项目二 任务3 动力电池性能（教案）《新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修》同步精品课堂（机工版）

《新能源车动力蓄电池系统构造与检修》教案 课 题 项目二任务3 动力电池性能 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《新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修》中的项目二。要求学生理解新能源汽车动力蓄电池的功用、结构等，课标要求是掌握新能源汽车动力蓄电池的作用。选用的教材是由机械工业出版社出版的《新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修》（第一版），学习内容是新能源汽车动力蓄电池基本知识的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对电动汽车结构基本知识有着初步的了解。 能力水平：熟悉电动汽车结构基本知识的各项方法。 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：理解电池的储能原理。 能力目标：能够掌握电池的基本结构。 素质目标：1.认识到新能源汽车动力蓄电池基本知识的重要性。 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. 电池的储能原理。 2. 电池的基本结构。 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： 新能源汽车动力蓄电池基本知识基本知识。 2. 展示学习目标 认识到新能源汽车动力蓄电池基本知识的重要性。 掌握汽新能源汽车动力蓄电池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讲授新能源汽车动力蓄电池基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对新能源汽车动力蓄电池基本知识有一个初步的了解。 动力电池性能指标有哪些？有什么作用？ 动力电池作为汽车的动力源，在汽车上发挥重要作用，评价电池性能主要看性能指标，其性能指标有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等。 1、电池的储能原理 电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不易受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。 1、电池的储能原理 在金属冶金中，如果把锌加入Cu2+溶液中，铜就会沉淀出来了。该化学反应就是从含有锌的矿石中提取出铜的常用方法。该化学反应包含的化学能是不可利用的，能量以热能的形式被消耗掉。 负极 Zn—2e-=Zn2+ 正极 Cu2++2e-=Cu 电池反应 Zn+Cu2+= Zn2+ +Cu 2、电池的基本结构 电池要实现化学能转变成电能的过程，必须满足如下条件： （1）必须把化学反应中失去电子的氧化过程（在负极进行），得到电子的还原过程（在正极进行），分在两个区域进行，这与一般的氧化还原反应存在区别。 （2）两电极必须具有离子导电性的物质。 （3）化学变化过程中电子传递必须经过外线路。 电池需包含以下基本组成部分： （1）正极活性物质。它具有较高的电极电位，电池放电时进行还原反应或阴极过程。 （2）负极活性物质。它具有较低的电极电位，电池工作时进行氧化反应或阳极过程。 （3）电解质。它拥有很高的、选择性的离子电导率，提供电池内部的离子导电的介质。大多数电解质为无机电解质水溶液，也有固体电解质、熔融盐电解质、非水溶液电解质和有机电解质。有的电解质也参加电极反应而被消耗。 2、电池的基本结构 除了主要组成部分外，电池还常常需要导电栅、汇流体、端子、安全阀等零件。基本构成示意如下图所示。电池可以制成各种形状和结构，如圆柱形、扣式、扁平和方形。 1）电压（V） 开路电压：指电池在没有连接外电路或者外负载时的电压。开路电压与电池的剩余 能量有一定的联系，电量显示就是利用这个原理。 额定电压：电池在标准条件下工作时达到的电压。 工作电压：是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差， 又称负载电压。在电池放电工作状态下，当电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，必须克服内阻的阻力，故工作电压总是低于开路电压。 放电电压：电池接通负载后在放电过程中显示的电压。 放电终止电压：指电池充满后进行放电，放完电时达到的电压（若继续放电则为过度放电，对电池寿命和性能有损伤）。充电限制电压：充电过程中由恒流变为恒压充电的电压。 各类型单体电池各工况电压 2）容量（Ah） 容量定义：单位体积或质量电池所能给出的理论容量,是指电池所能够储存的电量多少，容量是电池电性能的重要指标，它由电极的活性物质决定。容量用C表示，单位用Ah（安时）或者mAh（毫安时）表示。 例如：容量为10Ah的电池，以5A放电可放2h，以10A放电可放1h。 实际容量：电池在一定条件下输出能力。容量越大，车轮续驶里程越远，实际容量大于额定容量为合格电池。电池的实际容量主要取决于活性物质的数量、质量，活性物质的利用率。 标称容量：是用来鉴别电池的近似安时值。 额定容量：按国家和有关部门标准，保证电流在一定发电条件下，应该放出的最低限度容量，一般由制造商给定的电池容量。 荷电状态：在电池一定放电倍率下，剩余电流与相同条件下额定容量的比值。 3）内阻（mΩ） 定义：电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部受到的阻力。内阻大小受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。阻力越大，电池工作内耗越大，电池效率越低。 分类：电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，欧姆内阻是电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成，极化内阻包括电化学极化与浓差极化引起的电阻。 影响因素：电池内阻是一个非常复杂而又非常重要的特性，影响内阻的因素有材料、制造工艺、电池结构等。 产生结果：由于内阻的存在，当电池放电时，电流经过内阻要产生热量，消耗能量，电流越大，消耗能量越多，所以内阻越小，电池的性能越好，不仅电池的实际工作电压高消耗在内阻上的能量也少。 目前测量蓄电池内阻的常见方法有：密度法、开路电压法、直流放电法、交流注入法、内阻测试仪法。 电池内阻测量 4）电池能量（Wh） 定义：指电池储存的能量多少，用Wh来表示 公式：能量（Wh）=额定电压（V）×工作电流（A）×工作时间（h）。 例如3.2V15Ah单体电芯的能量为48Wh；394.2V130Ah电池组的能量是51.2KW.h 理论能量：是电池的理论容量与额定电压的成绩。 实际能量：电池实际容量与平均工作电压的乘积。 比能量：是指电池单位质量所能输出的电能。 电池能量是衡量电池带动设备做功的重要指标，容量不能决定做功的多少。 5）能量密度（Wh/Kg） 定义：指单位体积或单位质量所释放的能量，通常用体积能量密度（Wh/L）或质量能量密度（Wh/Kg）表示。例如一节锂电池重325g，额定电压为3.7V，容量为10Ah，则其能量密 度为113Wh/Kg。下表为理论值在实际应用情况中需要考虑电池结构中的壳体、零件等各方面因素。目前锂电池的能量密度是镍镉和镍氢电池的3倍和1.5倍，能量密度的高低是由材料密度与结构决定的。 电池能量密度 6）功率与功率密度 功率：指电池在一定放电制动下，单位时间内电池输出能量的，单位是W或KW。 功率密度：又称比功率，是单位质量或单位体积电池输出的功率单位为W/Kg或W/L。比功率是评价电池及电池包是否满足电动汽车加速和爬坡能力的重要指标。 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 学习新能源汽车动力蓄电池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、理解电动汽车结构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动力蓄电池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。 通过视频、多媒体学习。以小组为单位进行阐述。 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动力蓄电池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动力蓄电池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.提问学生电池的基本结构。 2.提问学生电压的特性参数。 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动力蓄电池基本知识等内容，培养了学生对于新能源汽车动力蓄电池这门课程的兴趣，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动力蓄电池的基本内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述电池的基本结构。 (2)简述电压的特性参数。 板书设计 三、电池的基本结构 1.正极活性 2.负极活性 3.电解质 一、动力电池性能指标 1.电压 2.容量 3.内阻 4.能量 5.功率 二、电池的储能原理 1.电解质溶液 2.金属电极 3.稳定电压 4.稳定电流 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 $$