鋰電池充放電電路原理

1、課題章節(jié)任務(wù)5鋰電池充放電電路原理課型專業(yè)課課時2教具學(xué)具 電教設(shè)施多媒體教室、資源庫、教 學(xué) 目 標(biāo)知識 教學(xué)點(diǎn)1. 知道新能源汽車常用的電池種類；2. 能理解三元鋰電池的充放電工作特性；3. 能夠理解BMS的工作控制過程；4. 能夠理解電池的散熱類型及工作。能力 培養(yǎng)點(diǎn)1. 能夠正確使用鋰電池充放電控制實(shí)訓(xùn)板；2. 能夠通過鋰電池充放電控制實(shí)訓(xùn)板實(shí)操掌握其原理；3. 能夠通過實(shí)訓(xùn)使用萬用表測量鋰電池控制電路，正確分析充放電過程。德育 滲透點(diǎn)萬事開頭難，做人事事情，從開頭就要做好教學(xué) 重點(diǎn) 難點(diǎn)重點(diǎn)BMS的工作控制原理難點(diǎn)BMS的工作控制原理學(xué)法引導(dǎo)講授法、討論法；通過系統(tǒng)介紹引發(fā)學(xué)生興趣，

2、給出資料學(xué)生獲取信息，然 后應(yīng)用所獲信息解決問題教學(xué)內(nèi)容 更新、補(bǔ) 充、刪節(jié)增加近年來的新知識及新的發(fā)展動態(tài)，刪除過時信息參考資料課后體會教與學(xué)互動設(shè)計教師活動內(nèi)容學(xué)生活動內(nèi)容時間課程介紹：課堂：20% 作業(yè)（課堂筆記）：20%考試：60%了解課程要求，德2分鐘育要求，了解課程學(xué)習(xí)目標(biāo)：1. 知道新能源汽車常用的電池種類；2. 能理解三元鋰電池的充放電工作特性；3. 能夠理解BMS勺工作控制過程；定位4.能夠理解電池的散熱類型及工作。明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，確3分鐘5. 能夠正確使用鋰電池充放電控制實(shí)訓(xùn)板；6. 能夠通過鋰電池充放電控制實(shí)訓(xùn)板實(shí)操掌握其原理；7. 能夠通過實(shí)訓(xùn)使用萬用表測量鋰電池控制電路

3、，正確分析充放電過程。學(xué)習(xí)任務(wù)描述：BMS即電池管理系統(tǒng)，是對電池充放電進(jìn)行管理的系統(tǒng)，負(fù)責(zé)監(jiān)控電池 的電壓、環(huán)境溫度、充放電電流大小等信息。其功能是防止電池過放過充、 溫度過熱等異常狀況出現(xiàn)，避免電池造成不可逆的損壞，提高了安全性和延 長了使用壽命。本實(shí)訓(xùn)通過搭建電路，模擬電池充電過熱的工作情況，學(xué)習(xí)充電保護(hù)的 原理，并通過規(guī)范的操作，養(yǎng)成良好的職業(yè)素養(yǎng)。知識講授：知識鏈接1:新能源汽車常用電池的種類現(xiàn)在新能源車常用的電池種類主要有兩種：鋰電池和鎳氫電池。鋰電池的應(yīng)用更為廣泛，也更具有實(shí)用性。鋰電池根據(jù)材料的不同，又 分為許多種，但目前應(yīng)用最成熟的主要為三元鋰電池。鋰電池整體優(yōu)點(diǎn)是零 排放、

4、環(huán)境污染小、能耗低、能量密度高和充電快等優(yōu)點(diǎn)。鎳氫電池的全稱是金屬氫化物鎳電池一般應(yīng)用于混合動力汽車。電池的定學(xué)習(xí)任務(wù)正極米用鎳氫化物，負(fù)極米用儲氫合金。目前豐田系的凱美瑞雙擎、卡羅拉/結(jié)合教材及教師展雷凌雙擎使用的動力電池，就是這種鎳氫電池。示的資料理解新能 源汽車電池類型及10分鐘知識鏈接2:三元鋰電池的認(rèn)知鋰離子電池的主要結(jié)構(gòu)包括：正極、負(fù)極、電解液和隔膜。正極材料包 含鎳、鈷、錳三種金屬材料，三元鋰電池也因此而得名。負(fù)極使用導(dǎo)電性好 的石墨，電解液為六氟磷酸鋰。隔膜的作用是隔絕電子通過但能讓離子透過，迫使電子必須經(jīng)外電路移 動，而離子則可以通過電解液移動，保證外電路有電流通過。特點(diǎn)知識

5、鏈接3:鋰電池充放電的原理充電的過程中，正極上生成鋰離子，在電解液內(nèi)穿過隔膜運(yùn)動到負(fù)極。而負(fù)極的碳有很多微孔，可以把鋰離子嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子 越多，充電量就越高。同樣，電池放電的過程中，鋰離子脫離負(fù)極碳層，在電解液內(nèi)穿過隔膜運(yùn)動 到正極。而電子則通過外電路流動，形成電流?；卣龢O的鋰離子越多，放電 量越咼。知識鏈接4: BMS勺功能BMS（ BATTERY MANAGEMENT SYS）E也就是電池管理系統(tǒng)，如圖3-5-4所示。其主要作用是通過電池內(nèi)部安裝的溫度傳感器和電流傳感器，對電池 的溫度進(jìn)行實(shí)時檢測，監(jiān)控動力電池充放電過程的電流大小等信息。簡而言 之，BMS就是汽車動力電池

6、的管理者。知識鏈接5:新能源汽車電池溫度的監(jiān)控管理新能源汽車動力電池內(nèi)部的溫度變化會直接影響到電池自身性能，以及會影響電池充放電能力，情況嚴(yán)重甚至還會造成電池起火引發(fā)事故。一般在 新能源汽車電池箱內(nèi)每六個單體電池區(qū)域就會安裝一個溫度傳感器，用來檢 測電池的溫度是否有過高的現(xiàn)象發(fā)生。溫度傳感器里面有熱敏電阻（NTC,如果電池的溫度較低，熱敏電阻阻值會越大。電池溫度越高，熱敏電阻阻值會越小。只要汽車的電源接通的情 況下，電池的溫度信息會一直受到監(jiān)測，讓電池達(dá)到最好的工作狀態(tài)。 知識鏈接6:新能源汽車電池的冷卻方式新能源汽車的動力電池冷卻系統(tǒng)有兩種主要的形式：風(fēng)冷和液冷。風(fēng)冷BMS控制單元監(jiān)測動力電

7、池的溫度，當(dāng)溫度過高時，通過控制電池箱內(nèi) 的鼓風(fēng)機(jī)來給動力電池降溫。為了對電池更好的進(jìn)行恒溫控制，在鼓風(fēng)機(jī)的 進(jìn)氣口安裝進(jìn)氣溫度傳感器，為BMS控制單元提供的必要的反饋信息。信息經(jīng)過處理后控制冷卻風(fēng)扇是否繼續(xù)運(yùn)行，防止電池溫度過低。液冷，散熱系統(tǒng)利用冷卻水泵使散熱管中的冷卻液循環(huán)并進(jìn)行散熱，吸 收的熱量通過散熱器排到動力電池的外界環(huán)境。技能訓(xùn)練：一、技能訓(xùn)練項目本次的實(shí)訓(xùn)項目鋰電池充放電電路原理的實(shí)訓(xùn)二、實(shí)訓(xùn)組織1、6-7人一組2、實(shí)習(xí)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)（教師分工）結(jié)合動畫演示講解通過PPT講解結(jié)合PPT講解5分鐘5分鐘5分鐘教師負(fù)責(zé)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行操作示范，指導(dǎo)完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)三、使用設(shè)備電池溫度控制原理教學(xué)實(shí)訓(xùn)板、可調(diào)電壓鋰電池模塊、直流電壓表實(shí)訓(xùn) 板、連接導(dǎo)線等四、實(shí)施步驟實(shí)訓(xùn)一：鋰電池充放電電路原理實(shí)訓(xùn)1、實(shí)訓(xùn)積木板的認(rèn)知2、實(shí)訓(xùn)設(shè)備檢查與準(zhǔn)備3、識讀電路圖4、電路搭建及驗證（1）檢測單體電池好壞情況。（2）探究充電保護(hù)工作的條件。五、安全和紀(jì)律要求1、穿好工作服、講究儀容儀表2、服從安排，遵守紀(jì)律，講究秩序3、不允許擅自亂動設(shè)備知識考察：談?wù)勀銓﹄姵爻浞烹娍刂圃淼睦斫?？課堂練習(xí)與講