项目三 任务7 氢燃料电池与其他类型（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 项目三任务7 氢燃料电池与其他类型 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》中的项目三。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：理解锌空气电池原理。 能力目标：能够掌握锌空气电池的应用。 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. 锌空气电池原理。 2. 锌空气电池的应用。 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。 任务引入 任务描述 目前市面上的新能源汽车绝大多数使用碱性和锂离子电池， 这些电池已研发及商用多年， 得到市场普及， 但对于车企的未来发展， 需在技术方面占领先机， 正所谓“得动力电池者得整车” 要不断进行新型电池的研发， 满足未来市场的需求。例如我们常说的氢燃料电池，以及其他类型的动力电池等，都是新型动力电池。本任务主要进行氢燃料及其他类型动力电池的工作原理、应用车型等讲解。 纯电动汽车一辆、纯电动汽车维修手册、学习工作页、微课资源、汽车维修专用工具等。 一、锌空气电池的原理与应用 1、锌空气电池原理 锌空气电池主要由空气电极、电解液和锌阳极构成；空气中的氧为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质，多孔活性炭作为正极，铂或其他材料作为催化剂，使用碱性电解质。 氧气经多孔电极扩散层扩散到达催化层，在催化剂微团表面的三相界面处与水发生反应，吸收电子，生成OH-，阳极的锌与电解液中的OH-发生电化学反应，生成ZnO和H2O，并释放出电子，电子被集电层收集起来，在外电路中产生电流。 一、锌空气电池的原理与应用 2、锌空气电池的应用 助听器用电池 二、超高速飞轮的结构原理与应用 1、超高速飞轮的工作原理 超高速飞轮电池储能是基于飞轮以一定角速度旋转时，可以存储动能:式中j—飞轮的转动惯量．与飞轮的形状和重量有关； ω—飞轮转动的角速度。 充电时，飞轮电池中的电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电动机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”，增加了飞轮的转速； 放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能(动能)到电能的转换。 飞轮电池的飞轮是在真空环境下运转的，转速可达200000r／min． 飞轮电池技术主要涉及复合材料科学、电力电子技术、磁悬浮技术、超真空技术、微电子控制系统等学科，具有明显的多学科交叉和集成特点。 2、典型的飞轮储能电池结构 飞轮电池主要由以下几部分组成：复合材料飞轮、集成的发电机/电动机、支撑轴承、电力电子及其控制系统、真空腔、辅助轴承和事故屏蔽容器。 3、飞轮电池的应用 (1)交通运输。飞轮电池充电快，放电完全，非常适合车辆应用。现在由于成本和小型化的问题，仅在部分电动汽车和火车上有示范性应用，并且主要是混合动力电动车辆，车辆在正常行驶或制动时，给飞轮电池充电，在加速或爬坡时，飞轮电池则给车辆提供动力，保证发动机在最优状态下运转。 (2)航空航天。航空航天方面包括在人造卫星、飞船、空间站上的应用等。飞轮电池一次充电可以提供同重量化学电池两倍的功率，同负载的使用时间为化学电池的3～l0倍。同时，因为它的转速是可测可控的，故可以随时查看剩余电能。美国太空总署已在空间站安装了48个飞轮电池，联合在一起可提供超过150kW的电能。 三、氢燃料电池的结构原理与应用 1、氢燃料电池的概述 氢燃料电池属于燃料电池中的一种， 它是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置， 又称电化学发电器。它是继火电、水电、核电之后的第四种发电装置。基本原理是电解水的逆反应， 把氢和氧分别供给阳极和阴极， 氢通过阳极向外扩散， 和电解质发生反应后， 放出的电子通过外部的负载到达阴极。 2、氢燃料电池的工作原理 氢燃料电池在工作时向负极供给燃料（氢） ， 向正极供给氧化剂（空气） 。氢在负极分解成正离子离子和电子9N， 氢离子进入电解液中， 而电子则沿外部电路移向正极， 用电负载接在外部电路中。在正极上， 空气中的氧同电解液中的氢离子和抵达正极的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程， 这就是氢燃料电池原理，如图所示。 氢燃料电池工作原理 （1） 当氢燃料电池的电解液是KOH溶液（碱性电解质） 时 负极的电极反应式为：H2+2e--+2OH--→2H2O 正极的电极反应式为：O2+H2O+4e--→4OH-- （2） 当氢燃料电池的电解液是H2SO4溶液（酸性电解质） 时 负极的电极反应式为：H2+2e--→2H+ 正极的电极反应式为：O2+4H++4e--→2H2O （3） 当氢燃料电池的电解液是NaCl溶液（中性电解质） 时 负极的电极反应式为： H2+2e--→2H+ 正极的电极反应式为： O2+H2O+4e--→4OH-- 3、氢燃料电池的应用 佛山氢燃料公交车 佛山氢燃料加注站 丰田MIRAI 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.提问学生锌空气电池原理。 2.提问学生氢燃料电池的工作原理。 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)简述锌空气电池原理。 (2)简述氢燃料电池的工作原理。 板书设计 三、氢燃料电池 1.结构原理 2..工作原理 3.氢燃料电池的应用 一、锌空气电池的原理 1.空气电极 2电解液 3.锌阳极 4.正极活性 5.负极活性 二、锌空气电池的应用 1.助听器电池 2.超高速飞轮 3.真空环境 4.飞轮电池技术 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 $