Start CZ

Typy hybridních pohonů: srovnání technologií

Projekt "Inovace v odborném vzdělávání a přípravě" spolufinancován Evropskou unií

Úvod do tématu WQ
Informace pro učitele

Úvod do tématu WQ

Hybridní pohony jsou jedním z nejdůležitějších prvků moderního automobilismu, který kombinuje výhody spalovacích motorů a elektromotorů. Tato kombinace umožňuje zvýšit energetickou účinnost a snížit emise výfukových plynů, čímž reaguje na rostoucí požadavky trhu a obavy o životní prostředí.

Typy hybridních pohonů - Hybridní pohony se podle své konstrukce a způsobu provozu dělí na několik typů:

• Plně hybridní (HEV): U tohoto typu vozidla mohou spalovací motor i elektromotor pohánět vůz nezávisle na sobě. Při nízkých rychlostech, typických pro jízdu ve městě, je možné jezdit pouze na elektromotor, což vede k výraznému snížení spotřeby paliva a emisí. Příkladem takového vozidla je Toyota Prius.

• Plug-in hybridy (PHEV): Jsou vybaveny většími bateriemi, které lze dobíjet z externího zdroje energie. To umožňuje ujet dlouhé vzdálenosti (až několik desítek kilometrů) pouze na elektrickou energii, což je výhodné pro každodenní dojíždění do práce nebo nakupování. Po vyčerpání energie v baterii se vozidlo přepne na spalovací motor, který zajistí delší dojezd.

• Měkký hybrid (Mild Hybrid, MHEV): V tomto systému není elektromotor schopen sám pohánět vozidlo. Jeho hlavní úlohou je pomáhat spalovacímu motoru při akceleraci (tj. během zrychlování) a rekuperovat energii (tj. vracet energii) při brzdění. Tím se snižuje spotřeba paliva a emise, i když v menší míře než u full hybridů.

Výhody a použití různých typů hybridů:

• Plně hybridní vozidla (HEV): Ideální pro jízdu ve městě, kde časté zastavování a rozjíždění maximalizuje využití elektrického pohonu, což vede k úspoře paliva a snížení emisí.

• Plug-in hybridy (PHEV): Fungují dobře jak ve městě, tak na delších cestách. Možnost dobíjení ze zásuvky umožňuje každodenní používání elektrického pohonu, zatímco spalovací motor poskytuje flexibilitu při delších cestách.

• Soft hybridy (MHEV): Představují kompromis mezi tradičními spalovacími motory a plnohodnotnými hybridy. Jejich výroba je ekonomičtější a mohou být atraktivní volbou pro ty, kteří hledají úsporné palivo bez nutnosti dobíjení.

• Pochopení rozdílů mezi těmito systémy je klíčové při výběru správného typu hybridního vozidla, které vyhovuje vašim individuálním potřebám. Každý typ nabízí jedinečné výhody, které mohou lépe vyhovovat různým stylům jízdy a očekáváním řidičů.

Informace pro učitele

Webquest je určen pro žáky technických škol se zaměřením na mechaniku, elektroniku a dopravu. Jeho cílem je seznámit žáky s různými typy hybridních pohonů, jejich principem fungování, účinností a využitím v automobilovém průmyslu.

Žáci budou pracovat v týmech a každá skupina připraví prezentaci o vybraném typu hybridního pohonu, popíše jeho konstrukci, funkce, výhody a nevýhody a porovná jej s jinými technologiemi pohonu.

Prostřednictvím tohoto webquestu žáci:

• Seznámí se s různými typy hybridních pohonných systémů (mHEV, HEV, PHEV, FCEV),

• Pochopí, jak fungují různé hybridní systémy a jaké jsou jejich výhody a omezení,

• Dozvědí se, jaký vliv má vývoj hybridních pohonů na ochranu životního prostředí a snižování emisí,

• Upevní si schopnost pracovat ve skupině, analyzovat informace a prezentovat získané znalosti.

Žáci budou pracovat jak samostatně při shromažďování informací, tak ve skupinách při vytváření prezentací o vybraných typech hybridních pohonných systémů. Projekt jim pomůže rozvinout dovednosti v oblasti skupinové práce, plánování a individuálního přínosu k časově náročnému projektu.

Navrhovaný čas pro webquest: 12 vyučovacích hodin

hodnotící kritéria, budou hodnoceny:

• stupeň vyčerpání předmětu (maximální počet bodů: 5, překročení této znalosti: počet bodů 6),

• estetika prezentace a způsob prezentace informací,

• angažovanost a schopnost žáků spolupracovat.

Hodnocení:

• Učitel pomůže žákům analyzovat obsah, dokud mu žáci neporozumí. Bude jim spíše poskytovat pomoc, rady, vysvětlení než hotová řešení. Tato metoda bude dobrým způsobem, jak realizovat samostatnou činnost a tvůrčí myšlení.

• Učitel by měl s žáky pečlivě zopakovat obsah, dokud mu žáci neporozumí. Měl by jim však poskytovat spíše pomoc, rady a vysvětlení než hotová řešení. Taková metoda bude dobrým způsobem, jak zavést samostatnou činnost a tvůrčí myšlení.

• Rozdělení do skupin může být provedeno podle různých kritérií, např. podle kognitivních schopností žáků, jejich dovedností, zájmů tak, aby byly "rovnoměrně" rozloženy silné stránky v každé skupině.

• Učitel může žákům při práci ve skupinách pomoci tím, že jim bude klást navádějící otázky. Je důležité mít na paměti, že se žáci učí nový způsob práce (proces).

• Učitel by měl žákům poskytnout konkrétní informace o hodnocení jejich výkonu, a to jak během skupinové práce, tak při shrnutí výsledků.

• Čas na realizaci projektu by měl být přizpůsoben schopnostem žáků. Není předem stanoven. Časové rámce uvedené pro jednotlivé fáze procesu je třeba považovat za orientační.

ÚKOL

Žáci se rozdělí do 3 skupin. Každá z nich si připraví prezentaci o určitém typu hybridního pohonu:

1. MHEV (mild hybrid, soft hybrid)

2. PHEV (plug-in hybrid, dobíjecí hybrid)

3. FHEV (plně hybridní elektrické vozidlo)

Během prezentace se jedna osoba ze skupiny ujme role inženýra nebo vývojáře pohonných technologií, který bude přesvědčovat "zákazníky" (ostatní žáky) o výhodách konkrétního pohonného systému, vysvětlovat jeho fungování, účinnost, provozní náklady a dopad na životní prostředí. Prezentace mají být spolehlivé, ale zároveň vyvážené a mají ukazovat jak výhody, tak nevýhody zvoleného typu pohonu.

Proč pracovat ve skupinách?

Každá skupina se bude zabývat jiným typem hybridního pohonu - plně hybridním (FHEV), dobíjecím hybridním (PHEV) a měkkým hybridním (MHEV). Toto rozdělení umožní žákům rozšířit si znalosti o různých technologiích používaných v současné době v automobilovém průmyslu a proniknout hlouběji do specifik fungování a využití jednotlivých typů pohonných jednotek. Žáci tak budou moci porovnat jednotlivé technologie, pochopit jejich výhody a nevýhody a zjistit, za jakých podmínek se jednotlivé typy pohonných systémů nejlépe osvědčují.

Práce ve skupinách na zvoleném tématu také rozvíjí dovednosti srovnávací analýzy, protože žáci budou schopni sledovat konstrukční detaily, energetickou účinnost a dopad jednotlivých typů pohonů na životní prostředí. Náhodné rozdělení tématu do skupin vnese prvek nahodilosti a zajistí rozmanitost probíraných technologií, takže na konci projektu budou mít žáci možnost konfrontovat své znalosti a podělit se o výsledky své práce mezi sebou, což dále obohatí jejich vzdělávací zkušenosti.

Fáze 1: Úvod do úkolu

• Učitel představí úvod týkající se technologií hybridního pohonu a jejich význam v moderním světě.

• Žáci se seznámí s tématem a vyhledají si zdroje, které jim pomohou při realizaci úkolu.

• Skupiny si zvolí téma a začnou pracovat na shromažďování informací.

Fáze 2: Práce na prezentacích

• Rozdělte se do skupin a prodiskutujte klíčové otázky pro každý typ hybridního pohonu.

• Skupiny si připraví prezentace, ve kterých podrobně představí vybraný typ pohonu a zdůrazní klíčové aspekty a technologické inovace.

• Žáci si připraví scénku, ve které bude jedna osoba hrát roli odborníka propagujícího vybraný pohon a zbytek skupiny bude klást otázky, aby se dozvěděl více o funkcích a využití dané technologie.

Fáze 3: Diskuse

• Po každé prezentaci povede učitel diskusi o prezentovaných technologiích, aby společně uspořádali své znalosti.

• Každá skupina bude diskutovat o získaných/shromážděných informacích a zvažovat výhody a nevýhody různých pohonů a jejich budoucnost v automobilovém průmyslu.

Fáze 4: Hodnocení a hlášení

• V průběhu celého procesu bude učitel hodnotit nasazení, kvalitu prezentace a obsahové a věcné znalosti žáků.

• Na konci projektu budou žáci sdílet své poznatky a závěry a zamyslí se nad tím, jak různé hybridní pohony ovlivňují životní prostředí a jak mohou změnit budoucnost dopravy.

Pracovní fáze a časový harmonogram

2h

Fáze 1

4h

Fáze 2

4h

Fáze 3

2h

Fáze 4

Počet bodů	2	3	4
Obsah práce	Obsahově slabá práce. Chybějící prvky.	Dobrá práce po obsahové stránce. Chybějící nebo drobné chyby.	Práce je obsahově velmi dobrá. Správný, zajímavý obsah.
Prezentace práce	• Nepříliš čtivá prezentace, zběžná a nezajímavá. • Neúčast v diskusi.	• Prezentace jasná, dobrá, zajímavá. • Žák se zapojí do diskuse, ale jeho příspěvek je malý.	• Prezentace pěkná, komplexní, vzbuzující zájem. • Žák se zapojuje do diskuse a jeho příspěvek je výrazný.
Estetické dojmy	• Práce není příliš čitelná, nevzhledná, nedbale provedená. • Špatné rozložení prvků na stránce.	• Práce je čitelná, estetická, úhledná. • Dobré rozložení prvků na stránce.	• Esteticky příjemná, čitelná, jasná, příjemná práce, velmi úhledná. Graficky atraktivní. • Dobré rozložení prvků na stránce. Výrazná práce.
Práce ve skupině	Nedostatek odhodlání všech členů skupiny pracovat a kreativně spolupracovat.	Dobré zapojení do práce všech členů skupiny. Schopnost spolupracovat na uspokojivé úrovni.	Plné zapojení do práce všech členů skupiny. Vzájemná motivace k práci. Schopnost spolupracovat jako skupina na vysoké úrovni.

Příručka pro učitele

1. Před zahájením WebQuestu by měl se měl učitel seznámit s jeho obsahem a posoudit, zda je potřeba doplnit základní znalosti žáků potřebné k jeho plynulému dokončení, než jej zadá žákům k vyplnění.

2.Učitel by měl se žáky pečlivě zkontrolovat obsah WebQuestu, aby se ujistil, že žáci porozuměli jeho obsahu.

3. Učitel by měl před odevzdáním WebQuestu k realizaci zkontrolovat zdroje a v případě potřeby je vybrat, zkrátit nebo rozšířit o další (aktuální) odkazy.

4. Rozdělení do skupin lze provést podle libovolných kritérií, např. podle kognitivních schopností žáků, jejich dovedností, zájmů nebo předpokladů tak, aby síly jednotlivých skupin byly "rovnoměrně" rozloženy.

5. Čas na WebQuest by měl být přizpůsoben schopnostem žáků. Není předem stanoven. Měl by být stanoven individuálně s ohledem na možnosti konkrétní skupiny žáků.

6. Učitel by měl poskytovat pomoc v každé fázi WebQuestu – konzultovat průběh práce/kvalitu spolupráce.

7. Žáci by měli mít přístup k počítači a internetu, doporučuje se práce na počítači s velkou obrazovkou (vytvoření klimatu skupinové práce).

8. Doporučuje se, aby byl WebQuest realizován i mezi žáky, kteří studují jiné profily technického/odborného vzdělávání, než je předmět tohoto WebQuestu. Žáci si tak budou moci rozšířit své znalosti v jiných technických/odborných oborech a rozvíjet se v nové oblasti.

9.Při vyvozování závěrů z dokončeného WebQuestu by se měl učitel zaměřit zejména na analýzu měkkých dovedností (např. práce ve skupině, vyjednávání, spolupráce, schopnost prezentovat své stanovisko), které si každý ze žáků účastnících se WebQuestu osvojil, a zdůraznit, že tyto dovednosti budou velmi užitečné v jejich budoucí profesní práci (to může být také součástí doplňkového hodnocení).

10. Navrhuje se šířit výsledky práce (výsledky/produkty) dosažené žáky při realizaci WebQuestu v rámci vzdělávacího zařízení jako "osvědčené postupy" a povzbudit tak ostatní žáky/učitele k práci s touto inovativní výukovou metodou.