模块一 课题2 直流充电装置的使用（教案）《新能源汽车底盘检测与维修》同步精品课堂（劳动版·第3版）

《新能源汽车充电系统检测与维修》教案 课 题 模块一课题2 直流充电装置的使用 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《新能源汽车充电系统检测与维修》中的模块一。要求学生理解新能源汽车的功用、结构等，课标要求是掌握新能源汽车的作用。选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《新能源汽车充电系统检测与维修》（第三版），学习内容是新能源汽车的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对新能源汽车有着初步的了解。 能力水平：熟悉新能源汽车的各项方法。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解维护工具与设备的使用。 能力目标：能够掌握维护作业前的准备。 素质目标：1.认识到新能源汽车的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 直流充电装置的作用和结构。 2. 直流充电装置的使用方法。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 新能源汽车基本知识。 2. 展示学习目标 认识到新能源汽车充电的重要性。 掌握新能源汽车的基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授新能源汽车充电基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对新能源汽车基本知识有一个初步的了解。 一、直流充电装置的特点和结构 直流充电装置即直流充电桩，是固定安装在电动汽车外，与交流电网连接，采用直流充电模式为电动汽车蓄电池总成进行充电的供电装置。直流充电模式是指以充电桩输出的可控直流电源直接对动力蓄电池总成进行充电的模式。 直流充电桩的输入电压采用三相四线 AC（380±15%）V，频率为 50 Hz，输出为可调直流电，可以直接为电动汽车的动力蓄电池充电。因为采用三相四线制供电，可以提供足够的功率，输出的电压和电流调整范围大，可以实现快速充电的要求，所以，直流充电桩又被称为“快充”。 直流充电桩与立柱式充电桩（交流充电装置）都属于非车载充电装置（即地面充电装置）。 1. 直流充电的特点 直流充电桩采用脉冲快速充电，其最大优点是使充电时间大为缩短，且可增加一定的电池容量，提高电池的启动性能。快速充电的电流电压较高，短时间内对电池的冲击较大，容易使电池的活性物质脱落且使电池发热，对电池的保护及散热方面有更高的要求。并不是每款车型都可进行快速充电，长期快速充电将缩短电池的使用寿命。 2. 直流充电桩的特点 （1）具备通过 CAN 网络与 BMS（电池管理系统）通信的功能，以此来判断电池类型，获得动力蓄电池系统参数，以及充电前和充电过程中动力蓄电池的状态参数。与充电站后台监控系统通信，上传充电桩与动力蓄电池的工作状态、工作参数、故障报警等信息，并接受监控系统的控制命令，执行遥控动作。 （2）能够判断充电连接器、充电电缆是否正确连接。当充电连接器与电动汽车蓄电池系统正确连接后，充电器才允许启动充电过程；当充电连接器检测到与电动汽车蓄电池系统的连接不正常时，能立即停止充电，并发出报警信息。 2. 直流充电桩的特点 （3）能够为电动汽车提供低压辅助电源，在充电过程中为电动汽车 BMS 供电。 （4）具有高效、高可靠性、便于维护、灵活扩容、节能环保等优点。 （5）采用数字化均流技术，均流性能稳定，即使脱离管理模块也能稳定工作并自主均流。 （6）采用模块化架构，可适应 10～200 kW 的不同功率需求。 （7）具有动态优化的功率管理模块，适应在各种功率输出状态下的最大效率输出。 （8）具有输出电压、电流调节范围宽的特点，能满足不同类型蓄电池组端电压的充电要求。 2. 直流充电桩的特点 （9）具有电源过温、输入侧过压 / 欠压保护、输出侧过流 / 过压保护、欠压告警、过流及短路保护、过温保护等安全防护功能。 （10）整流模块采用 ARM 处理器作为控制核心，具有很高的灵活性和一致性。 （11）采用高频变压器，体积小、功率密度高。 （12）采用 IGBT（绝缘栅双极型晶体管）配套最新的驱动技术，稳定性高。 （13）具备宽电压输入范围，以及宽工作温度范围。 （14）具有友好的人机界面，能动态显示电压、电流以及故障信息。 3. 直流充电桩的结构及原理 （1）直流充电桩的结构 直流充电桩采用分体式结构，主要由整流柜、充电桩、整流柜与充电桩之间的连接电缆、充电桩与电动汽车之间的连接电缆及充电连接器等组成。整流柜由整流模块和充电主控制系统组成，由充电桩完成与用户之间的人机交互功能，并实现对电动汽车充电的管理、计费和相应的电池状态检测等功能。 直流充电桩的主体结构（图 1），主要由急停按钮、触摸显示屏、读卡器、充电指示灯、充电枪插头等组成。直流充电桩的内部结构（图 2），主要由主控制板、AC/DC 模块、模块监控器、绝缘监测板、通风口等组成。 直流充电桩的主体结构（图 1） 直流充电桩的内部结构（图 2） 3. 直流充电桩的结构及原理 （2）直流充电桩的工作原理 直流充电桩的工作原理（图 3），通过整流将交流电变为直流电，再通过DC/DC 变换器来调整电压、电流输出，实现对电动汽车动力蓄电池充电。监控单元实现显示功能及保护电路的控制。 直流充电桩的工作原理（图 3） 二、直流充电桩的使用 进行车辆充电前应进行基础检查，确认充电设备没有生锈、破损现象，以及车辆插头、电缆、控制盒、电线、供电插头表面没有破损等异常情况，有异常情况不得进行充电。当供电插头或车辆插头很脏或潮湿时，应用干燥、清洁的抹布擦拭插头，确保充电插头干净。 直流充电桩的使用（表 1）。 直流充电桩的日常使用需进行例行检查，检查项目（表 2）。 直流充电桩的使用（表 1） 表2 直流充电桩的例行检查项目 一、电动汽车电池的充电过程 电动汽车电池的充电过程通常可分为预充电、快速充电、补足充电和涓流充电。1. 预充电 对长期不用的汽车或给新电池充电时，若一开始采用快速充电，通常会影响电池的使用寿命。因此，应先用小电流充电，使其满足一定的充电条件，这个阶段称为预充电。 2. 快速充电 快速充电是指用大电流充电，迅速恢复电池电能，其充放电倍率一般在 1 C 以上，快充时间由电池额定容量和充放电倍率决定。快速充电可分为恒流充电和脉冲充电两种，恒流充电是以恒定电流对电池进行充电；脉冲充电则是先用脉冲电流对电池充电，然后让电池放电，如此循环完成充电。 注：充放电倍率 = 充放电电流 / 额定容量。例如，额定容量为 100 Ah 的电池，用20 A 的电流放电时，其放电倍率为 0.2 C，放电时间为 5 h；用 50 A 的电流放电时，其放电倍率为 0.5 C，放电时间为 2 h；用 100 A 的电流放电时，其放电倍率为 1 C，放电时间为 1 h。可以看出，放电倍率越大，放电速度越快。同样，充电时亦然。充放电倍率为 1 C 时，称为 1 C 充放电；充放电倍率为 0.5 C 时，称为 0.5 C 充放电；充放电倍率为0.2 C 时，称为 0.2 C 充放电。 3. 补足充电 采用某些快速充电方法时，快速充电终止后，电池其实并未充满电。为了保证充入100% 的电量，还应加入补足充电过程。补足充电率一般不超过 0.3 C。 4. 涓流充电 在补足充电过程中，温度会继续上升，当温度超过规定的极限时，充电器转入涓流充电状态。为保证电池不过充，可以采用定时控制、电压控制和温度控制的综合控制法。 二、电动汽车的充电方法 在电池电压较低的时候，控制电流以一个较为恒定的电流充电。当电池电压达到一定高度接近充满的时候，又要保障电池电压以一定的速度缓慢上升，保证电池能够充满。综上，电动汽车电池的充电方法主要有恒流充电、恒压充电和脉冲充电三种，可根据具体情况选择一种充电方法或几种方法的组合。现代智能型蓄电池充电器可设置不同的充电方法。 1. 恒流充电 恒流充电是指在充电过程中使充电电流保持不变的方法。恒流充电具有较大的适应性，容易将蓄电池完全充满，有益于延长蓄电池的使用寿命。缺点是在充电过程中，需要根据逐渐升高的蓄电池电动势调节充电电压，以保持电流不变，充电时间较长。 恒流充电是一种标准的充电方法，有以下四种充电方法： （1）涓流充电，即维持电池的满充电状态，恰好能抵消电池自放电的一种充电方法，其充电率对满充电的电池长期充电无害，但对完全放电的电池充电时电流太小。 （2）最小电流充电，是为使深度放电的电池有效恢复电池容量，把充电电流尽可能地调整到最小的方法。 （3）标准充电，即采用标准速率充电，充电时间为 14 h。 （4）高速率（快速）充电，即在 3 h 内给蓄电池充满电的方法，这种充电方法需要自动控制电路保护电池不被损坏。 2. 恒压充电 恒压充电是指充电过程中保持充电电压不变的充电方法，充电电流随蓄电池电动势的升高而减小。合理的充电电压，应在蓄电池即将充足时使其充电电流趋于 0。如果电压过高会造成充电初期充电电流过大和过充电，如果电压过低则会使蓄电池充电不足。充电初期若充电电流过大，则应适当调低充电电压，待蓄电池电动势升高后再将充电电压调整到规定值。 恒压充电的优点是充电时间短，充电过程无须调整电压，适用于补充充电。缺点是不容易将蓄电池完全充满，充电初期的大电流对极板会有不利影响。 3. 脉冲充电 脉冲充电是指先用脉冲电流对电池充电，然后让电池短时间、大脉冲放电，在整个充电过程中使电池反复充、放电。 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习新能源汽车基本知识的总体认知 学生以小组为单位，巩固旧课，展示预习情况 (1) 听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2) 听课、理解新能源汽车基本知识的总体认知 积极发言 (3) 结合生活实际，思考现代新能源汽车基本知识的总体构造及作用。 请学生先结合教材自行归纳分类 观看PPT、图片及动画，学生自主分析，各小组派代表阐述本组学习成果。 针对特点，提出相应的保育要点 注意要点，提醒学生结合生活经验分析。 小组讨论，根据所学知识进行总结，阐述。 1.通过导入情景以及学生思考结果引出新能源汽车基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述新能源汽车基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生直流充电的特点。 2.提问学生直流充电桩的特点。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了新能源汽车基本知识等内容，培养了学生对于新能源汽车充电系统这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到新能源汽车的基本内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述直流充电的特点。 (2)简述直流充电桩的特点。 板书设计 三、电动汽车电池的充电过程 1.预充电 2..快速充电 3.补足充电 4.涓流充电 一、直流充电装置 1.特点 2.结构 3.工作原理 二、直流充电桩的使用 1.使用流程 2.检测方法 3.操作过程 4.注意事项 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$