额定电压、额定输出功率)情况下电枢绕组(或定子绕组)的线电流(A)。
(4) 额定频率。
额定频率是指电动机额定运行情况下电枢(或定子侧)的频率(Hz)。
(5) 额定转速。额定转速是指电动机额定运行(额定电压、额定频率、额定输出功率)的情况下，电动机转子的转速(r/min)。
3 电动汽车对电动机的要求
电动汽车在行驶过程中，经常频繁地启动/停车、加速/减速等，这就要求电动汽车中的电动机比一般工业应用的电动机性能更高，基本要求如下：
(1) 电动机的运行特性要满足电动汽车的要求，在恒转矩区，要求低速运行时具有大转矩，以满足电动汽车起动和爬坡的要求；在恒功率区，要求低转矩时具有高的速度，以满足电动汽车在平坦的路面能够高速行驶的要求；
(2) 电动机应具有瞬时功率大、带负载启动性能好、过载能力强，加速性能好，使用寿命长的特点；
(3) 电动机应在整个运行范围内，具有很高的效率，以提高一次充电的续驶里程；
(4) 电动机应能够在汽车减速时实现再生制动，将能量回收并反馈给蓄电池，使得电动汽车具有最佳能量的利用率；
(5) 电动机应可靠性好，能够在较恶劣的环境下长期工作；
(6) 电动机应体积小，重量轻，一般为工业用电动机的1/2~1/3；
(7) 电动机的结构要简单坚固，适合批量生产，便于使用和维护；
(8) 价格便宜，从而能够减少整体电动汽车的价格，提高性价比；
(9) 运行时噪声低，减少污染。
4 电动汽车电机驱动系统的发展趋势
（1）电机的功率密度不断提高，永磁电机应用范围不断扩大。
（2）电机的工作转速不断提高，回馈制动的高效区不断拓宽。
（3）电驱动系统的集成化和一体化趋势更加明显。
（4）电驱动系统的混合度与电功率比不断增加。
（5）车用电驱动控制系统的集成化和数字化程度不断加大。
5.作业及小结
电动汽车电机驱动系统有哪几种？
第16讲第4章：电动汽车电机驱动系统
课前分析：
1.教学内容及时间分配
直流电动机的分类及结构1学时
直流电动机的工作原理1学时
2.教学目的
通过本次教学，能够掌握直流电动机的结构；理解其工作原理。
3.教学重难点
重点：直流电动机结构及工作原理。
4.教学方法
本教学环节采用理论讲授的方法。
5.板书布置
详见教学内容
教学内容：
0.导入
通过回顾上一节课程导入本节课程。
1.直流电动机的分类
直流电动机分为绕组励磁式直流电动机和永磁式直流电动机。在电动汽车所采用的直流电动机中，小功率电动机采用的是永磁式直流电动机，大功率电动机采用的是绕组励磁式直流电动机。
绕组励磁式直流电动机根据励磁方式的不同，可分为他励式、并励式、串励
式和复励式四种类型。
1）他励式直流电动机
他励式直流电动机的励磁绕组与电枢绕组无连接关系，而由其它直流电源对励磁绕组供电。因此励磁电流不受电枢端电压或电枢电流的影响。永磁直流电动机也可看作他励直流电动机。
他励直流电动机在运行过程中励磁磁场稳定而且容易控制，容易实现电动汽车的再生制动要求。但当采用永磁激励时，虽然电动机效率高，重量和体积较小，但由于励磁磁场固定，电动机的机械特性不理想，驱动电动机产生不了足够大的输出转矩来满足电动汽车起动和加速时的大转矩要求。
2）并励直流电动机
并励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组相并联，共用同一电源，性能与他励直流电动机基本相同。并励绕组两端电压就是电枢两端电压，但是励磁绕组用细导线绕成，其匝数很多，因此具有较大的电阻，使得通过它的励磁电流较小。
3）串励直流电动机
串励直流电动机的励磁绕组与电枢绕组串联后，再接于直流电源，这种直流电动机的励磁电流就是电枢电流。这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越
好，所以串励直流电动机通常用较粗的导线绕成，它的匝数较少。
4）复励直流电动机
复励直流电动机有并励和串励两个励磁绕组，电动机的磁通由两个绕组内的励磁电流产生。复励直流电动机的永磁励磁部分采用高磁性材料钕铁硼，运行效率高。由于电动机永磁励磁部分有稳定的磁场，因此用该类电动机构成驱动系统时易实现再生制动功能。同时由于电动机增加了增磁绕组，通过控制励磁绕组的励磁电流或励磁磁场的大小，能克服纯永磁他励直流电动机不能产生足够的输出转矩来满足电动汽车低速或爬坡时的大转矩要求，而电动机的重量或体积比串励电动机的小。
2直流电动机的结构
直流电动机由定子与转子两大部分构成，定子和转子之间的间隙称为气隙。3直流电动机的特点
(1) 调速性能好。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的无级调速，而且调速范围较宽。
(2) 起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节，因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、电车等，都可用直流电动机拖动。
(3) 控制比较简单。一般用斩波器控制，它具有高效率、控制灵活、重量轻、体积小、响应快等优点。
(4) 有易损件。由于存在电刷、换向器等易磨损器件，所以必须进行定期维护或更换。
4直流电动机的工作原理
直流电动机的工作原理图所示。图中，定子有一对N、S极，电枢绕组的末端分别接到两个换向片上，正、负电刷A和B分别与两个换向片接触。
5直流电动机的控制
直流电动机转速控制方法主要有电枢调压控制、磁场控制和电枢回路电阻控制。电枢调压控制是指通过改变电枢的端电压来控制电动机的转速。这种控制只适合电动机基速以下的转速控制，它可保持电动机的负载转矩不变，电动机转速近似与电枢端电压成比例变化，所以称为恒转矩调速。直流电动机采用电枢调压控制可实现在宽广范围内的连续平滑的速度控制，调速比一般可达1:10，如果与磁场控制配合使用，调速比可达1:30。
6.作业及小结
常见的直流电动机有哪几种？
第17讲第4章：电动汽车电机驱动系统
课前分析：
1.教学内容及时间分配
无刷电动机的分类及结构1学时
无刷电动机的工作原理1学时
2.教学目的
通过本次教学，能够掌握无刷电动机的结构；理解其工作原理。
3.教学重难点
重点：无刷电动机结构及工作原理。
4.教学方法
本教学环节采用理论讲授的方法。
5.板书布置
详见教学内容
教学内容：
0.导入
通过回顾上一节课程导入本节课程。
1.无刷直流电动机的分类
无刷直流电动机按照工作特性，可以分为具有直流电动机特性的无刷直流电动机和具有交流电动机特性的无刷直流电动机。
具有直流电动机特性的无刷直流电动机，反电动势波形和供电电流波形都是矩形波，所以又称为矩形波同步电动机。这类电动机由直流电源供电，借助位置
传感器来检测主转子的位置，由所检测出的信号去触发相应的电子换相线路以实现无接触式换相。显然，这种无刷直流电动机具有有刷直流电动机的各种运行特性。具有交流电动机特性的无刷直流电动机，反电动势波形和供电电流波形都是正弦波，所以又称为正弦波同步电动机。这类电动机也由直流电源供电，但通过逆变器将直流电变换成交流电，然后去驱动一般的同步电动机。因此，它们具有同步电动机的各种运行特性。
2．无刷直流电动机的结构
无刷直流电动机主要由电动机本体、电子换相器和转子位置传感器三部分组成。
(1) 电动机本体。无刷直流电动机的电动机本体由定子和转子两部分组成。
(2) 电子换相器。电子换相器是由功率开关和位置信号处理电路构成，主要用来控制定子各绕组通电的顺序和时间。
(3) 位置传感器。位置传感器在无刷直流电动机中起着检测转子磁极位置的作用，为功率开关电路提供正确的换相信息，即将转子磁极的位置信号转换成电信号，经位置信号处理电路处理后控制定子绕组换相。
3. 无刷直流电动机特点
无刷直流电动机作为电动汽车用电动机，具有以下优点：
(1) 外特性好，非常符合电动汽车的负载特性，尤其是具有低速大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足电动汽车的加速要求；
(2) 可以在低、中、高宽速度范围内运行，而有刷电动机由于受机械换向的影响，只能在中低速下运行；
(3) 效率高，尤其是在轻载车况下，仍能保持较高的效率，这对珍贵的电池能量是很重要的；
(4) 过载能力强，比Y系列电动机可提高过载能力2倍以上，满足电动汽车的突起堵转需要；
(5) 再生制动效果好，因无刷直流电动机转子具有很高的永久磁场，在汽车下坡或制动时电动机可完全进入发电机状态，给电池充电，同时起到电制动作用，减轻机械刹车负担；
(6) 体积小、重量轻、比功率大，可有效地减轻重量、节省空间；
(7) 无机械换向器，采用全封闭式结构，防止尘土进入电动机内部，可靠性高；
(8) 控制系统比异步电动机简单。
缺点是电动机本身比交流电动机复杂，控制器比有刷直流电动机复杂。
4 无刷直流电动机的工作原理
无刷直流电动机的工作原理与有刷直流电动机的工作原理基本相同。它是利用电动机转子位置传感器输出信号控制电子换向线路去驱动逆变器的功率开关器件，使电枢绕组依次馈电，从而在定子上产生跳跃式的旋转磁场，拖动电动机转子旋转。同时，随着电动机转子的转动，转子位置传感器又不断送出位置信号，以不断的改变电枢绕组的通电状态，使得在某一磁极下导体中的电流方向保持不变，这样电动机就旋转起来了。
5.无刷直流电动机的控制
按照获取转子位置信息的方法划分，无刷直流电动机的控制方法可以分为有位置传感器控制和无位置传感器控制两种。
有位置传感器控制方法是指在无刷直流电动机定子上安装位置传感器来检
测转子旋转过程中的位置，将转子磁极的位置信号转换成电信号，为电子换相电路提供正确的换相信息，以此控制电子换相电路中的功率开关管的开关状态，保证电动机各相按顺序导通，在空间形成跳跃式的旋转磁场，驱动永磁转子连续不断地旋转。无刷直流电动机中常用的位置传感器有霍尔元件位置传感器、磁敏晶体管位置传感器、光电式位置传感器等。
无刷直流电动机的无位置传感器控制，无需安装传感器，使用场合广，相对于有位置传感器方法有较大的优势，因此，无刷直流电动机的无位置传感器控制
近年来己成为研究的热点。无刷直流电动机的无位置传感器控制中，不直接使用转子位置传感器，但在电动机运转过程中，仍然需要转子位置信号，以控制电动机换相。因此，如何通过软硬件间接获得可靠的转子位置信号，成为无刷直流电动机无位置传感器控制的关键。为此，国内外的研究人员在这方面作了大量的研究工作，提出了多种转子位置信号检测方法，大多是利用检测定子电压、电流等容易获取的物理量实现转子位置的估算。归纳起来，可以分为反电动势法、电感法、状态观测器法、电动机方程计算法、人工神经网络法等。、磁敏晶体管位置传感器、光电式位置传感器等。
6.作业及小结
无刷电机有何优点？
第18讲第4章：电动汽车电机驱动系统
课前分析：
1.教学内容及时间分配
异步电动机的分类及结构1学时
异步电动机的工作原理1学时
2.教学目的
通过本次教学，能够掌握异步电动机的结构；理解其工作原理。
3.教学重难点
重点：异步电动机结构及工作原理。
4.教学方法
本教学环节采用理论讲授的方法。
5.板书布置
详见教学内容
教学内容：
0.导入
通过回顾上一节课程导入本节课程。
1.异步电动机的结构
异步电动机主要由静止的定子和旋转的转子两大部分组成，定子和转子之间存在气隙，此外，还有端盖、轴承、机座和风扇等部件。
2．异步电动机的特点
异步电动机的基本特点是，转子绕组不需与其他电源相连，其定子电流直接取自交流电力系统；与其它电动机相比，异步电动机的结构简单，制造、使用、
维护方便，运行可靠性高，重量轻，成本低。以三相异步电动机为例，与同功率、同转速的直流电动机相比，前者重量只及后者的二分之一，成本仅为三分之一。异步电动机还容易按不同环境条件的要求，派生出各种系列产品。它还具有接近恒速的负载特性，能满足大多数工农业生产机械拖动的要求。
异步电动机的局限性是，它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定的转差率，因而调速性能较差，在要求有较宽广的平滑调速范围的使用场合，不如直流电动机经济、方便。此外，异步电动机运行时，从电力系统吸取无功功率以励磁，这会导致电力系统的功率因数变坏。因此，在大功率、低转速场合不如用同步电动机合理。
3.异步电动机的工作原理
当异步电动机的三相定子绕组通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电动势，电动势的方向由右手定则来确定。由于转子绕组是闭合通路，转子中便有电流产生，电流方向与电动势方向相同，而载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电动机旋转方向与旋转磁场方向相同。
4. 异步电动机的运行特性
异步电动机的运行特性包括工作特性和机械特性。
异步电动机的工作特性是指电动机在保持额度电压和额定频率不变的情况下，电动机的转速、电磁转矩、定子电流、效率和功率因数随输出功率变化的特性。一般通过负载试验来测取。
异步电动机的机械特性分为自然机械特性和人为机械特性。
在电源电压和电源频率恒定且定、转子回路不接入任何附加设备时的机械特性称为自然机械特性，
电源电压、电源频率、电动机极对数、定子或转子回路接入其它附属设备，其中任意一项改变得到的机械特性称为人为机械特性。
由于电源频率不变，所以同步转速点不变，电磁转矩与电源电压的平方成比例变化，但各条曲线的最大转矩点对应的转差率基本保持不变。
5.异步电动机的控制
目前对异步电动机的调速控制主要有恒压频比开环控制、转差控制、矢量控制以及直接转矩控制等。
恒压频比开环控制实际上只控制了电动机磁通而没有控制电动机的转矩，采用这样的控制系统对异步电动机来讲根本谈不上控制性能，通常只用于对调速性能要求一般的通用变频器上。
转差控制是根据异步电动机电磁转矩和转差频率的关系来直接控制电动机的转矩的，可以在一定的转差频率范围内、一定程度上通过调节转差来控制电动机的电磁转矩，从而改善调速系统的控制性能，但其控制理论是建立在异步电动机的稳态数学模型基础上的，它适合于电动机转速变化缓慢或者对动态性能要求不高的场合。
1）异步电动机的矢量控制
矢量控制理论采用矢量分析的方法来分析交流电动机内部的电磁过程，是建立在交流电动机的动态数学模型基础上的控制方法。它模仿对直流电动机的控制技术，将交流电动机的定子电流解耦成互相独立的产生磁链的分量和产生转矩的分量。分别控制这两个分量就可以实现对交流电动机的磁链控制和转矩控制的完
全解耦，从而达到理想的动态性能。
2）异步电动机直接转矩控制
直接转矩控制是将电动机输出转矩作为直接控制对象，通过控制定子磁场向量控制电动机转速。它不需要复杂的坐标变换，也不需要依赖转子数学模型，只是通过控制PWM型逆变器的导通和切换方式，控制电动机的瞬时输入电压，改变磁链的旋转速度来控制瞬时转矩，使系统性能对转子参数呈现鲁棒性。并且这种方法被推广到弱磁调速范围。逆变器的PWM采用电压空间向量控制方式，性能优越。但同时不可避免地产生转矩脉动，调速性能降低的问题。该方法对逆变器开关频率提高的限制较大，定子电阻对电动机低速性能也有较大影响，如在低速区，定子电阻变化引起的定子电流和磁链的畸变，以及转矩脉动、死区效应和开关频率等问题。
6.作业及小结
简述异步电机的工作原理。
第19讲第4章：电动汽车电机驱动系统
课前分析：
1.教学内容及时间分配
永磁同步电动机的分类及结构1学时
永磁同步电动机的工作原理1学时
2.教学目的
通过本次教学，能够掌握永磁同步电动机的结构；理解其工作原理。
3.教学重难点
重点：永磁同步电动机结构及工作原理。
4.教学方法
本教学环节采用理论讲授的方法。
5.板书布置
详见教学内容
教学内容：
0.导入
通过回顾上一节课程导入本节课程。
1.永磁同步电动机的结构
永磁同步电动机分为正弦波驱动电流的永磁同步电动机和方波驱动电流的永磁同步电动机。这里介绍的主要是三相正弦波驱动的永磁同步电动机。永磁同步电动机的结构主要由定子和转子两大部分构成。按照永磁体在转子上位置的不同，永磁同步电动机的磁极结构可分为表面式和内置式二种。
(1) 表面式转子磁路结构。表面式转子磁路结构中，永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁心的外表面上，永磁体提供磁通的方向为径向。表面式结构又分为凸出式和嵌入式两种。
(2) 内置式转子磁路结构。按永磁体磁化方向与转子旋转方向的相互关系，内置式转子结构又可分为径向式、切向式和混合式三种。
2.永磁同步电动机的特点
永磁同步电动机与其它电动机相比，具有以下优点：
(1) 用永磁体取代绕线式同步电动机转子中的励磁绕组，从而省去了励磁线圈、滑环和电刷，以电子换向实现无刷运行，结构简单，运行可靠；
(2) 永磁同步电动机的转速与电源频率间始终保持准确的同步关系，控制电源频率就能控制电动机的转速；
(3) 永磁同步电动机具有较硬的机械特性，对于因负载的变化而引起的电动机转矩的扰动具有较强的承受能力，瞬间最大转矩可以达到额定转矩的三倍以上，适合在负载转矩变化较大的工况下运行；
(4) 永磁电动机转子为永久磁铁无需励磁，因此电动机可以在很低的转速下保持同步运行，调速范围宽；
(5) 永磁同步电动机与异步电动机相比，不需要无功励磁电流，因而功率因
数高，定子电流和定子铜耗小，效率高；
(6) 体积小、重量轻。近些年来随着高性能永磁材料的不断应用，永磁同步电动机的功率密度得到很大提高，比起同容量的异步电动机来，体积和重量都有较大的减少，使其适合应用在许多特殊场合；
(7) 结构多样化，应用范围广。
永磁同步电动机还存在以下缺点：
(1) 由于永磁同步电动机转子为永磁体，无法调节，必须通过加定子直轴去磁电流分量来削弱磁场，这会增大定子的电流，增加电动机的铜耗；
(2) 永磁电动机的磁钢价格较高。
由此可见，永磁电动机体积小，重量轻，转动惯量小，功率密度高(可达
1kW/kg)，适合电动汽车空间有限的特点；另外，转矩惯量比大，过载能力强，尤其低转速时输出转矩大，适合电动汽车的起动加速。因此，永磁电动机得到国内外电动汽车界的广泛重视，并已在日本得到了普遍应用，日本新研制的电动汽车大都采用永磁电动机驱动。比较典型的是在丰田Prius混联式混合动力轿车上的应用。
3.永磁同步电动机的工作原理与运行特性
1）电枢反应
【新能源汽车电子教案】第三章纯电动汽车
第三章纯电动汽车 学习目标 1.掌握纯电动汽车的基本结构。 2.熟悉纯电动汽车基础设施现状。 3.了解纯电动汽车的发展历程及现状。 4.了解纯电动汽车的典型车型。 第一节纯电动汽车的结构及其行驶性能 一、纯电动汽车的基本结构 纯电动汽车的定义：纯电动汽车（BladeElectricVehicles，简称BEV）是指以车载电源（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车 1
辆。 图3-1纯电动汽车的基本结构 二、纯电动汽车的电驱动的典型结构形式 本部分主要根据目前普遍接受的按照动力驱动系统的不同进行分类的典型结构形式，大体分为六种。 2
3 C-离合器D-差速器G-变速器M-电动机FG-定速比减速器GB- 变速器 图3-2电驱动的典型结构形式 如图a 所示，它由电动机、离合器、齿轮箱和差 速器组成。其结构复杂，效率低，没能充分发挥电动机驱
动的优势。 ●如图b所示，由电动机、固定速比的减速器和差速器组成电力驱动系统，它具有良好的通用性和互换性，便于在现有的汽车底盘上安装，使用、维修也较方便。 ●如图c所示，，它把电动机、固定速比减速器和差速器集成为一个整体，两根半轴连接驱动车轮，这种结构在小型电动汽车上应用比较普遍。 ●如图d所示，就是采用两个电动机通过固定速比的减速器分别驱动两个车轮，每个电动机的转速可以独立地调节控制，便于实现电子差速，因此，电动汽车不必选用机械差速器。 ●如图e所示，其电动机也可以装在车轮里面，称为轮毂电动机为内转子外定子结构，它能提供较大的减速比，来放大其输出转矩。 4
新能源电子教案4章
第15讲第4章：电动汽车电机驱动系统 课前分析： 1.教学内容及时间分配 电机驱动系统概述2学时 2..教学目的 通过本次教学，让学生掌握电动汽车电机驱动系统的分类；并了解其主要参数。 3.教学重难点 重点：电机分类。 4.教学方法 本教学环节采用理论讲授的方法。 5.板书布置 详见教学内容 教学内容： 0.导入 回顾上一节讲过的内容导入本节新内容。 1.电动汽车电机驱动系统的组成与类型 ?1）电动汽车电机驱动系统的组成 ?电机驱动系统是电动汽车的心脏，它由电机、功率转化器、控制器、各种检测传感器和电源（蓄电池）组成，其任务是在驾驶员的控制下，高效率地将蓄电池
的电量转化为车轮的动能，或者将车轮的动能反馈到蓄电池中。 ?2）电动汽车电机驱动系统的类型 ?电动汽车电机驱动系统按所选电动机的类型可分为: ?(1)直流电动机;(2)无刷直流电动机;(3)异步电动机;(4)永磁同步电动机; ?(5)开关磁阻电动机等。 ? 2.电动机的额定指标 ?(1) 额定功率。额定功率是指额定运行情况下轴端输出的机械功率(W或kW)。?(2) 额定电压。额定电压是指外加于线端的电源线电压(V)。 ?(3) 额定电流。额定电流是指电动机额定运行(额定电压、额定输出功率)情况下电枢绕组(或定子绕组)的线电流(A)。 ?(4) 额定频率。 ?额定频率是指电动机额定运行情况下电枢(或定子侧)的频率(Hz)。 ?(5) 额定转速。额定转速是指电动机额定运行(额定电压、额定频率、额定输出功率)的情况下，电动机转子的转速(r/min)。 ? 3 电动汽车对电动机的要求 ?电动汽车在行驶过程中，经常频繁地启动/停车、加速/减速等，这就要求电动汽车中的电动机比一般工业应用的电动机性能更高，基本要求如下：
新能源汽车电子教案 第五章 燃料电池电动汽车
第五章燃料电池电动汽车 学习目标 1.掌握燃料电池的类型及特点，并了解其工作原理。 2.掌握燃料电池电动汽车的类型及结构。 3.了解燃料电池电动汽车的产业发展状况。 4.了解燃料电池电动汽车的典型车型。 第一节燃料电池电动汽车的类型与基本结构 一、燃料电池类型及其性能分析 燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置、燃料电池可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。 1．质子交换膜燃料电池 质子交换膜燃料电池单体主要由膜电极（阳极、阴极）、质子交换膜和集流板组成。 2．碱性燃料电池 碱性燃料电池的电解质为碱性的氢氧化钾（KOH），故称为碱性燃料电池。 3．磷酸燃料电池
磷酸燃料电池是以磷酸为电解质，故称为磷酸燃料电池。 4．熔融碳酸盐燃料电池 熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）通常采用含锂和钾的碳酸盐为电解质，阴极为镍的氧化物，阳极为镍合金，正常工作温度为650oC。 5．固体氧化物燃料电池 固体氧化物燃料电池的电解质是固体氧化物，催化剂和电池的结构材料，也都是固体氧化物。故称为固体氧化物燃料电池。 二、燃料电池电动汽车的类型与其结构 燃料电池汽车定义：燃料电池电动汽车（FCEV）是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。 1．燃料电池单独驱动FCEV 该结构只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。
图5-6纯燃料电池驱动的FCEV 2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV 该结构为一典型的串联式混合动力结构。 图5-7燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV 3．燃料电池与超级电容联合驱动FCEV 这种结构形式与燃料电池+蓄电池结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。
新能源汽车电子教案 第二章 电动汽车基础
第二章电动汽车基础 [学习目标] 1.学习电动汽车，首先请读者电动汽车的电动机的分类和相关概念。 2.电动汽车的电池对电动汽车的发展起着至关重要的作用，要求掌握电动汽车电池的定义与分类。 3.目前，电动汽车的电池成为阻碍电动汽车推广的主要技术瓶颈，请读者了解目前几种应用前景较好的动力电池。 第一节电动汽车的电动机 一、电动汽车电动机的相关概念 1电动机的定义 电动机（Motors）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。 电动机的组成 电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动
机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。 2 负载性质 负载性质是指负载类型及其机械特性，是连续运行的负载还是断续运行的负载，是恒定的力矩，还是变化的力矩，是恒转速 运行还是变速运行 3负载容量 负载容量是针对电动机功率和转矩的大小而确定，电机功率的选择应满足配套机械负载必需的容量，不要过大也不可以过小。功率选得过大，不能充分发挥电动机效率，增加投资费用和运行费用，浪费电力；功率选得过小，会使电动机超负荷工作，电动机发热，绝缘寿命缩短。 二、电动汽车用电动机分类 电动汽车驱动电动机种类：
1、按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。 2、按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。 3、按起动与运行方式分类 电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。 4、按运转速度分类： 电动机 有转换器 无转换器 特种电动机 交流电动 正弦波电动机 方波电动机 同步磁阻电动直流电动
新能源汽车概论电子教案
项目一新能源汽车现状与发展趋势第（1）周 任务名称任务 1 新能源汽车现状与发展趋势认知（一）学时数 1 学时 1. 能够描述气候变暖、环境污染、能源危机与新能源汽车的关系； 2. 能够描述新能源汽车的定义； 教学目标 知识目标 技能目标 素养目标3. 能够描述新能源汽车的现状； 4. 能够描述新能源汽车的发展趋势。 1. 参观实训室新能源汽车或挂图，初步认识新能源汽车； 2. 利用互联网查询新能源汽车的现状和发展。 1.能够利用互联网等资源查询新能源汽车现状与发展趋势的相关信息； 2.能够撰写新能源汽车现状与发展趋势报告。 教学重难点 重点新能源汽车的定义。 难点新能源汽车的发展趋势。 教学方法项目教学法、讲述法、小组学习法。 教学流程教学过程备注近年来，随着能源危机和环境污染的加剧，新能源汽车成为汽车行 课题引入教学内容业的热门话题。作为汽车行业的从业人员，你知道什么是新能源汽车 吗？对于新能源汽车的现状与发展，你又了解多少呢？ 1. 气候变暖、环境污染及能源危机与新能源汽车的关系 1）汽车对气候变暖的影响 温室气体是指：二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）、氟化合物。二氧化碳是大气主要的温室气体之一。汽车每燃烧1kg 汽油排出 3.08kg 的二氧化碳。当二氧化碳含量升高时，会增强大气对太阳 光中红外线辐射的吸收，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的 平均气温上升，这就是所谓的温室效应。地球上接连出现的“厄尔尼诺” 和“拉尼娜” 现象都与温室效应加剧有关。城市因人口密集、高楼密集、公路密集，导致“城市热岛效应”更为严重。温室气体像毯子一样把热 束缚在低层大气里，城市年平均气温比郊区高1℃，甚至更多。城市热 岛效应已经改变了地方天气形势，特别是雨量分布形势已经发生改变， 这是全球变暖在城市的反应。 随着全球范围内工业的发展，温室气体的排放有了明显的上升，从 1900 年以来，由于温室气体的原因，地球的平均温度已经增加了0.6 ℃。为了阻止气温的变化，必须减少温室气体的排放。1997 年12 月，由联
新能源教案设计
《开发新能源》教学设计〔★★★★★ 、教学目标: 1?知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。 2?知道太阳能和核能是两种新能源。 3.了解直接利用太阳能的两种途径 4.了解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点。 二、教学重难点： 重点：知道新能源的种类；知道新能源的用途。 难点：核能的利用。 三、课时安排：一课时 四、教学准备：有关新能源挂图、录像等 五、教学设计： 引言：随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。
本 第三节开发新能源 （一）核能： 1.获得核能的两种方法： 原子核裂变：链式发应 原子核聚变： 2.特点：（1 ）能量密集，运输量小 （2）地区适应性强 （3）清洁、安全 （4）铀矿在地壳中储量丰富 3.核能利用状况: （1）世界：核发电量最多的国家：美国 核电比重最大的国家：法国 （2）我国：浙江秦山核电站 广东大亚湾核电站
（二）太阳能： 1.利用方式：转变为电和转变为热 2.特点：（1 ）能量巨大 （2）清洁 （3）分散 3.影响太阳能分布的因素：（I ）纬度因素 （2）地形因素 （三）其它新能源：地热能、潮汐能、风能等 七、教学反思 八、教学参考 开发利用新能源 随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。 一、太阳能 热是能的一种形式，太阳光能使照射的物体发热，证明它具有能量。这种能量来自太阳 辐射，故称为“太阳辐射能”，它是地球的总能源，也是唯一极庞大的，既无污染又可再生的天然能源。 （1）太阳能的热利用太阳能的热利用是通过反射、吸收或其它方式收集太阳辐射能， 使之转化为热能并加以利用。我国推广应用的太阳能热利用项目主要有太阳能灶、太阳能热水器、太阳能温室、太阳能干燥、太阳能采暖等。 （2）太阳能的光电利用太阳能转换为电能的方法很多，其中应用较普遍的就是太阳能 电池，它是利用光电效应将太阳能直接转换成电能的装置。太阳能电池有多种，主要有硅电 池、硫镉电池、碲化镓电池和砷化镓-砷化铅电池等。我国成功地首次将光电池应用于我国 卫星工程上，通过卫星空间多年运行的考验，这一太阳能电池电源系统性能良好，保证了卫星的可靠工作。 （3）太阳能直接转换成化学能植物的光合作用就是把太阳能直接转换成化学能的过程。 自然界中植物借光合作用将太阳能转换成自身的化学能的效率很低，约为千分之几。为了提 高太阳能的利用率，已经推出了一种使用人工“能量栽培场”的方法，即利用某些藻类催其生长，而将太阳能转换成藻类的储存热能用作燃料（通过处理可制成木炭、煤气、焦油、甲 二、核能 原子核反应释放出来的能量，称为核能。它是本世纪五十年代开始利用，藏量丰富的能源。核能是依靠核燃料在反应堆中“燃烧”而产生的能量，它的能量巨大。核电站最常用的核燃料是235U。一克235U释放的能量相当于2.5吨标准煤燃烧释放的热量。 核能具有以下特点: 1.核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它发电，燃料的运输量小。
最新新能源电子教案5-6章精编版
2020年新能源电子教案5-6章精编版
第21讲第5章：电动汽车能量管理与回收系统 课前分析： 1.教学内容及时间分配 电池管理系统 0.5学时 纯电动及混合动力汽车电池管理系统 1.5学时 2..教学目的 通过本次教学，让学生掌握电动汽车电池管理系统的分类；并了解纯电动及混合动力汽车电池管理系统。 3.教学重难点 重点：电池管理系统。 4.教学方法 本教学环节采用理论讲授的方法。 5.板书布置 详见教学内容 教学内容： 0.导入 回顾上一节讲过的内容导入本节新内容。 1.电动汽车能量管理系统 ?能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成，如图所示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢22
态、调节车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。能量管理系统中最主要的是电池管理系统。 2.电池管理系统的功能 ?电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键。电池管理的核心问题就是SOC的预估问题，电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿命和整体的能量效率至关重要。 ?典型的电池管理系统应具备如下功能： ?（1）实时采集电池系统运行状态参数。实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。由于电池组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、电流和温度数据都要进行监测。 ?（2）确定电池的SOC。准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控制在30%~70%的工作范围。 ?（3）故障诊断与报警。当蓄电池电量或能量过低需要充电时，及时报警，以防止电池过放电而损害电池的使用寿命；当电池组的温度过高，非正常工作时，及时报警，以保证蓄电池正常工作。 ?（4）电池组的热平衡管理。电池热管理系统是电池管理系统的有机组成部分，其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于正常工作温度范围内。 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢22
开发新能源 教案
第三节开发新能源教案 一、教学目标： 1．知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。 2．知道太阳能和核能是两种新能源。 3.了解直接利用太阳能的两种途径 4.了解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点。 二、教学重难点： 重点：知道新能源的种类;知道新能源的用途。 难点：核能的利用。 三、课时安排：一课时 四、教学准备：有关新能源挂图、录像等 五、教学设计： 引言：随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。
六、板书设计： 第三节开发新能源（一）核能： 1.获得核能的两种方法： 原子核裂变：链式发应 原子核聚变： 2.特点：（1）能量密集，运输量小 （2）地区适应性强 （3）清洁、安全 （4）铀矿在地壳中储量丰富 3.核能利用状况： （1）世界：核发电量最多的国家：美国 核电比重最大的国家：法国 （2）我国：浙江秦山核电站 广东大亚湾核电站 （二）太阳能： 1.利用方式：转变为电和转变为热 2.特点：（1）能量巨大
（2）清洁 （3）分散 3.影响太阳能分布的因素：（l）纬度因素 （2）地形因素 （三）其它新能源：地热能、潮汐能、风能等 七、教学反思 八、教学参考 开发利用新能源 随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。 一、太阳能 热是能的一种形式，太阳光能使照射的物体发热，证明它具有能量。这种能量来自太阳辐射，故称为“太阳辐射能”，它是地球的总能源，也是唯一极庞大的，既无污染又可再生的天然能源。 （1）太阳能的热利用太阳能的热利用是通过反射、吸收或其它方式收集太阳辐射能，使之转化为热能并加以利用。我国推广应用的太阳能热利用项目主要有太阳能灶、太阳能热水器、太阳能温室、太阳能干燥、太阳能采暖等。
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项目一新能源汽车现状与发展趋势第（1）周
都议定书》，英文名称为“Kyoto Protocol”，又译《京都协议书》或《京都条约》，全称《联合国气候变化框架公约的京都（议定书）》是《联合国气候变化框架公约》（United Nations Framework Convention on Climate Change，UNFCCC）的补充条款。经过国际社会多年的共同努力于2005年2月16日正式生效，签署的国家已达185个。 京都协议书规定（下图），在2008年至2012年间，工业国家必须减少温室气体的排放，相比1990年排放数量减少5%。 这一公约的出现刺激了太阳能电池产业的公司股价的大幅上涨。从而新能源这一名词渐渐走入人们的视线，逐渐蔓延到了对温室效应有直接影响的汽车行业。 2）汽车对环境污染的影响 伴随我国国民经济的持续快速发展，大城市大气环境污染问题日益突出，北京、广州、上海、重庆等大城市，导致市区大气污染以机动车为重要污染源，许多国家的大、中城市的空气污染有五成以上来源于汽车尾气。 目前，绝大部分汽车采用的发动机是内燃机。汽车发动机燃烧燃料产生动力的同时排放出尾气。尾气的主要成分是二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NO X）和碳氢化合物（HC），还有铅尘和烟尘等污染物和一些固体细微颗粒物。 二氧化碳是燃油正常燃烧的产物，是造成气候变暖的主要原因，
4）发展新能源汽车的意义 从能源利用方式上汽车从传统汽车到混合动力汽车，再发展到纯电动汽车，如下图所示。新能源汽车所带来的环境效益和经济效益表现。 （1）降低环境污染 新能源汽车，特别是纯电动汽车和燃料电池电动汽车在本质上是一种零排放汽车，一般无直接排放污染物，间接污染物主要产生于非可再生能源的发电与氢气制取过程。其污染物可以采取集中治理的方法加以控制；混合动力电动汽车在纯电动行驶模式下同样具有零排放的效果，同时由于减少了燃油消耗，二氧化碳排放可降低30%以上。另外，电动汽车比同类燃油车辆噪声也低5dB以上，大规模推广电动汽车将大幅度降低城市噪声。 （2）节约能源 据测算，传统燃油从开采到汽车利用的平均能量利用率仅14%左右，采用混合动力技术后，能量利用率可以提高30%以上。另外，插电式混合动力电动汽车和纯电动汽车可以利用电网夜间波谷充电，提高电网的综合效率。 （3）优化能源消耗结构 我国已探明的石油储量仅占世界石油储量的2%～3%，从1993年开始我国成为石油进口国。目前，我国交通运输石油消耗量约占石油总消耗量的一半。由于电动汽车具有能源来源多元化的特点，各种可再生能源可以转化为电能或化学能加以有效利用；同时，利用电网对电动汽车
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《开发新能源》教学设计1★★★★★ 一、教学目标： 1．知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。 2．知道太阳能和核能是两种新能源。 3.了解直接利用太阳能的两种途径 4.了解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点。 二、教学重难点： 重点：知道新能源的种类;知道新能源的用途。 难点：核能的利用。 三、课时安排：一课时 四、教学准备：有关新能源挂图、录像等 五、教学设计： 引言：随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。
六、板书设计： 第三节开发新能源 （一）核能： 1.获得核能的两种方法： 原子核裂变：链式发应 原子核聚变： 2.特点：（1）能量密集，运输量小（2）地区适应性强 （3）清洁、安全 （4）铀矿在地壳中储量丰富 3.核能利用状况： （1）世界：核发电量最多的国家：美国核电比重最大的国家：法国 （2）我国：山核电站 大亚湾核电站
（二）太阳能： 1.利用方式：转变为电和转变为热 2.特点：（1）能量巨大 （2）清洁 （3）分散 3.影响太阳能分布的因素：（l）纬度因素 （2）地形因素 （三）其它新能源：地热能、潮汐能、风能等 七、教学反思 八、教学参考 开发利用新能源 随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。 一、太阳能 热是能的一种形式，太能使照射的物体发热，证明它具有能量。这种能量来自太阳辐射，故称为“太阳辐射能”，它是地球的总能源，也是唯一极庞大的，既无污染又可再生的天然能源。 （1）太阳能的热利用太阳能的热利用是通过反射、吸收或其它方式收集太阳辐射能，使之转化为热能并加以利用。我国推广应用的太阳能热利用项目主要有太阳能灶、太阳能热水器、太阳能温室、太阳能干燥、太阳能采暖等。 （2）太阳能的光电利用太阳能转换为电能的方法很多，其中应用较普遍的就是太阳能电池，它是利用光电效应将太阳能直接转换成电能的装置。太阳能电池有多种，主要有硅电池、硫镉电池、碲化镓电池和砷化镓-砷化铅电池等。我国成功地首次将光电池应用于我国卫星工程上，通过卫星空间多年运行的考验，这一太阳能电池电源系统性能良好，保证了卫星的可靠工作。 （3）太阳能直接转换成化学能植物的光合作用就是把太阳能直接转换成化学能的过程。自然界中植物借光合作用将太阳能转换成自身的化学能的效率很低，约为千分之几。为了提高太阳能的利用率，已经推出了一种使用人工“能量栽培场”的方法，即利用某些藻类催其生长，而将太阳能转换成藻类的储存热能用作燃料（通过处理可制成木炭、煤气、焦油、甲烷等）。 二、核能 原子核反应释放出来的能量，称为核能。它是本世纪五十年代开始利用，藏量丰富的能源。核能是依靠核燃料在反应堆中“燃烧”而产生的能量，它的能量巨大。核电站最常用的核燃料是235U。一克235U释放的能量相当于2.5吨标准煤燃烧释放的热量。 核能具有以下特点：
电子教案-《模拟电子技术》(第3版_王连英)习题详解第4章 电子课件
第4章 集成运算放大器的线性应用 4.1 由理想运放构成的反相比例运算电路如图E4.1所示。图中R 1＝10 k Ω，R f ＝30 k Ω，试估算它的电压放大倍数和输入电阻，并估算R 2 的取值。 解：如图E4.1所示电路 310 30 1f vf -=-=- =R R A R i ≈R 1＝10 k Ω R 2＝R 1//R f ＝（10//30）k Ω＝7.5 k Ω 4.2 由理想运放构成的同相比例运算电路如图E4.2所示。图中R 1＝3k Ω，若希望它的电压放大倍数为7，试估算电阻R f 、R 2的取值。 解：如图E4.2所示电路 R f ＝（A vf －1）R 1＝（7－1）?3 k Ω＝18 k Ω R 2＝R 1//R f ＝（3//18）k Ω≈2.57 k Ω 4.3 由理想运放构成的同相比例运算电路如图E4.2所示。如集成运放的最大输出电压为±12V ，电阻R 1＝10k Ω，R f ＝390k Ω，R 2＝R 1 //R f ，输入电压等于0.2V ，试求下列各情况下的输出电压v O ： （1）正常情况； （2）电阻R 1开路。 解：如图E4.2所示电路 （1） v O ＝（1 f 1R R + ）v I ＝（1＋10390）?0.2V ＝8V （2） i ＋＝i －＝ i f ＝0； 图E4.1 图E4.2
v O ＝v －＝v ＋＝v I ＝0.2V 4.4 由理想运放构成的运算电路如图E4.4所示。图中，R 1＝R 2＝R f ＝10 k Ω，v I1＝2V ，v I2＝－3V ，V 1＝V 2＝2V ，试求输出电压v O 的值。 解：如图E4.4所示电路，相对于图（a ）、图（b ）所示电路分别有： （a ） V 1V )3 1010 21010()(I22 f I11f O =?-?-=+ -=v R R v R R v （b ）方法一 将由R 1、v I1、v I2、R 2构成的一端口网作戴维南等效电路变换，有典型的反相输入比例运算电路。 R 1＇＝R 1//R 2＝（10//10）k Ω＝5 k Ω V 3V )210 1010 2(2I 2121I I =++?=++? ='V R R R V V V 6V 35 10 I 1f O -=?-=''- =V R R v 方法二 由叠加定理，有 f f O I1I21121010 ( )(22)V 6V //1010//10 R R v v v R R R =-+=-?+?=- 4.5 由理想运放构成的放大电路如图E4.5所示。试证明E4.5所示电路是由运放构成的电流——电压变换电路，即输出电压v O 与输入电流i I 的关系为v O ＝－R f i I 。 解答：如果信号源能够输出足够的电流（信号源内阻很大），在集成运放放大电路中引入电压并联负反馈，即可构成电流－电压变换电路，如图E4.5所示。在理想运放的条件下，输 入电阻R if ＝0，v －＝v ＋＝0，i I ＝i f ＝ f O R v -即 图E4.4 图E4.5
新能源汽车电子教案
第一章新能源汽车综述 【学习要点】： 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。 3.新能源汽车的未来发展状况会如何，请读者了解新能源汽车的现状与前景。 4.熟悉我国新能源汽车相关的政策，法规和标准。 5.掌握新能源汽车的国内外的发展状况，并且了解各类新能源汽车的价格以及主要优点。 第一节新能源汽车的定义与分类 新能源汽车的定义:新能源汽车（英文名称：New energy vehicles）是指采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。 新能源汽车的分类： 1.混合动力汽车
2.插电式混合动力汽车（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，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 1.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%以上，是一种很好的汽车发动机燃料
最新新能源概论期末考试卷电子教案
名词解释。一次能源、新能源二次能源核反应堆地热能潮汐能生物质核燃料生物质能光生伏特效应氢能控制系统 1、科学家认为，是未来人类生活最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源。 A、太阳能 B、生物质能 C、风能 D、核能 2、太阳的能量通过反应产生。 A、核裂变 B、核聚变 C、中和 D、物理 3、下列属于传统能源的是。 A、天然气 B、核能 C、石油 D、生物质能 4、煤炭、石油、天然气都是资源有限的。 A、化石能源 B、可再生能源 C、二次能源 D、替代能源 5、风电技术发展的核心是。 A、风速 B、风向 C、风力发电机组 D、风能密度 6、我国一般把高于150℃的称为，主要用于发电。 A、中温地热 B、低温地热 C、中低温地热 D、高温地热 7、海洋能的利用方式主要是。 A、发电 B、养殖 C、提水 D、开采石油 8、沼气的最主要成分是。 A、甲烷和二氧化碳 B、甲烷和一氧化碳 C、氢气和氮气 D、氢气和硫化氢 9、在风力发电机组中使用最多的是。 A、镍氢电池 B、铅酸蓄电池 C、锂离子电池 D、聚合物电池 10、逆变器是一种将的装置。 A、直流电变成交流电 B、交流电变成直流电 C、低压电变成高压电 D、高压电变成低压电 11、是氢能利用的最理想的方式。 A、氢内燃机 B、氢燃料电池 C、氢气发电 D、氢化合成水 12、核能利用的另一途径是实现可控的。 A、核裂变 B、核聚变 C、核泄漏 D、核辐射 13、我们在节约能源的同时，还应开发和利用新的能源．作为未来的理想能源应满足一定的条件。下列不符合理想能源必要条件的是（） A、必须足够丰富，可以保证长期使用 B、必须足够便宜，可以保证多数人用得起 C、必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境 D、必须足够昂贵，可以保证节约使用 14、核电站的能量转化情况是（） A、核能→机械能→电能 B、核能→内能→机械能→电能 C、核能→化学能→电能 D、化学能→内能→电能 15、下列有关说法正确的是（） A、核能的释放主要是通过重核裂变和轻核聚变 B、核反应是不能控制的 C、放射性射线能用于治疗肿瘤，因此对人体无害 D、太阳能来源于太阳内部的重核裂变 16、水能资源最显著的优点不包括以下哪一点（） A、成本低 B、无污染 C、利用便利 D、可再生 17、关于开发利用风能的意义，理解正确的一组是（）
新能源教案
新能源教案 （一）教学目的 1．知道什么是能源。 2．知道什么是一次能源、二次能源。知道哪些能源是常规能源、哪些能源是新能源。 3．知道解决能源问题的重要性和主要出路。 （二）教学过程 1．引入新课 教师：同学们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？（煤，煤气，柴禾、天然气……） 教师：同学们说得都对，把生米做成熟饭，把生水烧开都需要能量。煤、煤气、柴禾、天然气等等在燃烧时都能提供能量。那么要开动汽车、火车、飞机等交通工具需要消耗什么呢？（汽油或者柴油） 教师：对，汽油、柴油燃烧时也能提供能量。同学们再想想，江河里的水流能不能提供能量呢？ 学生：能。山上采伐的木料放到江、河里能顺流而下，水流可以运送木料做功。 学生：水流还可推动水轮机做功，使磨转动，水轮机还能带动发电机转动发出电来。 …… 教师：同样，流动的空气——风也有能量，风能推动风车做功。像煤、天然气、汽油、水流、风等等能够提供能量的物质资源，我们把它们都叫做能源。人们的生活、生产、科研都离不开能源。那么能源包括哪些种，我们应该怎样来开发和有效地利用它们呢？今天开始我们就来学习这方面的知识。 2．进行新课 (1)什么叫能源？ 板书：〈第十四章能源的开发和利用第一节能源〉 教师：什么叫能源呢？ 板书：〈像煤、石油、天然气、水流等等，凡是可以提供能量的物质资源都叫做能源。〉 (2)一次能源和二次能源 教师：同学们知道吗？汽油、柴油都是从石油提炼出来的。那么煤、石油、天然气等等又是从哪里来的呢？从地下开采出来的。地下的这些东西又是从哪里来的呢？煤、石油、天然气都是由古代的动物、植物经过长时间的地质变迁中形成的，我们把它们统称为化石燃料。 板书：〈化石燃料、水能、风能、太阳能等等都是由自然界提供的能源叫做一次能源〉 教师：一次能源是自然界直接提供的能源。教室里点灯，家里开收音机、电视机，工厂里开动机器都要用电能，电能是哪里来的呢？（电能是由发电厂供给的；电能可由电池提供；电能还可由太阳能转化而来——太阳能电池。）教师：同学们说得都对。火电厂把煤、石油等化石燃料转化成电能；水电站把水流能转化成电能；干电池、蓄电池把化学能转化成电能；太阳能电池把太阳能转化成电能，……电能是由化石燃料、水能、风能、太阳能等等自然界直接提供的能源转化而来的，所以叫做二次能源。 板书：〈由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源〉 (3)世界能源消耗量迅速增长 教师：现在我们大量使用二次能源——电能，但实际消耗的还是转化成电能的一次能源——目前我国主要还是消耗化石燃料。随着科学技术的发展和进步，特别是近三、四十年以来，随着工、农业生产和科学技术的现代化，人们的生活也渐趋
新能源电子教案 56章
第21讲第5章：电动汽车能量管理与回收系统 课前分析： 1.教学内容及时间分配 电池管理系统0.5学时 纯电动及混合动力汽车电池管理系统 1.5学时 2..教学目的 通过本次教学，让学生掌握电动汽车电池管理系统的分类；并了解纯电动及混合动力汽车电池管理系统。 3.教学重难点 重点：电池管理系统。 4.教学方法 本教学环节采用理论讲授的方法。 5.板书布置 详见教学内容 教学内容： 0.导入 回顾上一节讲过的内容导入本节新内容。 1.电动汽车能量管理系统 ?能量管理系统在电动汽车中非常重要，它由硬件系统和软件系统组成，如图所示。能量管理系统具有从电动汽车各子系统采集运行数据，控制完成电池的充电、显示蓄电池的荷电状态(SOC)、预测剩余行驶里程、监控电池的状态、调节
车内温度、调节车灯亮度以及回收再生制动能量为蓄电池充电等功能。能量管理系统中最主要的是电池管理系统。 2.电池管理系统的功能 ?电池管理系统是集监测、控制与管理为一体的复杂的电气测控系统，也是电动汽车商品化、实用化的关键。电池管理的核心问题就是SOC的预估问题，电动汽车电池操作窗SOC的合理范围是30~70%，这对保证电池寿命和整体的能量效率至关重要。 ?典型的电池管理系统应具备如下功能： ?（1）实时采集电池系统运行状态参数。实时采集电动汽车蓄电池组中的每块电池的端电压和温度、充放电电流以及电池组总电压等。由于电池组中的每块电池在使用中的性能和状态不一致，因而对每块电池的电压、电流和温度数据都要进行监测。 ?（2）确定电池的SOC。准确估测动力电池组的SOC，从而随时预报电动汽车储能电池还剩余多少能量或储能电池的SOC，使电池的SOC值控制在30%~70%的工作范围。 ?（3）故障诊断与报警。当蓄电池电量或能量过低需要充电时，及时报警，以防止电池过放电而损害电池的使用寿命；当电池组的温度过高，非正常工作时，及时报警，以保证蓄电池正常工作。 ?（4）电池组的热平衡管理。电池热管理系统是电池管理系统的有机组成部分，其功能是通过风扇等冷却系统和热电阻加热装置使电池温度处于正常工作温度范围内。
新能源教案设计
《开发新能源》教学设计〔★★★★★ 一、教学目标： 1 ?知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。 2.知道太阳能和核能是两种新能源。 3.了解直接利用太阳能的两种途径 4.了解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点。 二、教学重难点： 重点：知道新能源的种类；知道新能源的用途。 难点：核能的利用。 三、课时安排：一课时 四、教学准备：有关新能源挂图、录像等 五、教学设计： 引言：随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。
六、板书设计： 第三节开发新能源 （一）核能： 1.获得核能的两种方法： 原子核裂变：链式发应 原子核聚变： 2.特点：（1）能量密集，运输量小 （2）地区适应性强 （3）清洁、安全 （4）铀矿在地壳中储量丰富 3.核能利用状况： （1）世界：核发电量最多的国家：美国核电比重最大的国家：法国（2）我国：浙江秦山核电站 广东大亚湾核电站 （二）太阳能：本
1.利用方式：转变为电和转变为热 2.特点：（1）能量巨大 （2）清洁 （3）分散 3.影响太阳能分布的因素：（I ）纬度因素 （2）地形因素 （三）其它新能源：地热能、潮汐能、风能等 七、教学反思 八、教学参考 开发利用新能源 随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。 一、太阳能 热是能的一种形式，太阳光能使照射的物体发热，证明它具有能量。这种能量来自太阳 辐射，故称为“太阳辐射能”，它是地球的总能源，也是唯一极庞大的，既无污染又可再生的天然能源。 （1）太阳能的热利用太阳能的热利用是通过反射、吸收或其它方式收集太阳辐射能， 使之转化为热能并加以利用。我国推广应用的太阳能热利用项目主要有太阳能灶、太阳能热水器、太阳能温室、太阳能干燥、太阳能采暖等。 （2）太阳能的光电利用太阳能转换为电能的方法很多，其中应用较普遍的就是太阳能 电池，它是利用光电效应将太阳能直接转换成电能的装置。太阳能电池有多种，主要有硅电池、硫镉电池、碲化镓电池和砷化镓-砷化铅电池等。我国成功地首次将光电池应用于我国 卫星工程上，通过卫星空间多年运行的考验，这一太阳能电池电源系统性能良好，保证了卫星的可靠工作。 （3）太阳能直接转换成化学能植物的光合作用就是把太阳能直接转换成化学能的过程。 自然界中植物借光合作用将太阳能转换成自身的化学能的效率很低，约为千分之几。为了提 高太阳能的利用率，已经推出了一种使用人工“能量栽培场”的方法，即利用某些藻类催其生长，而将太阳能转换成藻类的储存热能用作燃料（通过处理可制成木炭、煤气、焦油、甲 二、核能 原子核反应释放出来的能量，称为核能。它是本世纪五十年代开始利用，藏量丰富的能源。核能是依靠核燃料在反应堆中“燃烧”而产生的能量，它的能量巨大。核电站最常用的核燃料是235U释放的能量相当于 2.5吨标准煤燃烧释放的热量。 235U o一克 核能具有以下特点： 1.核能有巨大的能量，而核燃料能量密集，用它发电，燃料的运输量小。
新能源汽车电子教案 第四章 混合动力汽车
第四章混合动力汽车 [学习目标] 1.掌握混合动力汽车的定义与分类。 2.学习混合动力汽车的工作原理，首先应该掌握混合动力汽车的主要结构。 3.熟悉不同类型混合动力汽车在不同工况下的能量流通方式和其工作原理。 4.通过对混合动力汽车的学习，请读者了解我国混合动力汽车的现状和发展前景。 第一节混合动力汽车的结构 一、混合动力汽车的定义 混合动力汽车（Hybrid Electrical Vehicle，简称HEV）是指同时装备两种动力来源——热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。 二、混合动力汽车的主要动力总成元件 1．发动机 2．驱动电机 3．电池 4.动力分配装置: 三、混合动力汽车的智能控制系统 混合动力汽车的控制系统有以下的功能： 1）使混合动力汽车的动力性能能够达到或接近现在内燃机汽车的水平。 2）最大限度的发挥电动机驱动的辅助作用，使混合动力汽车的燃油消耗量尽量降低，实现发动机的节能化。 3）实现多能源控制，混合动力汽车关键的控制技术，是对内燃机驱动系统和对电动机驱动系统实现双重控制。 4）在环保方面，达到“超低污染”的环保标准。 5）操作装置和操纵方法上继承或沿用内燃机汽车主要操作装置和操纵方法。 四、混合动力汽车的发动机: 混合动力汽车的燃油经济性能高，而且行驶性能优越，混合动力汽车的发动机要使用燃油，而且在起步、加速时，由于有电动马达的辅助，所以可以降低油耗。 1. 阿特金森循环发动机的定义 阿特金森循环是一种1882年由James Atkinson发明的内燃机形式。阿特金森循环发动机提高了效率，现阶段用在某些混合动力车辆上。 2. 阿特金森循环发动机的工作原理
开发新能源教案
青岛版《开发新能源》导学案 课型：新授设计人：王永刚审核：理化生组第五周第一导学案 一、教学目的： 1.知道能源利用率的概念. 2.了解解决能源问题的两条途径——开发新能源和提高能源利用率. 3.知道能源问题的最终解决要靠科学技术的进步，激发学生努力向上的精神. 二、教学过程： 1.引入新课。 教师：我们学习热机的时候提出过一个概念叫热机的效率，同学们还记得它的含意吗？ 学生：在热机里用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所放出的能量之比叫做热机的效率. 教师：回答正确.我们知道煤燃烧放出热量的过程是碳和氧反应生成二氧化碳的过程，那么一般情况下放入炉膛的煤能不能完全燃烧光呢？ 学生：不能，总会留下没有烧透的煤碴. 教师：对，我们在利用燃料时，一部分被有效利用了，还有一部分没被利用就扔掉了；那么被有效利用的燃料放出的内能能全部被有效利用吗？同学们在学习内燃机时知道，内燃机在工作时能不能把汽油或柴油燃烧时放出的内能全部变成机械能呢？ 学生：不能，还有相当一部分内能被排出的废气带走了，内燃机的效率只有20～40%. 教师：回答得很好.由此可见，能源在利用时，能够有效利用的能量只占其中的一部分，还有相当一部分未被利用而散失了，所以我们要想办法提高能量的有效利用部分，减少未被利用的部分.这就是今天我们要学习的内容. 2.进行新课。 (1)什么叫能源利用率 板书：＜有效利用的能量占消耗的能源所含能量的比值叫做能源利用率.＞ (2)提高能源利用率就可以节约能源的消耗 教师：以热机为例，有效利用的能量仅为用来做有用功的那部分内能，如果能把从内燃机中排出的废气带走的热量也利用起来，从整体来讲也就提高了能源的利用率了. 板书：＜提高能源利用率可以减少能源的消耗＞ 教师：我国目前总的能源利用率只有30%，比发达国家的50%还有很大差距，如果我国能把能源利用率提高到50%，按1989年的数据计算，每年就可节约标准煤3.8亿吨，这是个多么大的数字啊！所以节省能源消耗，既可提高经济效益，又能缓解能源紧张局面，意义是十分巨大的. (3)提高能源利用率要靠科学技术的进步 教师：在热机那一章的学习中，同学们已经知道，使用蒸汽机的效率只有10%左右，后来发明了内燃机，效率提高到30%以上.从火电站到热电站，能源利用率从30%提高到50%以上.采用超高压送电，大大减少了输电线上的能量损失，又等于提高了能源的利用率.
《16开发新能源》教案
16 开发新能源》教案 、教学目的 （一）知识与技能能大胆地提出自己开发新能源的设想并按照要求制作太阳炉。 （二）过程与方法 1、能通过试验验证谁制作的太阳炉效果最佳，比较说明新能源的开发和利 用的优点和不够。 2、能分析出太阳炉转化能量的过程，举实例说明什么是新能源。 （三）情感态度与价值观能正确地评价自己和别人开发新能源的计划书。 二、教学重点分析出太阳炉转化能量的过程 三、教学难点大胆地提出自己开发新能源的设想并按照要求制作太阳炉。 四、教学过程 （一）导入：见过微波炉吧谁能说说它是怎样工作的？我们今天就来分析出太阳炉 转化 能量的过程。 （二）学习新课： 活动1：能源比较 1、教师讲解开发新能源的原因，激发学习兴趣。 2、出示新能源如太阳能、生物质能源、天然水合物、核能的图片。指导学生认识新能源的种类；从能否再生、到环境的影响、开发技术要求的凹凸等几个方而认识新能源的特点。 3、布置学生查阅资料，认识更多的新能源，将自己收集到的新能源记录在教材第7 5 页表中并分析其特点。
4、组织学生围绕“新能源的开发和利用将给我们带来哪些好处？”进行小组讨论。鼓励学生课后继续关注新能源开发利用的最新动态，尤其是在开发利用中涉及到哪地新技术、新材料和新设备．收集相关资料，建立相关专栏，定期与同学分享。 活动2：制作太阳炉 1、作品引领，激发兴趣。出示太阳炉模型，让学生观察是什么样的，由几部分构成。 2、讲解太阳炉的功能——它可以将阳光集中在一点，获得很高的热能，用来烧水、做饭等。 3、掌握方法。指导学生掌握制作太阳炉的基本方法和技术要点。 （1）介绍制作太阳炉的材料，其中光洁的铝箔是制作太阳炉关键性的材料。没有铝箔可以用镀有铝膜的包装袋（盒），如牛奶纸盒（袋）、饮料包装盒或水银镜等代替。 （2）讲解制作太阳炉的方法： ①太阳炉的形状和大小要根据材料和需要来定。可以是长方体、正方体，也可以是圆柱体，大凡将盒子的上面做成斜面这样便于接受阳光； ②划线时用刀背或剪刀背沿线划一次，目的是为了便于弯折，也可以用刻刀划半刀，具有同样效果； ③将铝箔抹平，亮面朝外铺在纸盒内，是为了取得更好的反光效果，如果将铝箔做成一个伞面，反光效果可能会更好； ④在纸盒的外面包上例外的材料是为了保温。大凡选用热的不良导体，如棉花、泡沫塑料、纸等。 3、设计与创作。学生根据方法提示，根据自己的创意，设计制作太阳炉。提示——使用剪刀、刻刀时要注意安全，不要伤着自己或他人。 4、实验观测。课下将盒子的斜面向着太阳放在阳光充足的地方，这样可以获得更多的太阳能。将盛水的杯子放进盒内，用塑料纸蒙在盒口上面，是为了保温和增温。用温度计观测水的初始温度，然后每隔10 分钟观测一次水的温度，并记录下来。