任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知

太陽能汽車是一種靠太陽能來驅(qū)動(dòng)的汽車。相比傳統(tǒng)熱機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車,太陽能汽車是真正的零排放。正因?yàn)槠洵h(huán)保的特點(diǎn),太陽能汽車被諸多國(guó)家所提倡,太陽能汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也日益蓬勃。壓縮空氣動(dòng)力汽車,是以壓縮空氣作為驅(qū)動(dòng)力的汽車。下面讓我們一起來認(rèn)識(shí)一下太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車吧。知識(shí)目標(biāo)1.了解太陽能汽車定義和類型;2.理解太陽能汽車工作原理;3.了解壓縮空氣動(dòng)力汽車定義;4.理解壓縮空氣動(dòng)力汽車特點(diǎn)及工作原理能力目標(biāo)1.能夠梳理出太陽能汽車的發(fā)展趨勢(shì);2.能夠比對(duì)太陽能汽車和壓縮空氣汽車的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)素養(yǎng)目標(biāo)1.具有科學(xué)認(rèn)知理念;2.具有安全意識(shí);3.具有創(chuàng)新意識(shí);4.具有綠色環(huán)保意識(shí)任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知一、課前預(yù)習(xí)通過課前預(yù)習(xí)，同學(xué)們已經(jīng)了解到一下內(nèi)容：1.了解太陽能汽車定義類型;2.了解壓縮空氣動(dòng)力汽車定義;3.掌握太陽能汽車工作原理和優(yōu)勢(shì);4.了解太陽能汽車發(fā)展趨勢(shì);5.掌握壓縮空氣動(dòng)力汽車工作原理;6.了解壓縮空氣動(dòng)力汽車特點(diǎn)任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)1.太陽能汽車1)太陽能汽車工作原理太陽能電池板用于收集太陽光和其他形式的光,并在內(nèi)部建立起電場(chǎng)以產(chǎn)生電流。太陽能電池板根據(jù)行駛條件,將電流傳送到蓄電池,并儲(chǔ)存起來,也可以直接輸送到電機(jī)控制器,或是根據(jù)行駛工況,與蓄電池聯(lián)合為電機(jī)提供電流。太陽能汽車在晴天行駛時(shí),初始運(yùn)行階段,陽光轉(zhuǎn)化的電能直接傳送到電機(jī)控制系統(tǒng)。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)2)太陽能汽車優(yōu)勢(shì)太陽能汽車作為一種真正的綠色能源汽車,相對(duì)于傳統(tǒng)汽車而言有著其特有的使用優(yōu)勢(shì)。太陽能汽車以光電代油,可以節(jié)約有限的石油資源。白天,太陽能電池把光能轉(zhuǎn)換為電能自動(dòng)儲(chǔ)存在動(dòng)力電池中,在晚間還可以利用低谷電(220V)充電。(1)太陽能汽車耗能少。(2)易于駕駛。(3)太陽能汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(4)太陽能汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造難度降低。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)3)太陽能作為汽車的驅(qū)動(dòng)能源太陽能汽車與傳統(tǒng)汽車不論在外觀上還是運(yùn)行原理上都有很大的不同。它沒有內(nèi)燃機(jī)、底盤、驅(qū)動(dòng)、變速器等構(gòu)件,而是由電池板、儲(chǔ)電器和電動(dòng)機(jī)組成,利用貼在車體外表的光伏電池板,將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能,再通過電能的消耗,驅(qū)動(dòng)汽車行駛。目前,此類太陽能汽車的時(shí)速最高能達(dá)到100km/h。由于太陽能輻射強(qiáng)度較弱、光伏電池板造價(jià)昂貴,加之蓄電池容量和天氣變化等原因,如果完全靠太陽能驅(qū)動(dòng),汽車的實(shí)用性會(huì)受到限制,由此就出現(xiàn)了一種采用太陽能和其他能源復(fù)合的混合動(dòng)力汽車。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)4)太陽能作為汽車的輔助能源傳統(tǒng)轎車功率一般在幾十千瓦左右,而太陽輻射功率至多1kW/m2。因此完全用太陽能驅(qū)動(dòng)轎車,需要幾十平方米的接收面積,顯然難以實(shí)現(xiàn)。但用太陽能作為輔助動(dòng)力,可減少汽車常規(guī)燃料的消耗,可用作汽車蓄電池的輔助充電能源以及用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和空調(diào)等系統(tǒng)。太陽能汽車上裝有密密麻麻的蜂窩狀的裝置———太陽能電池板。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)5)太陽能汽車的“心臟”太陽能汽車的“心臟”就是電力存儲(chǔ)系統(tǒng),它由蓄電池組和電能組組成。蓄電池組相當(dāng)于普通汽車的油箱。一輛太陽能汽車使用蓄電池組來儲(chǔ)存電,以便在必要時(shí)使用,太陽能汽車起動(dòng)裝置控制著蓄電池組,但是當(dāng)太陽能汽車起動(dòng)后,則是通過太陽能陣列提供能量,再充到蓄電池組內(nèi)。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)6)太陽能汽車的輕量化受制于光能效轉(zhuǎn)換的問題,太陽能汽車必須實(shí)現(xiàn)輕量化和低風(fēng)阻,同時(shí)為高效利用太陽能,在造型上有時(shí)需具備可伸縮、折疊翼(即活動(dòng)太陽能電池板),因此復(fù)合材料在太陽能汽車中得到了廣泛的應(yīng)用。復(fù)合材料由如“三明治”夾層狀的結(jié)構(gòu)材料構(gòu)成,是相當(dāng)于鋼強(qiáng)度的輕質(zhì)材料,如碳纖維和玻璃纖維等,其間的蜂窩狀和泡沫塑料是常用的合成填充材料。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)7)太陽能汽車的發(fā)展動(dòng)態(tài)太陽能汽車和傳統(tǒng)汽車不同,太陽能汽車沒有發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、驅(qū)動(dòng)、變速器等構(gòu)件,而是由電池板、儲(chǔ)電器和電動(dòng)機(jī)組成,只要控制流入電機(jī)的電流就可以解決車輛的行駛問題。全車主要有3個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié):一是將太陽光轉(zhuǎn)化為電能,二是將電能儲(chǔ)存起來,三是將電能最大限度地發(fā)揮到動(dòng)力上。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)2.壓縮空氣動(dòng)力汽車1)工作原理使用高壓壓縮空氣作為動(dòng)力源,空氣作為介質(zhì),汽車運(yùn)行時(shí)將壓縮空氣存儲(chǔ)的壓力能轉(zhuǎn)化為其他形式的機(jī)械能(汽車動(dòng)能),以液態(tài)空氣和液氮等吸熱膨脹做功為動(dòng)力的其他氣體動(dòng)力汽車也應(yīng)屬于壓縮空氣動(dòng)力汽車的范疇。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)壓縮空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力分配方式有串聯(lián)方式、并聯(lián)方式和串并聯(lián)混合方式。以往復(fù)活塞式結(jié)構(gòu)為例,串聯(lián)方式缸與缸間的空氣動(dòng)力是串接的,上一缸的剩余壓力是下一缸的始動(dòng)力。該方式的下級(jí)作用缸的結(jié)構(gòu)尺寸較大,但動(dòng)力利用率較高,熱交換較充分。并聯(lián)方式缸與缸之間的空氣動(dòng)力是并接的,不同缸的初始動(dòng)力相同。并聯(lián)方式的缸的結(jié)構(gòu)尺寸相同,動(dòng)力輸出平穩(wěn),但剩余壓力稍高。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)2)壓縮空氣動(dòng)力汽車特點(diǎn)壓縮空氣動(dòng)力汽車無燃料燃燒,排放的是無污染、無熱輻射的空氣,是真正的“綠色”概念汽車。其能量的傳遞快捷、儲(chǔ)存容易,介質(zhì)來源方便、清潔,所需的電力容易獲取;充設(shè)備和社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用不高,較容易建造。與傳統(tǒng)汽車相比,其發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)無燃料燃燒過程,所以發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)材料要求低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、造價(jià)低,設(shè)計(jì)和制造容易。整車使用維護(hù)和生產(chǎn)費(fèi)用低,且可利用現(xiàn)有氣動(dòng)技術(shù)、汽車設(shè)計(jì)和制造技術(shù),研制和開發(fā)周期短。任務(wù)13.3太陽能汽車和壓縮空氣動(dòng)力汽車認(rèn)知二、課堂學(xué)習(xí)3)壓縮空氣動(dòng)力汽車與燃料電池電動(dòng)汽車特性比較壓縮空氣動(dòng)力汽