《新能源汽車電氣系統(tǒng)檢修(第2版)》教案第4課新能源汽車低壓電源系統(tǒng)檢修(一)

2課時(shí)(90min)知識(shí)技能目標(biāo)： (1)掌握低壓電源系統(tǒng)的工作原理 (2)掌握低壓電源系統(tǒng)的構(gòu)成 (3)能夠在實(shí)車中分辨出低壓電源系統(tǒng)，并進(jìn)行檢測(cè)思政育人目標(biāo)： (1)養(yǎng)成好學(xué)上進(jìn)、拼搏創(chuàng)新的精神 (2)增強(qiáng)規(guī)范操作、安全操作的意識(shí)材第1節(jié)課：課前任務(wù)→考勤(2min)→案例導(dǎo)入(10min)→傳授新知(23min)→課堂討論(10考勤 (2min)案例導(dǎo)入 (10min)傳授新知第2節(jié)課：實(shí)踐操作(40min)→課堂小結(jié)(3min)→作業(yè)布置(2min)課【教師】布置課前任務(wù)，和學(xué)生負(fù)責(zé)人取得聯(lián)系，組織學(xué)生下載“任務(wù)工單——認(rèn)識(shí)低壓電源系統(tǒng)”，并根據(jù)任務(wù)工單進(jìn)行組內(nèi)分工，同時(shí)提醒同學(xué)通過(guò)文旌課堂APP或其他學(xué)習(xí)軟件，收集低壓電源系統(tǒng)的相關(guān)資料，并進(jìn)行了解【學(xué)生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材。通過(guò)課前的預(yù)熱，讓學(xué)生了大概內(nèi)容，激發(fā)望培養(yǎng)學(xué)生的組織紀(jì)律性，掌情況通過(guò)案例導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的生帶著問(wèn)題去探索新知 (23min)成2.1.1低壓電源系統(tǒng)的工作原理新能源汽車與傳統(tǒng)燃油汽車的不同點(diǎn)之一就是低壓電源系統(tǒng)。在傳統(tǒng)燃油汽車中，輔助蓄電池是唯一的電源，發(fā)動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)，由輔助蓄電池為汽車供電；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后由發(fā)電機(jī)為汽車供電且為輔助蓄電池充電。而在新能源汽車中，由于動(dòng)力電池可以直接為新能源汽車提供動(dòng)力，因此新能源汽車省去了發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)采用DC/DC轉(zhuǎn)換器代替發(fā)電機(jī)來(lái)維護(hù)輔助蓄電池的正常工作?！局R(shí)鏈接】拓展知識(shí)面【教師】講述什么是DC/DC轉(zhuǎn)換器片展示、課堂互動(dòng)等教學(xué)方法，成DC/DC轉(zhuǎn)換器中的DC(directcurrent)指直流電，因此DC/DC轉(zhuǎn)換器也稱直C通常，低壓電源系統(tǒng)被布置在新能源汽車的前艙，它的工作狀態(tài)由整車控制器調(diào)控。當(dāng)新能源汽車完成高壓系統(tǒng)相關(guān)的充電后，整車控制器會(huì)給低壓電源系統(tǒng)發(fā)送工作信號(hào)。在收到信號(hào)后，DC/DC轉(zhuǎn)換器開(kāi)始工作，它會(huì)將動(dòng)力電池提供的高壓直流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電給輔助蓄電池充電，并在充電過(guò)程中為新能源汽車上的電子元件和整車控制器供電，如下圖所示?！局R(shí)鏈接】拓展知識(shí)面【教師】講述輔助蓄電池的充電方式充電；還有一些新能源汽車僅在為動(dòng)力電池充電過(guò)程中為輔助蓄電池充電，一旦動(dòng)目錄目錄統(tǒng)的構(gòu)成新能源汽車的低壓電源系統(tǒng)主要由DC/DC轉(zhuǎn)換器和輔助蓄電池兩部分構(gòu)成。1)DC/DC轉(zhuǎn)換器的工作原理DC/DC轉(zhuǎn)換器的核心部件是變壓器，而變壓器的工作電流必須是交流電，因此在DC/DC轉(zhuǎn)換器內(nèi)部需要先利用功率半導(dǎo)體將動(dòng)力電池的高壓直流電轉(zhuǎn)化為高壓交流電；然后，利用變壓器將高壓交流電轉(zhuǎn)化為低壓交流電；最后，再利用功率半導(dǎo)體將低壓交流電轉(zhuǎn)化為低壓直流電，如下圖所示。除了變壓器和功率半導(dǎo)體外，DC/DC轉(zhuǎn)換器中還會(huì)使用電容器來(lái)抑制直流電、交流電轉(zhuǎn)化過(guò)程中形成的2)DC/DC轉(zhuǎn)換器的類型根據(jù)內(nèi)部電氣之間的隔離情況，DC/DC轉(zhuǎn)換器可以分為非隔離型和隔離型兩【知識(shí)拓展】拓展知識(shí)面【教師】講述什么是隔離隔離是電氣隔離的簡(jiǎn)稱，它通常指將內(nèi)部分支電路與整個(gè)電氣系統(tǒng)間隔開(kāi)的過(guò)程，這樣可使分支電路成為一個(gè)獨(dú)立的安全系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)隔離后，分支電路與其他電3)DC/DC轉(zhuǎn)換器的構(gòu)成DC/DC轉(zhuǎn)換器的一般外觀如下圖所示，它主要有四個(gè)接口，從左到右依次為高壓輸入端、低壓控制端、低壓輸出正極、低壓輸出負(fù)極。它的內(nèi)部主要由主電 ( (1)主電路。主電路是DC/DC轉(zhuǎn)換器的主體，它的電路圖如下圖所示。當(dāng)高壓直流電通過(guò)Vin輸入DC/DC轉(zhuǎn)換器后，會(huì)通過(guò)轉(zhuǎn)換、降壓、轉(zhuǎn)換等過(guò)程，經(jīng)由Cf和RL進(jìn)行濾波處理，最終變?yōu)樾履茉雌噧?nèi)部電氣系統(tǒng)常用的12V低壓直流電。 (2)驅(qū)動(dòng)模塊。驅(qū)動(dòng)模塊可控制DC/DC轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的多個(gè)開(kāi)關(guān)，以便控制其輸出電壓。通常，驅(qū)動(dòng)模塊的控制能力是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)的，常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)電路有直接耦合型、脈沖耦合型、芯片驅(qū)動(dòng)型三種。目錄目錄 (詳見(jiàn)教材) (3)控制模塊?？刂颇K主要用來(lái)反饋主電路的工作狀態(tài)，通過(guò)監(jiān)控主電路的輸出狀態(tài)，來(lái)控制主電路的工作狀態(tài)?？刂颇K主要有電壓控制、峰值電流控制、平均電流控 (詳見(jiàn)教材)輔助蓄電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置(見(jiàn)下圖)，并且可以通過(guò)可逆的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)再充電。它是汽車電氣系統(tǒng)的直接電力來(lái)源，無(wú)論是傳統(tǒng)燃油汽車，還是新能源汽車，都離不開(kāi)它。新能源汽車的輔助蓄電池通常有鉛酸蓄電池和鋰離子電池兩大類，其中鉛酸蓄電池是最常用的輔助蓄電池。1)鉛酸蓄電池的反應(yīng)原理電時(shí)，正極的活性物質(zhì)PbO2和負(fù)極的活性物質(zhì)Pb都與稀硫酸電解液反應(yīng)，生成O會(huì)重新反應(yīng)生成PbO2和Pb，鉛酸蓄電池又處于充足電的狀態(tài)。充電過(guò)程中的電極見(jiàn)教材?！菊n堂互動(dòng)】隨機(jī)挑選學(xué)生回答問(wèn)題為什么鉛酸蓄電池在保存時(shí)應(yīng)充足電？【學(xué)生】聆聽(tīng)、思考、回答問(wèn)題【教師】總結(jié)學(xué)生的回答VV2)鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池2)鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要由極板、隔板、容器、電解液、加液孔聯(lián)條幾部分構(gòu)成。 (詳見(jiàn)教材)【知識(shí)拓展】拓展知識(shí)面【教師】講述鉛酸蓄電池的線束連接器3)鉛酸蓄電池的屬性新能源汽車中的鉛酸蓄電池能為電氣系統(tǒng)提供12V的電壓，它通常是由6個(gè)鉛VVI目錄目錄酸蓄電池單體串聯(lián)成的，每個(gè)電池單體能提供2V的電壓。鉛酸蓄電池的充放電次壽命約為3年。鉛酸蓄電池都會(huì)標(biāo)注代表其屬性的編碼，如6-QWLZ-70(見(jiàn)下圖)，個(gè)別字母和數(shù)字所表示的意義如下。 (1)其中6代表該鉛酸蓄電池使用了6個(gè)電池單體。 (2)Q代表該鉛酸蓄電池為汽車蓄電池。除此之外，市面上還有用M代表的摩托車蓄電池、用D代表的電動(dòng)車蓄電池、用JC代表的船舶用蓄電池等。 (3)W代表該鉛酸蓄電池為免維護(hù)型蓄電池。除此之外，還有用A代表的干荷型蓄電池，以及不標(biāo)字母的普通型蓄電池。 池的額定容量為70Ah。4)鉛酸蓄電池的優(yōu)勢(shì) (1)性能優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于其他蓄電池，鉛酸蓄電池的性能優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。①實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的時(shí)間最長(zhǎng)、技術(shù)最成熟，性能穩(wěn)定、可靠，適用性好。③工作電壓較高、工作溫度范圍較寬，適用于新能源汽車的各類應(yīng)用場(chǎng)景。 (2)成本優(yōu)勢(shì)。鉛酸蓄電池是非常廉價(jià)的蓄電池，單位能量的價(jià)格是鋰離子電池的1/3左右。此外，鉛酸蓄電池的主要成分為鉛和鉛的化合物，鉛含量高達(dá)電池總質(zhì)量的60%VIIVII課堂討論 (10min)實(shí)踐操作 (40min)鉛酸蓄電池的綜合成本較低。 (3)環(huán)保優(yōu)勢(shì)。鉛酸蓄電池組成簡(jiǎn)單，再生技術(shù)成熟，回收價(jià)值高，是較容易實(shí)現(xiàn)回收和再電池、氫鎳電池等組成復(fù)雜，再生成本高，回收難度大，再生產(chǎn)業(yè)難以實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)討論以下問(wèn)題： (1)對(duì)于鉛蓄電池回收利用學(xué)生有什么好的建議？ (2)對(duì)于報(bào)廢鉛酸蓄電池的收集，怎樣才能做到“去向可追、數(shù)量可查、責(zé)任第二節(jié)課小李是一名新能源汽車專業(yè)的學(xué)生，他們學(xué)校實(shí)訓(xùn)室所用的實(shí)訓(xùn)車輛是吉利車了解該車型的低壓電源系統(tǒng)。請(qǐng)用所學(xué)到的知識(shí)幫助他認(rèn)識(shí)并檢測(cè)低壓電源系人員安全防護(hù)用品：絕緣手套、絕緣鞋、護(hù)目鏡、安全帽、絕緣墊。實(shí)訓(xùn)車輛：吉利帝豪EV450。輔助資料：維修手冊(cè)、電路圖手冊(cè)、教材。 (1)從輔助資料中查找吉利帝豪EV450中DC/DC轉(zhuǎn)換器的位置及結(jié)構(gòu)信息。在電機(jī)控制器的接線圖(見(jiàn)下圖)上找到DC/DC轉(zhuǎn)換器的充電接口BV12和BV34，并在電路圖手冊(cè)上找到BV12、BV34線束連接器的端子示意圖，如下圖所示。通過(guò)課堂討論，鞏固所學(xué)知識(shí)，并幫助學(xué)生樹(shù)立環(huán)保理念際工作技能，通過(guò)理論能力、反應(yīng)能力VVIII目錄目錄 (2 (2)在電機(jī)控制器上找到DC/DC轉(zhuǎn)換器低壓輸出正極線束連接器BV12(B+)，以及低壓輸出負(fù)極線束連接器BV34(B-)，如圖所示。 ，并在該圖中找到負(fù)極線束連接器BE01a (4)找到并拆卸輔助蓄電池負(fù)極線束連接器BE01a，如圖所示。XX目目錄 ( (6)使用萬(wàn)用表，測(cè)量BV12(B+)與輔助蓄電池正極線束之間的電阻值。如圖所示，該電阻值小于1Ω，表明BV12(B+)連接輔助蓄電池正極的12V電壓線束正常工作，無(wú)斷路。 I ( (7)使用萬(wàn)用表，測(cè)量BV34(B-)與輔助蓄電池負(fù)極線束之間的電阻值。如圖所示，該電阻值小于1Ω，表明BV34(B-)連接輔助蓄電池負(fù)極的12V電壓線束正常工作，無(wú)斷路。電源系統(tǒng)”XXII目錄 (3目錄 (3min)總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，鞏固印象復(fù)習(xí)鞏固學(xué)到的知識(shí)，并能學(xué)以致用作業(yè)布置 (2min)原理、低壓電源系統(tǒng)的構(gòu)成；希望大家課下原理、低壓電源系統(tǒng)的構(gòu)成