《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢測(cè)》課程教案

《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢測(cè)》課程教案2023——2024學(xué)年第一學(xué)期

課程基本情況課程名稱(chēng)新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢測(cè)總學(xué)時(shí)數(shù)72學(xué)分3理論講授72實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)0其他0課程類(lèi)別專(zhuān)業(yè)必修課授課專(zhuān)業(yè)新能源汽車(chē)運(yùn)用授課班級(jí)22新能源1班，2班,3班課程所屬部門(mén)交通工程學(xué)院考核方式考試所選教材《新能源汽車(chē)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)與檢修》機(jī)械工業(yè)出版社教學(xué)目標(biāo)《新能源汽車(chē)動(dòng)力蓄電池及管理系統(tǒng)檢測(cè)》課程是新能源汽車(chē)技術(shù)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行崗位能力培養(yǎng)的一門(mén)核心課程，它集理論與實(shí)踐為一體，是學(xué)生將來(lái)能直接用于新能源汽車(chē)維修的實(shí)用技術(shù)，圍繞汽車(chē)動(dòng)力電池及管理系統(tǒng)的內(nèi)容，本著汽車(chē)維修企業(yè)需求組織教學(xué)內(nèi)容，為進(jìn)行新能源汽車(chē)電池及其管理系統(tǒng)維修提供技能訓(xùn)練，為崗位需求提供職業(yè)能力，為培養(yǎng)汽車(chē)維修行業(yè)的高素質(zhì)技能型人才提供保障。教研室檢查教學(xué)部門(mén)檢查

第1次課授課名稱(chēng)第1章新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)的區(qū)別；2、掌握各類(lèi)新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的組成。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：能說(shuō)出電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車(chē)的區(qū)別難點(diǎn)：新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)結(jié)構(gòu)的異同教學(xué)方法講授法、討論法、提問(wèn)法、舉例法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名、穩(wěn)定學(xué)生情緒2.說(shuō)明開(kāi)設(shè)本課程的目的和意義。3.介紹本課程的學(xué)時(shí)安排。4.說(shuō)明本課程的考核方法。二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配1-1新能源汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)組成一、新能源汽車(chē)的定義與類(lèi)型1、何為新能源汽車(chē)？新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)?！豆?jié)能和新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2011—2020》將新能源汽車(chē)的范圍定為插電式混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)，燃料電池汽車(chē)，而常規(guī)混合動(dòng)力汽車(chē)為節(jié)能內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。新能源汽車(chē)是指采用新型動(dòng)力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源（如電能）驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。2、新能源汽車(chē)的類(lèi)別按享受?chē)?guó)家新能源汽車(chē)補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)：插電式混合動(dòng)力汽車(chē)是一種配有充電插口和具備車(chē)載供電功能的純電能驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)乘用汽車(chē)，也稱(chēng)之為增程式混合動(dòng)力汽車(chē)3.混合動(dòng)力汽車(chē)《節(jié)能和新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃2011—2020》節(jié)能汽車(chē)是指以?xún)?nèi)燃機(jī)為主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)手段使車(chē)輛油耗明顯減低的汽車(chē)?；旌蟿?dòng)力汽車(chē)是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力來(lái)源——熱動(dòng)力源（由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（電池與電動(dòng)機(jī)）的汽車(chē)。根據(jù)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的聯(lián)結(jié)方式分：串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)、混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)系統(tǒng)中動(dòng)力電池和發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能都通過(guò)逆變器輸送給電動(dòng)機(jī)，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行走?？傮w結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易于控制，只有電動(dòng)機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特點(diǎn)更加趨近于純電動(dòng)汽車(chē)，但在發(fā)動(dòng)機(jī)—發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的熱能—電能—機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中，能量損失較大。一般常用于在大型混合動(dòng)力客車(chē)上。串聯(lián)式中驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電量主要來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作，所以對(duì)其動(dòng)力電池的性能要求并不很高。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)（PHEV）發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)通過(guò)不同的離合器來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、或者發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)混合共同驅(qū)動(dòng)三種工作模式。此外當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率大于車(chē)輛所需驅(qū)動(dòng)功率時(shí)或者車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī)，給蓄電池充電。并聯(lián)式與串聯(lián)式相比，無(wú)需另外配置發(fā)電機(jī)，與串聯(lián)式相同的是都對(duì)動(dòng)力電池的性能要求不高，電池成本低。混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車(chē)（PSHEV）綜合了串聯(lián)式和并聯(lián)式的結(jié)構(gòu)而組成的電動(dòng)汽車(chē)，主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)-發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大動(dòng)力總成組成。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送給電動(dòng)機(jī)或蓄電池，電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)動(dòng)力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋。混聯(lián)的電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)配合更加默契，能夠適應(yīng)的工況更多，節(jié)油效果更加出色。相對(duì)于串聯(lián)式和并聯(lián)式來(lái)說(shuō)，混聯(lián)式對(duì)動(dòng)力電池的性能要求較高。（4）燃料電池汽車(chē)（FCEV）燃料電池汽車(chē)本質(zhì)上是純電動(dòng)汽車(chē)的一種，只是電池系統(tǒng)與一般純電動(dòng)汽車(chē)的電池系統(tǒng)不同，一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，而燃料電池工作是燃料和氧化劑由外部源源不斷地供入電池內(nèi)部，在電池內(nèi)部正負(fù)極催化劑的輔助下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成電能，然后輸出驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。因此燃料電池汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式與其他純電動(dòng)汽車(chē)是完全相同的。讓學(xué)生討論學(xué)生在老師講解的基礎(chǔ)上學(xué)生歸納（教師補(bǔ)充）學(xué)生回憶并理解，完成課后習(xí)題作業(yè)課后習(xí)題1-1、1-3教學(xué)總結(jié)第2次課授課名稱(chēng)第1章新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)的區(qū)別；2、掌握各類(lèi)新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的組成。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：能說(shuō)出電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)與傳統(tǒng)汽車(chē)的區(qū)別難點(diǎn)：新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)結(jié)構(gòu)的異同教學(xué)方法講授法、討論法、提問(wèn)法、舉例法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配1-1新能源汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)組成二、傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)組成與動(dòng)力來(lái)源1、傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)組成；（1）發(fā)動(dòng)機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)2大機(jī)構(gòu)4大或5大系統(tǒng)：曲柄連桿機(jī)構(gòu)；配氣機(jī)構(gòu)；燃料供給系統(tǒng)；冷卻系統(tǒng)；潤(rùn)滑系統(tǒng)；點(diǎn)火系統(tǒng)；起動(dòng)系統(tǒng)。（2）底盤(pán)：底盤(pán)作用是支承、安裝汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車(chē)的整體造型，并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車(chē)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，保證正常行駛。底盤(pán)由傳動(dòng)系、行駛系、轉(zhuǎn)向系和制動(dòng)系四部分組成。（3）車(chē)身：車(chē)身安裝在底盤(pán)的車(chē)架上，用以駕駛員、旅客乘坐或裝載貨物。轎車(chē)、客車(chē)的車(chē)身一般是整體結(jié)構(gòu)，貨車(chē)車(chē)身一般是由駕駛室和貨箱兩部分組成。（4）電氣設(shè)備：電氣設(shè)備由電源和用電設(shè)備兩大部分組成。電源包括蓄電池和發(fā)電機(jī)；用電設(shè)備包括發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)系、汽油機(jī)的點(diǎn)火系和其它用電裝置。2、傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源；傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的動(dòng)力來(lái)源于汽油或柴油與空氣混合后燃燒產(chǎn)生的能量。汽油或柴油與空氣的混合氣燃燒后，燃?xì)獾膲毫ψ饔糜诎l(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的活塞頂部，推動(dòng)活塞作往復(fù)的直線運(yùn)動(dòng)，活塞通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸末端飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力再經(jīng)過(guò)離合器和變速器，由變速器變扭和變速后，經(jīng)傳動(dòng)軸把動(dòng)力傳遞到主減速器上，最后通過(guò)差速器和半軸把動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上。三、新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的不同1、動(dòng)力來(lái)源不同內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)：內(nèi)燃機(jī)、燃料（汽油、柴油、天然氣等）新能源汽車(chē)：電動(dòng)機(jī)（交流變頻電機(jī)、永磁同步電機(jī)）能源（可充電動(dòng)力電池，直流逆變技術(shù)）從外形上看，電動(dòng)汽車(chē)與日常見(jiàn)到的汽車(chē)并沒(méi)有什么區(qū)別，區(qū)別主要在于動(dòng)力源及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即純電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池相當(dāng)于原來(lái)的油箱。2、動(dòng)力控制不同內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)：發(fā)動(dòng)機(jī)控制（各個(gè)工況）整車(chē)控制技術(shù)（全車(chē)各系統(tǒng)綜合控制）新能源汽車(chē)：電機(jī)控制器（各個(gè)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)）整車(chē)控制器（全車(chē)各系統(tǒng)綜合控制）四、電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的組成電動(dòng)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)主要由電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)（即電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)）、汽車(chē)底盤(pán)、車(chē)身以及各種輔助裝置等部分組成。除了電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)外，其他部分的功能及其結(jié)構(gòu)組成基本與傳統(tǒng)汽車(chē)相同.從外形上看，電動(dòng)汽車(chē)與日常見(jiàn)到的汽車(chē)并沒(méi)有什么區(qū)別，區(qū)別主要在于動(dòng)力源及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即純電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池相當(dāng)于原來(lái)的油箱。雖然各種車(chē)型的電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)不完全一樣，但基本組成都是由動(dòng)力電池及電池管理系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及電機(jī)控制器、整車(chē)控制器VCU、DC/DC變換器、車(chē)載充電機(jī)等幾部分組成.學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生思考，老師講解、引導(dǎo)。學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講并做好筆記作業(yè)1.作業(yè)布置：課后習(xí)題1-5教學(xué)總結(jié)第3次課授課名稱(chēng)第1章新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷史；2、了解動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：動(dòng)力電池的發(fā)展歷史和技術(shù)現(xiàn)狀難點(diǎn)：動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)教學(xué)方法講授法、討論法、提問(wèn)法、舉例法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名、穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)3.概述內(nèi)容：新能源汽車(chē)與傳統(tǒng)燃油車(chē)異同的問(wèn)題自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配1-2新能源汽車(chē)和動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢(shì)一、電池的發(fā)展歷史1800年代，亞歷山大·伏特制成了人類(lèi)歷史上最早的電池，后人稱(chēng)之為伏特電池。1830年，威廉姆·斯特金解決了伏特電池的弱電流和極化問(wèn)題，使電池的使用壽命大大延長(zhǎng)。1836年，約翰·丹尼爾進(jìn)一步改進(jìn)了伏特電池，提高了伏特電池的穩(wěn)定性，后人稱(chēng)之為丹尼爾電池。它是第一個(gè)可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)供電的蓄電池。1859年，法國(guó)科學(xué)家普蘭特加斯東(PlantGaston)最早發(fā)明的一種能夠產(chǎn)生較大電流的可重復(fù)充電的鉛酸電池。1899年WaldmarJungner發(fā)明了Cd-Ni電池；1901年愛(ài)迪生發(fā)明了Fe-Ni電池；1984年荷蘭的飛利浦（Philips）公司成功研制出LaNi5儲(chǔ)氫合金，并制備出Ni-MH電池。二、電動(dòng)機(jī)的發(fā)明1827年，匈牙利物理學(xué)家安幼思·杰德利克（ányosJedlik）開(kāi)始嘗試用電磁線圈進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他的設(shè)備已包含今日直流電動(dòng)機(jī)的三個(gè)主要組成部分：定子，轉(zhuǎn)子和換向器.1835年，美國(guó)一位鐵匠湯馬斯·達(dá)文波特（ThomasDavenport）制作出世界上第一臺(tái)能驅(qū)動(dòng)小電車(chē)的應(yīng)用電動(dòng)機(jī)，并在1837年申請(qǐng)了專(zhuān)利。1870年代初期，世界上最早可商品化的電動(dòng)機(jī)由比利時(shí)電機(jī)工程師ZenobeTheophileGamme所發(fā)明。1888年，美國(guó)著名發(fā)明家尼古拉·特斯拉應(yīng)用法拉第的電磁感應(yīng)原理，發(fā)明交流電動(dòng)機(jī)，即為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。1902年，瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)觀念，發(fā)明了同步電動(dòng)機(jī)。三、電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷程第一階段電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)明早在1830年代，蘇格蘭發(fā)明家羅伯特·安德森(RobertAnderson)便成功地將電動(dòng)機(jī)裝在一部馬車(chē)上，1842年又與托馬斯·戴文波特(ThomasDavenport)合作，打造出世界上第一部以電池為動(dòng)力的電動(dòng)汽車(chē)，采用不可充電的玻璃封裝蓄電池，開(kāi)創(chuàng)了電動(dòng)車(chē)輛發(fā)展和應(yīng)用的歷史。1847年，美國(guó)人摩西·法莫制造了第一輛以蓄電池為動(dòng)力可乘坐兩人的電動(dòng)汽車(chē)。第二階段電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展1881年11月，法國(guó)人古斯塔夫·特魯夫在巴黎展出了一臺(tái)電動(dòng)三輪車(chē)。加上乘員后總重量達(dá)到了160千克，時(shí)速達(dá)到了12千米。1882年，威廉姆·愛(ài)德華·阿頓和約翰·培理也制成了一輛電動(dòng)三輪車(chē)，車(chē)上還配備了照明燈。這輛車(chē)的總重量提高到了168千克，時(shí)速提高到了14.5千米。隨后的1890年，威廉姆莫瑞遜在美國(guó)制造了一輛能行駛13h、車(chē)速為14mile/h的電動(dòng)汽車(chē)。1891年，美國(guó)人亨利·莫瑞斯制成了第一輛電動(dòng)四輪車(chē)，實(shí)現(xiàn)了從三輪向四輪的轉(zhuǎn)變，這是電動(dòng)車(chē)向?qū)嵱没较蜻~出的重要一步。第三階段電動(dòng)汽車(chē)的繁榮19世紀(jì)末到1920年是電動(dòng)車(chē)發(fā)展的一個(gè)高峰。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到1890年在全世界4200輛汽車(chē)中，有38%為電動(dòng)汽車(chē)，40%為蒸汽車(chē)，22%為內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。1900年，美國(guó)制造的汽車(chē)中，電動(dòng)汽車(chē)為15755輛，蒸汽機(jī)汽車(chē)為1684輛，而汽油機(jī)汽車(chē)只有936輛。到了1911年，就已經(jīng)有電動(dòng)出租汽車(chē)在巴黎和倫敦的街頭上運(yùn)營(yíng)。美國(guó)首先實(shí)現(xiàn)了早期電動(dòng)車(chē)的商業(yè)運(yùn)營(yíng)，成為發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的國(guó)家。第四階段電動(dòng)汽車(chē)的衰落在美國(guó)得克薩斯州發(fā)現(xiàn)了石油，使得汽油價(jià)格下跌，大大降低了汽油車(chē)的使用成本。在1890～1920年期間，全世界石油生產(chǎn)量增長(zhǎng)了10倍。1911年，查爾斯·科特林(CharlesKettering)發(fā)明了內(nèi)燃機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)技術(shù)；1908年，福特汽車(chē)公司推出了T型車(chē)，并開(kāi)始大批量生產(chǎn)，內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的成本大幅度下降，1912年電動(dòng)車(chē)售價(jià)1750美元，而汽油車(chē)只要650美元。1913年，福特(Ford)建立了內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)裝配流水線，幾乎使裝配速度提高了8倍，最終使每工作日每隔10秒鐘就有一臺(tái)T型車(chē)駛下生產(chǎn)線。內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化、大批量生產(chǎn)階段。亨利-福特以大批量流水線生產(chǎn)方式生產(chǎn)汽油車(chē)使得汽油車(chē)價(jià)格更加低廉，使其價(jià)格從1909年的850美元降到了1925年的260美元。內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)應(yīng)用方便、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)逐步顯現(xiàn)。第五階段電動(dòng)汽車(chē)的復(fù)蘇二次世界大戰(zhàn)后．歐洲和日本的石油供給緊張，電動(dòng)汽車(chē)在局部地區(qū)出現(xiàn)了復(fù)蘇跡象。1943年，僅僅在日本就有3000多輛電動(dòng)汽車(chē)處于注冊(cè)狀態(tài)。20世紀(jì)40年代，電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程只有50～60km，最高時(shí)速僅為30～35kn/h，其性能僅能滿足短途、低速運(yùn)輸?shù)男枰?。進(jìn)入20世紀(jì)60年代，內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)大批量使用導(dǎo)致了嚴(yán)重的空氣污染。不僅如此，更嚴(yán)重的是內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)對(duì)石油的過(guò)分依賴(lài)，導(dǎo)致一系列的政治問(wèn)題和國(guó)家安全問(wèn)題。20世紀(jì)70年代初，世界石油危機(jī)對(duì)美國(guó)乃至世界經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了重大影響，而電動(dòng)汽車(chē)由于其良好的環(huán)保性能和能擺脫對(duì)石油的依賴(lài)性，重新得到社會(huì)各界的重視。學(xué)生回顧并回答問(wèn)題為本次課作好準(zhǔn)備學(xué)生在老師講解基礎(chǔ)上思考并理解學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生先總結(jié)歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：課后習(xí)題1-10、1-112.復(fù)習(xí)本節(jié)所學(xué)知識(shí)。教學(xué)總結(jié)第4次課授課名稱(chēng)第1章新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展歷史；2、了解動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：動(dòng)力電池的發(fā)展歷史和技術(shù)現(xiàn)狀難點(diǎn)：動(dòng)力電池和電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)教學(xué)方法講授法、討論法、提問(wèn)法、舉例法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名、穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)3.概述內(nèi)容：電池發(fā)展的問(wèn)題自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配1-2新能源汽車(chē)和動(dòng)力電池的發(fā)展趨勢(shì)四、主流新能源汽車(chē)技術(shù)及未來(lái)發(fā)展解析1、油電混合動(dòng)力技術(shù)過(guò)渡階段新能源最佳解決方案，其技術(shù)特點(diǎn)是：兼具動(dòng)力性、舒適性與燃油經(jīng)濟(jì)性且技術(shù)成熟。混合動(dòng)力指在車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)中采用兩種不同動(dòng)力源的一種技術(shù)，目前更側(cè)重于指油電混合動(dòng)力。通常降低油耗的方法包括采用小排量發(fā)動(dòng)機(jī)、減少怠速運(yùn)行時(shí)間、進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)優(yōu)化、采用輔助能源或者替代能源以及減少摩擦損失和回收制動(dòng)能量等，輔助發(fā)動(dòng)機(jī)的電動(dòng)馬達(dá)可以在啟動(dòng)的瞬間產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力，因此，車(chē)主可以享受更強(qiáng)勁的起步、加速，實(shí)現(xiàn)較高水平的燃油經(jīng)濟(jì)性。優(yōu)點(diǎn)：（1）和汽油車(chē)一樣到加油站加油，不用改變汽車(chē)的使用習(xí)慣；政府和企業(yè)推廣這種產(chǎn)品也無(wú)須投資新建充電裝置或加氣站。

（2）燃油經(jīng)濟(jì)性能高，而且行駛性能優(yōu)越，混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)要使用燃油，而且在起步、加速時(shí)，由于有電動(dòng)馬達(dá)的輔助，所以可以降低油耗，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“零”排放。

（3）動(dòng)力性?xún)?yōu)于同排量的單純內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，特別是在起步加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以有效地彌補(bǔ)內(nèi)燃機(jī)低轉(zhuǎn)速扭矩力不足的弱點(diǎn)

（4）減少車(chē)內(nèi)的機(jī)械噪音、低速或怠速時(shí)采用電動(dòng)機(jī)工作。缺點(diǎn)：（1）產(chǎn)品定價(jià)過(guò)高，電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)兩套動(dòng)力系統(tǒng)的造價(jià)遠(yuǎn)比一套動(dòng)力系統(tǒng)的成本高。

（2）長(zhǎng)時(shí)間高速或勻速行駛不省油。因?yàn)榛旌蟿?dòng)力車(chē)燃油消耗上的優(yōu)勢(shì)主要依靠勢(shì)能積蓄電力節(jié)能，換句話說(shuō)，混合動(dòng)力車(chē)在行駛中越是頻繁制動(dòng)減速、或頻繁地起步停車(chē)就會(huì)相對(duì)更為節(jié)能。而如果處于長(zhǎng)時(shí)間勻速行駛，其節(jié)能效果就會(huì)相應(yīng)降低。從混動(dòng)程度分類(lèi)，主要可以分為輕/微混動(dòng)、中度混動(dòng)、全混動(dòng)三種方式，完全是根據(jù)電力與燃油參與的比重來(lái)劃分的，其中全混動(dòng)模式是重點(diǎn)。混動(dòng)雙模技術(shù)現(xiàn)階段前景最好的新能源技術(shù)，其技術(shù)特點(diǎn)是：集純電動(dòng)+油電混動(dòng)于一身、屬于混動(dòng)技術(shù)升級(jí)版。雙?；靹?dòng)技術(shù)系統(tǒng)，顧名思義，就是將原有的油電混合技術(shù)上增加了可充電功能，形成由電機(jī)和電機(jī)配合發(fā)動(dòng)機(jī)向車(chē)輛輸出動(dòng)力的兩種驅(qū)動(dòng)模式，不僅降低了油耗及排放，更極大的提高了動(dòng)力和操控性能，既可充電，又可加油的多種能源補(bǔ)充方式，實(shí)現(xiàn)了真正意義的雙動(dòng)力混合系統(tǒng)，成為現(xiàn)階段最有前景的新能源技術(shù)，至少相比單純的油電混動(dòng)系統(tǒng)，在短途中完全可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)行駛，實(shí)現(xiàn)零污染零排放。優(yōu)點(diǎn)：在油電混合動(dòng)力的前提下，增加插電式功能，短途中完全可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)零污染零排放行駛，相比普通混動(dòng)車(chē)型，可享受?chē)?guó)家3.5萬(wàn)的新能源補(bǔ)貼政策，部分地區(qū)最高可達(dá)7萬(wàn)元。缺點(diǎn)：目前技術(shù)并不完善，充電設(shè)施少，實(shí)際使用還是以?xún)?nèi)燃機(jī)為主，同時(shí)進(jìn)口車(chē)型價(jià)格昂貴，自主品牌價(jià)格有優(yōu)勢(shì)但品牌影響力不足。比亞迪秦和雪佛蘭Volt兩個(gè)代表，在應(yīng)用中并不相同，特別是在電池能量耗盡的情況下，秦更多的依賴(lài)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)去行駛，而Volt發(fā)動(dòng)機(jī)更多扮演的是充電增程的作用，多數(shù)情況下發(fā)動(dòng)機(jī)并不參與行駛工作，而不是像其他派系的產(chǎn)品那樣，直接變成燃油車(chē)。純電動(dòng)技術(shù)門(mén)檻較低，新能源方案/電池續(xù)航?jīng)Q定發(fā)展，其技術(shù)特點(diǎn)是：噪聲低、無(wú)污染、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、扭矩大、成本低但續(xù)航是難題。在售代表車(chē)型：特斯拉MODELS、比亞迪E6、北汽E150ev。目前人們所說(shuō)的電動(dòng)汽車(chē)多是指純電動(dòng)汽車(chē)，是一種采用蓄電池作為動(dòng)力源的汽車(chē)。它利用蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源，通過(guò)電池向電機(jī)提供電能，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而推動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。從外形看，電動(dòng)汽車(chē)與日常汽車(chē)并沒(méi)有什么區(qū)別，區(qū)別主要在于動(dòng)力源及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即純電動(dòng)汽車(chē)的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)，蓄電池相當(dāng)于原來(lái)的油箱。優(yōu)點(diǎn)：零排放，在行駛中無(wú)廢氣排出，不污染環(huán)境，比燃油機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的能源利用率要高，扭矩性能遠(yuǎn)超燃油機(jī)，同時(shí)省去了發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、油箱、冷卻和排氣系統(tǒng)，所以結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，行駛中并沒(méi)有噪音，政府補(bǔ)貼支持。缺點(diǎn)：電池技術(shù)瓶頸，巡航里程較短，電池存在壽命問(wèn)題，充電地點(diǎn)稀少且充電時(shí)間較長(zhǎng)。新能源汽車(chē)經(jīng)歷了幾年的純電動(dòng)熱之后，當(dāng)前進(jìn)入一個(gè)迷茫期，純電動(dòng)的續(xù)航里程、價(jià)格、充電時(shí)間等幾座大山依舊是技術(shù)難點(diǎn)，令消費(fèi)者很難接受現(xiàn)在的技術(shù)狀態(tài)，長(zhǎng)途行駛無(wú)法滿足正常應(yīng)用，同時(shí)燃油價(jià)格下降使消費(fèi)者降低購(gòu)買(mǎi)熱情。但不可否認(rèn)，但各國(guó)對(duì)環(huán)境的保護(hù)政策成為眾多汽車(chē)廠商發(fā)展的動(dòng)力。4、氫燃料電池技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染、無(wú)噪音、高效率且加注快缺點(diǎn)：氫氣的儲(chǔ)存和采集技術(shù)無(wú)法一時(shí)普及，制作成本較高本質(zhì)上講，燃料電池動(dòng)力車(chē)并沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)的參與，算是一種全新電動(dòng)車(chē)，配有一個(gè)可充氫氣的燃料箱，沒(méi)有笨重的電池，且功率比內(nèi)燃機(jī)高3到4倍，它解決了長(zhǎng)期困擾電池動(dòng)力車(chē)的兩大難題：續(xù)航里程有限和充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。最新數(shù)字顯示，一箱氫氣可供燃料電池動(dòng)力車(chē)行駛480公里，而充滿一箱氫氣只需5分鐘。和電池動(dòng)力車(chē)一樣，它被歸為“零排放汽車(chē)”。學(xué)生回顧并回答問(wèn)題為本次課作好準(zhǔn)備學(xué)生在老師講解基礎(chǔ)上思考并理解學(xué)生認(rèn)真聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生先總結(jié)歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：課后習(xí)題1-12、1-13教學(xué)總結(jié)第5次課授課名稱(chēng)第1章新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解電池有哪些特性參數(shù)；2、掌握新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握動(dòng)力電池的重要特性參數(shù)；難點(diǎn)：理解電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能需求教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名、穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配1-3新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求一、電池的儲(chǔ)能原理與基本結(jié)構(gòu)1、電池的儲(chǔ)能原理電池是指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。利用電池作為能量來(lái)源，可以得到具有穩(wěn)定電壓，穩(wěn)定電流，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定供電，受外界影響很小的電流，并且電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便，充放電操作簡(jiǎn)便易行，不易受外界氣候和溫度的影響，性能穩(wěn)定可靠，在現(xiàn)代社會(huì)生活中的各個(gè)方面發(fā)揮有很大作用。2、電池的基本結(jié)構(gòu)電池要實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的過(guò)程，必須滿足如下條件：（1）必須把化學(xué)反應(yīng)中失去電子的氧化過(guò)程（在負(fù)極進(jìn)行），得到電子的還原過(guò)程（在正極進(jìn)行），分在兩個(gè)區(qū)域進(jìn)行，這與一般的氧化還原反應(yīng)存在區(qū)別。（2）兩電極必須具有離子導(dǎo)電性的物質(zhì)。（3）化學(xué)變化過(guò)程中電子傳遞必須經(jīng)過(guò)外線路。電池需包含以下基本組成部分：（1）正極活性物質(zhì)。它具有較高的電極電位，電池放電時(shí)進(jìn)行還原反應(yīng)或陰極過(guò)程。（2）負(fù)極活性物質(zhì)。它具有較低的電極電位，電池工作時(shí)進(jìn)行氧化反應(yīng)或陽(yáng)極過(guò)程。（3）電解質(zhì)。它擁有很高的、選擇性的離子電導(dǎo)率，提供電池內(nèi)部的離子導(dǎo)電的介質(zhì)。大多數(shù)電解質(zhì)為無(wú)機(jī)電解質(zhì)水溶液，也有固體電解質(zhì)、熔融鹽電解質(zhì)、非水溶液電解質(zhì)和有機(jī)電解質(zhì)。有的電解質(zhì)也參加電極反應(yīng)而被消耗。二、電池的特性參數(shù)（1）電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)是電池在理論上輸出能量大小的度量之一，電池的電動(dòng)勢(shì)是熱力學(xué)的兩極平衡電極電位之差。（2）開(kāi)路電壓開(kāi)路電壓是指在開(kāi)路狀態(tài)下(幾乎沒(méi)有電流通過(guò)時(shí))，電池兩極之間的電勢(shì)差，一般用C開(kāi)表示。（3）額定電壓額定電壓也稱(chēng)公稱(chēng)電壓或標(biāo)稱(chēng)電壓，是指在規(guī)定條件下電池工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。采用額定電壓可以區(qū)分電池的化學(xué)體系。（4）工作電壓工作電壓是指電池接通負(fù)載后在放電過(guò)程中顯示的電壓，又稱(chēng)負(fù)荷(載)電壓或放電電壓。工作電壓低于開(kāi)路電壓，當(dāng)然也必然低于電動(dòng)勢(shì)。（5）放電終止電壓也稱(chēng)放電截止電壓，是指電池放電時(shí)，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值。不同類(lèi)型的電池及不同的放電條件，放電終止電壓是不同的。一般而言，低溫或大電流放電時(shí)，終止電壓規(guī)定得低些；小電流或間歇放電時(shí)，終止電壓值規(guī)定得高些。2、容量參數(shù)電池在一定的放電條件下所能放出的電量稱(chēng)為電池容量，以符號(hào)C表示。其單位常用A·h或mA·h表示（1）理論容量(C0)，即假定活性物質(zhì)全部參加電池的成流反應(yīng)所能提供的電量。理論容量可根據(jù)活性物質(zhì)的數(shù)量按法拉第定律計(jì)算求出。（2）額定容量（C），即按國(guó)家或有關(guān)部門(mén)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定的放電條件（如溫度、放電率、終止電壓等）下應(yīng)該放出的最低限度的容量。（3）實(shí)際容量（C），在工作中電池實(shí)際放出的電量，是放電電流與放電時(shí)間的積分，實(shí)際放電容量受放電率的影響較大，所以常在字母C的右下角標(biāo)明放電率，如C20=50A·h，表明在20小時(shí)率下的容量為50A·h。由于電池內(nèi)阻和其他原因，活性物質(zhì)不可能完全被利用，所以實(shí)際容量、額定容量總是低于理論容量。（4）剩余容量。剩余容量是指在一定放電倍率下放電后，電池剩余的可用容量。剩余容量的估計(jì)和計(jì)算受到電池前期放電率、放電時(shí)間等因素以及電池老化程度、應(yīng)用環(huán)境等多種因素影響，所以在準(zhǔn)確估算上存在一定的困難。3、內(nèi)阻參數(shù)電池內(nèi)阻不是常數(shù)，它包括歐姆內(nèi)阻和電極在化學(xué)反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)出的極化內(nèi)阻。歐姆內(nèi)阻主要是由電極材料、電解液、隔膜的內(nèi)阻及各部分零件的接觸電阻組成。它與電池的尺寸、結(jié)構(gòu)、電極的成形方式以及裝配的松緊度有關(guān)；極化內(nèi)阻是正極與負(fù)極由于電化學(xué)極化和濃差極化所引起的電阻之和，與活性物質(zhì)的本性、電極結(jié)構(gòu)、電池制造工藝有關(guān)，尤其是與電池的工作條件密切相關(guān)，隨放電率、溫度等條件的改變而改變。能量與能量密度電池的能量是指電池在一定放電制度下，電池所能釋放出的能量，通常用W·h或kW·h表示。(1)理論能量假設(shè)電池在放電過(guò)程中電壓保持電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值，而且活性物質(zhì)的利用率為100%，在此條件下電池所輸出的能量為理論能量W0，即：(2)實(shí)際能量實(shí)際能量是指電池放電時(shí)實(shí)際輸出的能量，數(shù)值上等于電池實(shí)際放電電壓、放電電流與放電時(shí)間的積分，電池的能量是指電池在一定放電制度下，電池所能釋放出的能量，通常用W·h或kW·h表示。(1)理論能量假設(shè)電池在放電過(guò)程中電壓保持電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值，而且活性物質(zhì)的利用率為100%，在此條件下電池所輸出的能量為理論能量W0，即：(2)實(shí)際能量實(shí)際能量是指電池放電時(shí)實(shí)際輸出的能量，數(shù)值上等于電池實(shí)際放電電壓、放電電流與放電時(shí)間的積分，在實(shí)際應(yīng)用中，估算常采用電池組額定容量與放電平均電壓乘積進(jìn)行電池實(shí)際能量的計(jì)算。全體同學(xué)思考，兩位同學(xué)起來(lái)回答學(xué)生在教師講解的基礎(chǔ)上理解、思考教師歸納、總結(jié)教師講解，學(xué)生回憶、思考作業(yè)1.作業(yè)布置：1-11、1-17、1-18教學(xué)總結(jié)第6次課授課名稱(chēng)第1章新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解電池有哪些特性參數(shù)；2、掌握新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握動(dòng)力電池的重要特性參數(shù)；難點(diǎn)：理解電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能需求教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名、穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配1-3新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求二、電池的特性參數(shù)4、能量與能量密度電池的能量是指電池在一定放電制度下，電池所能釋放出的能量，通常用W·h或kW·h表示。(1)理論能量假設(shè)電池在放電過(guò)程中電壓保持電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值，而且活性物質(zhì)的利用率為100%，在此條件下電池所輸出的能量為理論能量W0，即：(2)實(shí)際能量實(shí)際能量是指電池放電時(shí)實(shí)際輸出的能量，數(shù)值上等于電池實(shí)際放電電壓、放電電流與放電時(shí)間的積分，在實(shí)際應(yīng)用中，估算常采用電池組額定容量與放電平均電壓乘積進(jìn)行電池實(shí)際能量的計(jì)算。由于活性物質(zhì)不可能完全被利用，電池的工作電壓總是小于電動(dòng)勢(shì)，所以電池的實(shí)際能量總是小于理論能量。功率與功率密度（1）功率電池的功率是指在一定的放電制度下，單位時(shí)間內(nèi)電池輸出的能量，其單位為瓦(W)或千瓦(kW)。理論上電池的功率可以表示為:P_0=W0/t=C0/t=IE式中：t—放電時(shí)間；C0—電池的理論容量；I—恒定的放電電流。此時(shí)，電池的實(shí)際功率應(yīng)當(dāng)為：式中I2Rw是消耗于電池內(nèi)阻上的功率，這部分功率對(duì)于負(fù)載是無(wú)用的。（2）功率密度單位質(zhì)量或單位體積電池輸出的功率稱(chēng)為功率密度，又稱(chēng)比功率，單位為kW/kg或W/g。比功率的大小，表征電池所能承受的工作電流的大小，電池比功率大，表示它可以承受大電流放電。比功率是評(píng)價(jià)電池及電池組是否滿足電動(dòng)汽車(chē)加速和爬坡能力的重要指標(biāo)。6、荷電狀態(tài)電池荷電狀態(tài)(stateofcharge，SOC)描述了電池的剩余電量，是電池使用過(guò)程中的重要參數(shù)，此參數(shù)與電池的充放電歷史和充放電電流大小有關(guān)。荷電狀態(tài)值是個(gè)相對(duì)量．一般用百分比的方式來(lái)表示：美國(guó)先進(jìn)電池聯(lián)合會(huì)(USABC)定義SOC為：電池在一定放電倍率下，剩余電量與相同條件下額定容量的比值。由于SOC受充放電倍率、溫度、自放電、老化等因素的影響，實(shí)際應(yīng)用中要對(duì)SOC的定義進(jìn)行調(diào)整。例如，日本本田公司定義SOC為：其中，剩余容量等于額定容量減去凈放電量、自放電量、溫度補(bǔ)償容量后的差值。電池剩余電量受到動(dòng)力電池的基本特征參數(shù)(端電壓、工作電流、溫度、容量、內(nèi)部壓強(qiáng)、內(nèi)阻和充放電循環(huán)次數(shù))和動(dòng)力電池使用特性因素的影響，使得對(duì)電池組的荷電狀態(tài)SOC的測(cè)定很困難。7、放電深度放電深度(DepthofDischarge，DOD)是放電容量與額定容量之比的百分?jǐn)?shù)，與SOC之間存在如下數(shù)學(xué)計(jì)算關(guān)系：放電深度的高低對(duì)二次電池的使用壽命有很大的影響，一般情況下，二次電池常用的放電深度越深，其使用壽命就越短，因此在使用中應(yīng)盡量避免二次電池深度放電。8、使用壽命電池在充放電循環(huán)使用中，由于一些不可避免的副反應(yīng)的存在，電池可用活性物質(zhì)逐步減少，性能退化。其退化程度隨著充放電循環(huán)次數(shù)的增加而加劇，退化速度與電池充放電的工作狀態(tài)和環(huán)境有著直接的聯(lián)系。電池經(jīng)歷一次充電和放電，稱(chēng)為一次循環(huán)或一個(gè)周期。在一定放電制度下，二次電池的容量降至某一規(guī)定值之前，電池所能耐受的循環(huán)次數(shù)，稱(chēng)為蓄電池的循環(huán)壽命或使用周期。鉛酸蓄電池為300-500次；鋰離子電池可達(dá)1000次以上。9、自放電率自放電率是電池在存放時(shí)間內(nèi)，在沒(méi)有負(fù)荷的條件下自身放電，使得電池的容量損失的速度，自放電率采用單位時(shí)間(月或年)內(nèi)電池容量下降的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。式中Aha—電池儲(chǔ)存時(shí)的容量(A·h)；Ahb—電池儲(chǔ)存以后的容量(A·h)；t—電池儲(chǔ)存的時(shí)間(天或月)。自放電率通常與時(shí)間和環(huán)境溫度有關(guān)，電池久置時(shí)要定期補(bǔ)電，并在適宜的溫度和濕度下儲(chǔ)存。10、不一致性電池的不一致性是指同一規(guī)格、同一型號(hào)的單體電池組成電池組后，在電壓、內(nèi)阻及其變化率、荷電量、容量、充電接受能力、循環(huán)壽命、溫度影響、自放電率等參數(shù)方面存在的差別。電動(dòng)汽車(chē)必須使用多塊單體電池構(gòu)成的電池組來(lái)滿足使用要求。電池的不一致性對(duì)于成組使用的動(dòng)力電池才有意義，由于不一致性的影響，動(dòng)力電池組在電動(dòng)汽車(chē)上使用的性能指標(biāo)往往達(dá)不到單體電池原有水平，使用壽命可能縮短數(shù)倍甚至十幾倍，嚴(yán)重影響電動(dòng)汽車(chē)的性能和應(yīng)用。11、成本電池的成本與電池的技術(shù)含量、材料、制作方法和生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)，新開(kāi)發(fā)的高比能量、比功率的電池成本就高，如鋰離子電池，使得電動(dòng)汽車(chē)的造價(jià)也較高。因此開(kāi)發(fā)和研制高效、低成本的電池是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵。電池成本一般以電池單位容量或能量的成本進(jìn)行表示，單位為：元/A·h或元/kW·h，以方便對(duì)于不同類(lèi)型或同類(lèi)型不同生產(chǎn)廠家、不同型號(hào)的電池進(jìn)行比較。學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：1-25教學(xué)總結(jié)第7次課授課名稱(chēng)第1章新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解電池有哪些特性參數(shù)；2、掌握新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握動(dòng)力電池的重要特性參數(shù)；難點(diǎn)：理解電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能需求教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名、穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配1-3新能源汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求三、電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的性能要求動(dòng)力電池最重要的特點(diǎn)就是高功率和高能量。高功率意味著更大的充放電強(qiáng)度，高能量表示更高的質(zhì)量比能量和體積比能量。動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要按照最優(yōu)化的整車(chē)設(shè)計(jì)應(yīng)用指標(biāo)設(shè)計(jì)電池系統(tǒng)。1、高能量對(duì)于電動(dòng)車(chē)輛高能量意味著更長(zhǎng)的續(xù)駛里程，續(xù)駛里程的延長(zhǎng)可有效提升車(chē)輛應(yīng)用的方便性和適用范圍。鋰離子動(dòng)力電池能夠在電動(dòng)車(chē)輛上廣泛推廣和應(yīng)用，主要原因就是其能量密度是鉛酸動(dòng)力電池的3倍，并且還有繼續(xù)提高的可能性。2、高功率動(dòng)力電池組要能夠提供驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)高功率輸出，滿足車(chē)輛動(dòng)力性的要求。但長(zhǎng)期大電流、高功率放電對(duì)于電池的使用壽命和充放電效率會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，甚至影響電池使用的安全性，因此在功率方面還需要一定的功率儲(chǔ)備，避免讓動(dòng)力電池在全功率工況下工作。3、長(zhǎng)壽命鉛酸動(dòng)力電池使用壽命在深充深放工況下可以達(dá)到400次，鋰離子動(dòng)力電池可以達(dá)到1000次以上，混合動(dòng)力用鎳氫電池已經(jīng)可以達(dá)到10年以上。但動(dòng)力電池長(zhǎng)壽命，關(guān)系到電池成本。車(chē)輛應(yīng)用過(guò)程中電池更換的費(fèi)用，是電動(dòng)汽車(chē)使用成本的重要組成部分。提高動(dòng)力電池的使用壽命目前是電池技術(shù)研究的重點(diǎn)問(wèn)題之一。4、低成本動(dòng)力電池的成本與電池的新技術(shù)含量、材料、制作方法和生產(chǎn)規(guī)模有關(guān)，目前高比能量的電池成本較高，使得電動(dòng)汽車(chē)的造價(jià)也較高，開(kāi)發(fā)和研制高效、低成本的動(dòng)力電池是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵。5、安全性好動(dòng)力電池為電動(dòng)汽車(chē)提供了高達(dá)300V以上的驅(qū)動(dòng)供電電壓，可能危及人身安全和車(chē)載電器的使用安全。動(dòng)力電池作為高能量密度的儲(chǔ)能載體，自身也存在一定的安全隱患，以鋰離子電池為例：1)充放電過(guò)程如果發(fā)生熱失控反應(yīng)，可能導(dǎo)致電池短路起火，甚至產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象。2)鋰離子電池采用的有機(jī)電解質(zhì)，在4.6V左右易發(fā)生氧化，并且溶劑易燃，若出現(xiàn)泄漏等情況，也會(huì)引起電池著火燃燒、甚至爆炸。3)發(fā)生碰撞、擠壓、跌落等極端的狀況，導(dǎo)致電池內(nèi)部短路．也會(huì)引起危險(xiǎn)狀況的出現(xiàn)。6、工作溫度適應(yīng)性強(qiáng)車(chē)輛應(yīng)用一般不應(yīng)受地域的限制，不同的空間和時(shí)間應(yīng)用，需要車(chē)輛適應(yīng)不同的溫度，僅以北京地區(qū)的車(chē)輛應(yīng)用為例，北京夏季地表溫度可達(dá)50℃以上，冬季可低至-15℃以下，在該溫度變化范圍內(nèi)，動(dòng)力電池應(yīng)可以正常工作，因此，對(duì)于動(dòng)力電池而言，需要?jiǎng)恿﹄姵鼐哂辛己玫臏囟冗m應(yīng)性。現(xiàn)在的動(dòng)力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)，考慮到電池的溫度適應(yīng)性問(wèn)題，一般都需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)或加熱系統(tǒng)來(lái)達(dá)到動(dòng)力電池的最佳工作溫度。7、可回收性好按照動(dòng)力電池使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)定義，電池在其容量衰減到額定容量的80%時(shí)，確定為動(dòng)力電池壽命終結(jié)。隨著電動(dòng)汽車(chē)的大量應(yīng)用，必然出現(xiàn)大量廢舊動(dòng)力電池的回收問(wèn)題。對(duì)于動(dòng)力電池的可回收性，在電化學(xué)性能方面，首先要求做到電池正負(fù)極及電解液等材料無(wú)毒，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。其次是研究電池內(nèi)部各種材料的回收再利用。對(duì)于動(dòng)力電池的再利用，還存在梯次利用問(wèn)題，即按照動(dòng)力電池壽命標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到額定容量80%以下淘汰的電池轉(zhuǎn)移到對(duì)電池容量和功率要求相對(duì)較低的領(lǐng)域繼續(xù)應(yīng)用。學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：1-22教學(xué)總結(jié)第8次課授課名稱(chēng)第2章各類(lèi)動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解鉛酸電池的儲(chǔ)能工作原理；2、掌握鉛酸電池的檢測(cè)方法。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：鉛酸電池的儲(chǔ)能原理與檢測(cè)；難點(diǎn)：鉛酸電池的儲(chǔ)能原理教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名、穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配2-1鉛酸動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及應(yīng)用一、鉛酸電池的類(lèi)型與儲(chǔ)能原理1、鉛酸電池的類(lèi)型根據(jù)鉛酸電池的作用可將其分為三種類(lèi)型：①起動(dòng)式鉛酸蓄電池（Starterbatteries)。②牽引式鉛酸蓄電池(Tractionbatteries)。③固定式鉛酸蓄電池(Stationarybatteries)類(lèi)型常用容量/A·h正極板負(fù)極板特點(diǎn)起動(dòng)式鉛酸蓄電池5~200涂膏式涂膏式比功率高、比能量高牽引式鉛酸蓄電池40~1200管狀涂膏式可深度充放電固定式鉛酸蓄電池40~5000板狀涂膏式比能量較低、自放電率小起動(dòng)式鉛酸蓄電池由于不能深度充放電，不能用于電動(dòng)汽車(chē)的主電源，一般僅作為低壓輔助電源使用；固定式鉛酸蓄電池容量可以做到很大，但比能量較低，體積和質(zhì)量很大，不適合車(chē)用，一般僅用于不間斷電源等位置相對(duì)固定的場(chǎng)合。牽引式鉛酸蓄電池容量相對(duì)較大，可深度充放電，比能量較高，可用于電動(dòng)汽車(chē)主動(dòng)力電源。鉛酸蓄電池由于其技術(shù)成熟，可大電流放電，適用溫度范圍寬和無(wú)記憶效應(yīng)等性能上的優(yōu)點(diǎn)，以及原材料的易于獲取和遠(yuǎn)低于鎳氫和鋰離子等高能電池,目前仍然是切實(shí)可行的動(dòng)力電池。2、鉛酸電池的儲(chǔ)能原理（1）鉛蓄電池的放電當(dāng)鉛蓄電池的正、負(fù)極板浸入電解液中時(shí)，在正、負(fù)極板間就會(huì)產(chǎn)生約2.1V的靜止電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)若接入負(fù)載，在電動(dòng)勢(shì)的作用下，電流就會(huì)從蓄電池的正極經(jīng)外電路流向蓄電池的負(fù)極，這一過(guò)程稱(chēng)為放電，蓄電池的放電過(guò)程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^(guò)程。放電時(shí)，正極板上的PbO2和負(fù)極板上的Pb，都與電解液中的H2SO4反應(yīng)生成硫酸鉛（PbSO4），沉附在正、負(fù)極板上。電解液中H2SO4不斷減少，密度下降。（2）鉛蓄電池的充電充電時(shí)，蓄電池的正、負(fù)極分別與直流電源的正、負(fù)極相連，當(dāng)充電電源的端電壓高于蓄電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，電流從蓄電池的正極流入，負(fù)極流出，這一過(guò)程稱(chēng)為充電。蓄電池充電過(guò)程是電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過(guò)程。充電時(shí)，正、負(fù)極板上的PbSO4還原成PbO2和Pb，電解液中的H2SO4增多，密度上升。蓄電池充足電的標(biāo)志是：（1）電解液中有大量氣泡冒出，呈沸騰狀態(tài)；（2）電解液的密度和蓄電池的端電壓上升到規(guī)定值，且在2～3h內(nèi)保持不變。當(dāng)充電接近終了時(shí)，PbSO4已基本還原成PbO2和Pb，這時(shí)，過(guò)剩的充電電流將電解水，使正極板附近產(chǎn)生O2從電解液中逸出，負(fù)極板附近產(chǎn)生H2從電解液中逸出,電解液液面高度降低。因此，鉛蓄電池需要定期補(bǔ)充蒸餾水。學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：2-18教學(xué)總結(jié)第9次課授課名稱(chēng)第2章各類(lèi)動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解鉛酸電池的儲(chǔ)能工作原理；2、掌握鉛酸電池的檢測(cè)方法。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：鉛酸電池的儲(chǔ)能原理與檢測(cè)；難點(diǎn)：鉛酸電池的儲(chǔ)能原理教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名、穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配2-1鉛酸動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及應(yīng)用二、蓄電池的結(jié)構(gòu)組成及工作特性1、蓄電池的結(jié)構(gòu)組成如圖所示為6V蓄電池的構(gòu)造圖。它由三個(gè)相同的單格電池組成。每個(gè)單格電池的電壓為2V。用聯(lián)條把各單格串聯(lián)起來(lái)，便成了一個(gè)6V蓄電池。這種蓄電池主要由極板、隔板、電解液、外殼（容器）等組成。2、蓄電池規(guī)格型號(hào)型號(hào)：JB2599-85《鉛蓄電池產(chǎn)品型號(hào)編制方法》串聯(lián)單格數(shù)－電池類(lèi)型和特征－額定容量－特殊性能如：6—QA—60S鉛酸電池的工作特性1)影響蓄電池容量因素(1)結(jié)構(gòu)因素極板表面積大?。粯O板片數(shù)多少（參加反應(yīng)活性物質(zhì)越多，容量越大）；極板越薄，活性物質(zhì)的多孔性越好，則電解液向極板內(nèi)部的滲透越容易，活性物質(zhì)利用率就越高，輸出容量也就越大。(2)使用因素：放電電流、電解液溫度、密度2)充電特性恒流限壓法作為鉛酸電池最為常用的充電方法，無(wú)論是對(duì)于鉛酸電池單體還是鉛酸電池構(gòu)成的電池組，在工程實(shí)踐中應(yīng)用最多。3)放電特性在大部分放電過(guò)程中，電池端電壓是穩(wěn)定下降的，到放電末期，電池端電壓急劇下降，此時(shí)應(yīng)停止放電，否則會(huì)造成電池的過(guò)度放電。過(guò)放電會(huì)致使電池內(nèi)部大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面，造成電池陰極“硫酸鹽化”。4）溫度特性溫度對(duì)蓄電池的容量和電動(dòng)勢(shì)影響很大，電解液溫度高時(shí)擴(kuò)散速度增加、電阻降低，其電池電動(dòng)勢(shì)也略有增加．因此鉛酸電池的容量及活化物質(zhì)利用率隨溫度的增加而增加。反之，電解液溫度降低時(shí)，其黏度增大，使離子運(yùn)動(dòng)受到較大阻力，擴(kuò)散能力降低。在低溫下電解液的電阻也增大，電化學(xué)反應(yīng)的阻力增加，結(jié)果導(dǎo)致蓄電池容量下降。三、鉛酸蓄電池的日常使用于維護(hù)1、蓄電池的正確使用（1）蓄電池正、負(fù)極接線柱的識(shí)別（2）蓄電池的就車(chē)拆裝及其注意事項(xiàng)從汽車(chē)上拆卸蓄電池時(shí)，應(yīng)先拆搭鐵電纜，然后拆正極上的電纜；往車(chē)上裝蓄電池時(shí)，應(yīng)認(rèn)清正、負(fù)極，保持負(fù)極搭鐵，并應(yīng)先接正極上的電纜，再接搭鐵電纜。2、蓄電池的使用與維護(hù)①大電流放電時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。每次起動(dòng)時(shí)間應(yīng)小于5s，相鄰兩次起動(dòng)應(yīng)間隔15s以上。避免起動(dòng)時(shí)使用刮水器、后窗除霜加熱器及長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)前照燈等。②盡量避免蓄電池過(guò)放電和長(zhǎng)期處于虧電狀態(tài)下工作，虧電蓄電池應(yīng)及時(shí)取下進(jìn)行充電，放完電的蓄電池應(yīng)在24h之內(nèi)進(jìn)行充電。③冬季使用蓄電池，要特別注意保持足電狀態(tài)，以免電解液密度降低而結(jié)冰。在保證不結(jié)冰前提下，盡可能采用密度偏低的電解液，如果液面過(guò)低，需添加蒸餾水，只能在充電前進(jìn)行，盡可能使水和電解液混合。冷起動(dòng)前，注意預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)。④蓄電池的儲(chǔ)存滿足以下條件：室溫5~40℃，干燥、通風(fēng)良好；避免疊放或受沖擊；避免陽(yáng)光直射，距離熱源2m以上。⑤日常維護(hù)時(shí)，檢查蓄電池外殼與極柱是否有裂紋和電解液泄漏；檢查蓄電池本身安裝是否牢固，防止振動(dòng)損壞；檢查極柱接線是否牢固，防止電量損失或產(chǎn)生火花；保持加液孔蓋上通氣孔的暢通，定期疏通。經(jīng)常檢查并調(diào)整電解液的液面高度（高于極板10~15mm），不足時(shí)應(yīng)補(bǔ)充蒸餾水。⑥保持蓄電池外表面的清潔干燥，及時(shí)清除極柱和電纜卡子上的氧化物，并確定蓄電池極柱上的電纜連接是否牢固、蓄電池在托架上的安裝是否牢固。清洗時(shí)要將蓄電池從車(chē)上拆下，先刮除腐蝕物，再用蘇打水清洗，然后用清水沖洗并用紙巾擦干。電纜卡子在清洗后還應(yīng)涂上凡士林或潤(rùn)滑脂防止腐蝕。四、鉛酸電池的故障檢測(cè)1、開(kāi)路電壓的檢測(cè)對(duì)于額定電壓為12V的蓄電池，將測(cè)得其電壓小于12V，說(shuō)明蓄電池過(guò)量放電；若測(cè)得其電壓為12.2V～12.4V，說(shuō)明部分放電；若測(cè)得其電壓高于12.5V，說(shuō)明蓄電池存電足。2、利用蓄電池觀察孔顏色判斷學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：2-12.預(yù)習(xí)教學(xué)總結(jié)第10次課授課名稱(chēng)第2章各類(lèi)動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解鎳鎘、鎳氫等堿性電池的性能特點(diǎn)；2、掌握鎳鎘、鎳氫電池結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能原理。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：鎳鎘、鎳氫電池的性能特點(diǎn)及應(yīng)用；難點(diǎn)：鎳鎘、鎳氫電池的儲(chǔ)能原理教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名，穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配2-2堿性動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及應(yīng)用堿性電池的結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)能原理1、鎳鎘電池(Ni-Cd，Nickel—CadmiunBattery)鎳鎘蓄電池的正極材料為球形氫氧化鎳，充電時(shí)為NiOOH,放電時(shí)為Ni(OH)2。負(fù)極材料為海綿狀金屬鎘或氧化鎘粉以及氧化鐵粉，氧化鐵粉的作用是使氧化鎘粉有較高的擴(kuò)散性，增加極板的容量。電解液通常為氫氧化納或氫氧化鉀溶液。(1)鎳電極反應(yīng)機(jī)理充電時(shí)，電極中Ni(OH)2顆粒表面的Ni2+失去電子成為Ni3+，電子通過(guò)正極中的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和集流體向外電路轉(zhuǎn)移；同時(shí)Ni(OH)2顆粒表面晶格OH－中的H+通過(guò)界面雙電層進(jìn)入溶液，與溶液中的OH－結(jié)合生成H2O。在充電過(guò)程中．鎳電極上會(huì)有O2析出，但這并不表示充電過(guò)程已全部完成。通常情況下，在充電不久時(shí)鎳電極就會(huì)開(kāi)始析氧，這是鎳電極的一個(gè)特點(diǎn)。(2)鎘電極的反應(yīng)機(jī)理鎳鎘電池的負(fù)極活性物質(zhì)是海綿狀金屬鎘，放電產(chǎn)物是難溶于KOH溶液的Cd(OH)2。鎘電極的放電反應(yīng)機(jī)理是溶解一沉積機(jī)理，放電時(shí)Cd被氧化，生成Cd(OH)3－進(jìn)入溶液，然后再形成Cd(OH)2沉積在電極上。Cd(OH)3－在堿液中的溶解度為9×10-5mol/L，該濃度可以使鎘電極具有較高的反應(yīng)速率，這也是鎳鎘電池能夠高倍率放電的主要原因。2、鎳氫電池鎳氫(MH-Ni)電池是在Ni-Cd電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，相對(duì)于鎳鎘電池，其最大的優(yōu)點(diǎn)是環(huán)境友好．不存在重金屬污染。民用鎳氫電池又是以航天用高壓鎳氫電池為基礎(chǔ)，由于高壓鎳氫電池采用高壓氫，而且還需要用貴金屬作催化劑，這就很難為民用所接受。自20世紀(jì)70年代中期，研究者開(kāi)始探索民用的低壓氫鎳電池。鎳氫電池于1988年進(jìn)入實(shí)用化階段，1990年在日本開(kāi)始規(guī)模生產(chǎn)。（1）鎳氫電池結(jié)構(gòu)包括以鎳的儲(chǔ)氫合金為主要材料的負(fù)極板、具有保液能力和良好透氣性的隔膜、堿性電解液、金屬殼體、具有自動(dòng)密封的安全閥及其他部件。儲(chǔ)氫合金在進(jìn)行吸氫／放氫化學(xué)反應(yīng)(可逆反應(yīng))的過(guò)程中，也伴隨著放熱／吸熱的熱反應(yīng)(可逆反應(yīng))，同時(shí)也產(chǎn)生充電／放電的電化學(xué)反應(yīng)(可逆反應(yīng))。具有實(shí)用價(jià)值的儲(chǔ)氫合金應(yīng)該具有儲(chǔ)氫量大、容易活化、吸氫／放氫的化學(xué)反應(yīng)速率快、使用壽命長(zhǎng)及成本低廉等特性。（2）鎳氫電池工作原理鎳氫電池正極的活性物質(zhì)為NiOOH(放電時(shí))和Ni(OH)2(充電時(shí))，負(fù)極板的活性物質(zhì)為H2(放電時(shí))和H2O(充電時(shí))，電解液采用30%的氫氧化鉀溶液．二、鎳鎘、鎳氫電池的工作特性1、鎳鎘電池的特性鎳鎘電池標(biāo)稱(chēng)電壓為1.2V，具有使用壽命長(zhǎng)(可充放電循環(huán)1000次以上)、機(jī)械強(qiáng)度高、密封性能好、使用溫度范圍大(-40～+50℃)維護(hù)保養(yǎng)方便、能耐受大電流(高于正常使用電流的幾倍乃至10倍)的瞬時(shí)沖擊等優(yōu)點(diǎn)。(1)充放電性能鎳鎘電池的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)是1.299V，額定電壓是1.2V，平均工作電壓為1.20～1.25V。剮充完電的電池開(kāi)路電壓較高，可以到達(dá)1.4V以上，放置一段時(shí)間，正極不穩(wěn)定的NiO2發(fā)生分解，開(kāi)路電壓會(huì)降低到1.35V左右。(2)倍率持續(xù)放電特性動(dòng)力鎳鎘電池允許大電流放電而不會(huì)損壞，允許放電倍率在10C以上，但是大電流放電時(shí)，電壓下降很快，電池可放出的能量下降。(3)高低溫放電性能溫度升高時(shí)，鎳鎘電池的容量會(huì)增加，但溫度超過(guò)50℃時(shí)，電池可能失效。低溫情況下，鎳鎘電池的容量下降。如-45℃以O(shè).2C放電鎳鎘電池一般只能提供50%左右的額定容量；-18℃以3C放電一般可以放出30%以上的額定容量。(4)耐過(guò)充電和過(guò)放電性能鎳鎘電池具有很好的耐過(guò)充電和過(guò)放電能力。1C恒電流持續(xù)充電2h，或強(qiáng)迫過(guò)放電不超過(guò)2h，電池不會(huì)損壞。鉛酸及鋰離子電池在這種情況下，將產(chǎn)生永久的損壞。2、鎳鎘電池應(yīng)用存在的問(wèn)題（1）記憶效應(yīng)鎳鎘電池長(zhǎng)期不徹底充電、放電，易在電池內(nèi)留下痕跡，降低電池容量，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電池記憶效應(yīng)。比如，鎳鎘電池長(zhǎng)期只放出80%的電量后就開(kāi)始充電，一段時(shí)間后，電池充滿電后也只能放出80%的電量。記憶效應(yīng)的出現(xiàn)主要是由于傳統(tǒng)工藝中負(fù)極為燒結(jié)式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在完全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚集成塊，造成Ni電極膨脹或生成不導(dǎo)電的Ni(OH)2，從而引起電池電壓下降或容量減少，使電池放電時(shí)形成次級(jí)放電平臺(tái)。鎳鎘電池會(huì)儲(chǔ)存這一放電平臺(tái)并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點(diǎn)。同樣在每一次使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應(yīng)，使電池的容量變得更低。（2）環(huán)境污染鎘是鎳鎘電池的必備原材料，但有大量研究表明，在人體內(nèi)，鎘的半衰期長(zhǎng)達(dá)730年，可蓄積50年之久，攝入或吸人過(guò)量的鎘可引起腎、肺、肝、骨、生殖效應(yīng)及癌癥。基于環(huán)境保護(hù)的原因，許多發(fā)達(dá)國(guó)家已建議禁止使用鎳鎘電池。3、鎳氫電池與鎳鎘電池的對(duì)比分析同鎳鎘電池相比，鎳氫電池具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：1)能量密度高，同尺寸電池，容量是鎳鎘電池的1.5～2倍。2)環(huán)境相容性好,無(wú)鎘污染，3)可大電流快速充放電，充放電倍率高。4)無(wú)明顯的記憶效應(yīng)。5)低溫性能好，耐過(guò)充放能力強(qiáng)。6)工作電壓與鎳鎘電池相同，為1.2V。鎳氫電池是鎳鎘電池的換代產(chǎn)品，電池的物理參數(shù)，如尺寸、質(zhì)量和外觀完全可與鎳鎘電池互換，電性能也基本一致，充放電曲線相似，放電曲線非常平滑，電快要消耗完時(shí)，電壓才會(huì)突然下降，故使用時(shí)完全可替代鎳鎘電池，而不需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行任何改造。4、鎳氫電池特性（1）充電特性充電特性曲線如圖所示，該曲線大致可分為三段。開(kāi)始時(shí)電壓上升較快，然后比較平坦，隨著充電過(guò)程的進(jìn)行，當(dāng)充電容量接近電池的額定容量的75%左右時(shí)，充電電壓就再次呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)。當(dāng)充電量超過(guò)電池設(shè)計(jì)容量之后就進(jìn)入過(guò)充電階段。此時(shí)正極析出的氧會(huì)在負(fù)極儲(chǔ)氫合金表面進(jìn)行還原、去極化，使負(fù)極電位正移，電池溫度迅速升高，加之鎳氫電池反應(yīng)溫度系數(shù)是負(fù)值，因此電池的充電電壓就會(huì)下降。（2）放電特性鎳氫電池工作電壓為1.2V，指的是放電電壓的平臺(tái)電壓，是鎳氫電池的重要性能指標(biāo)。如下圖所示。電池的放電特性受電流／環(huán)境溫度等因素的影響，電流越大，溫度越低，電池放電電壓和放電效率越低，長(zhǎng)期大電流放電對(duì)電池的壽命也會(huì)造成一定的影響。截止電壓一般設(shè)定在0.9～1V，截止電壓設(shè)定得太高,電池容量不能被充分利用，反之，則容易引起電池過(guò)放。（3）容量特性電池的實(shí)際容量受到理論容量的限制，但與實(shí)際放電機(jī)制和應(yīng)用工況密切相關(guān)。在高倍率即大電流放電條件下，電極的極化增強(qiáng)，內(nèi)阻增大，放電電壓下降很快，電池的能量效率降低，電池的實(shí)際容量一般都低于額定容量。相應(yīng)地，在低倍率放電條件下，放電電壓下降緩慢．電池實(shí)際放出的容量常常高于額定容量。鎳氫電池的充電電流、擱置時(shí)間、放電終止電壓和放電電流等均會(huì)對(duì)放電容量產(chǎn)生影響。（4）內(nèi)壓鎳氫電池在充放電過(guò)程中，正極析出氧氣和負(fù)極析出氫氣，從而產(chǎn)生電池的內(nèi)壓。鎳氫電池的內(nèi)壓是一直存在的，通常都維持在正常水平，不會(huì)引起安全問(wèn)題。但在過(guò)充或過(guò)放情況下，電池內(nèi)壓升高到一定程度，就有可能帶來(lái)安全問(wèn)題。（5）自放電和儲(chǔ)存性能電池的自放電主要是由電極材料、制造工藝、儲(chǔ)存條件等多方面因素決定的，在2℃下，鎳氫電池的月自放電率達(dá)到20%～25%。鎳氫電池的存放條件為：存放區(qū)應(yīng)保持清潔、涼爽、通風(fēng)；溫度應(yīng)在10—25℃之間，一般不應(yīng)超過(guò)30℃；相對(duì)濕度以不大于65%為宜。（6）溫度特性鎳氫電池在中高溫環(huán)境下，電池放電容量明顯比低溫時(shí)放電容量大。（7）循環(huán)壽命鎳氫電池一般采用淺充淺放的應(yīng)用機(jī)制，即SOC在40%～80%之間應(yīng)用，因此電池的使用壽命已經(jīng)可以達(dá)到5年以上,甚至達(dá)到10年以上。學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：2-32.預(yù)習(xí)教學(xué)總結(jié)第11次課授課名稱(chēng)第2章各類(lèi)動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、掌握鋰離子動(dòng)力電池的儲(chǔ)能原理與結(jié)構(gòu)；2、掌握鋰離子動(dòng)力電池的工作特性，了解其應(yīng)用情況重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：鋰離子電池的工作特性難點(diǎn)：理解鋰離子電池的充放電原理教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名，穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配2-3鋰離子動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及應(yīng)用一、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與原理1、鋰離子電池的類(lèi)型根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池(LithiumIonBattery，LIB)和聚合物鋰離子電池(PolymerLithiumIonBattery，LIP)兩大類(lèi)。液態(tài)鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì)，而聚合物鋰離子電池則以聚合物電解質(zhì)來(lái)代替。液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料都是相同的，工作原理也基本一致。2、鋰離子電池的結(jié)構(gòu)鋰電池的結(jié)構(gòu)形式常見(jiàn)的有圓柱碳包式、方型疊片式、圓柱疊片式、圓柱卷繞式、方型卷繞式等。電池容量從幾十毫安時(shí)到幾百安時(shí)不等。正極：采用鋰化合物L(fēng)iXCoO2（鈷酸鋰）、LiXNiO2（鎳酸鋰）、LiFePO4（磷酸鐵鋰）、LiXMnO2（錳酸鋰）、Li3TiO3（鈦酸鋰）、以及三元材料Li(NiCoMn)O2）鎳鈷錳酸鋰；這些鋰化合物材料是晶狀體結(jié)構(gòu)材料。負(fù)極：采用鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6。電解質(zhì)：為溶解有鋰鹽LiPF6、LiAsF6等有機(jī)溶液。隔膜：只允許鋰離子Li+往返通過(guò)，阻止電子e-通過(guò)，在正負(fù)極之間起到絕緣作用。二、鋰離子電池的工作特性1、充放電特性鋰離子電池充電從安全、可靠及兼顧充電效率等方面考慮，通常采用兩段式充電方法。第一階段為恒流限壓，第二階段為恒壓限流。鋰離子電池充電的最高限壓值根據(jù)正極材料不同而有一定的差別。鋰離子電池基本充放電電壓曲線如下圖所示。圖中曲線采用的充放電電流均為0.3C。2.安全性鋰離子電池在熱沖擊、過(guò)充、過(guò)放和短路等濫用情況下，其內(nèi)部的活性物及電解液等組分間將發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量與氣體，使得電池內(nèi)部壓力一定程度可能導(dǎo)致電池著火，甚至爆炸。3.熱特性電池放電電流越大時(shí)，正極耳處的溫度上升越快，并且溫度極值越高。在環(huán)境溫度較高，并且電池大功率放電的情況下，必須采用散熱措施，以避免安全問(wèn)題。充電倍率越大，電池溫度上升越快，并且溫度峰值也越大。鋰離子電池出廠時(shí)的充電過(guò)程一開(kāi)始涓流充電，必須先充到3.0v（這是第一次充電，使用鋰離子電池放電終了電壓一般都設(shè)置高于3.0v），然后以大電流恒流充電，但注意電池不能過(guò)分發(fā)熱（超過(guò)材料的充電接受能力），充電電流越大，接受比率就越低，對(duì)電池的傷害就越大。當(dāng)電壓充到某個(gè)數(shù)值以后切換成恒壓充電，因?yàn)榇藭r(shí)鋰離子已經(jīng)快轉(zhuǎn)移完畢，極板的充電接受能力下降，充電電流會(huì)逐漸減小。當(dāng)充電電流降低到某個(gè)數(shù)值以后，0.1C，停止充電！鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)1)工作電壓高。鈷酸鋰3.6V，錳酸鋰3.7V，磷酸鐵鋰3.2V。2)比能量高。理論比能量可達(dá)200W·h／kg以上，實(shí)際應(yīng)用中也可達(dá)140W·h/kg。3)循環(huán)壽命長(zhǎng)。深度放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次以上；低放電深度循環(huán)次數(shù)可達(dá)上萬(wàn)次。4)自放電小。月自放電率僅為總?cè)萘?％～9％5)無(wú)記憶效應(yīng)。6)環(huán)保性高。不包含汞、鉛、鎘等有害元素，是真正意義上的綠色電池。學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：2-152.預(yù)習(xí)教學(xué)總結(jié)第12次課授課名稱(chēng)第2章各類(lèi)動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)了解鋅空氣電池、飛輪電池、超級(jí)電容和燃料電池的應(yīng)用特點(diǎn)，掌握它們的儲(chǔ)電原理。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握其他新型動(dòng)力電池的應(yīng)用及發(fā)展難點(diǎn)：理解其他新型動(dòng)力電池的工作原理教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名，穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配2-4其他類(lèi)型的動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及應(yīng)用一、鋅空氣電池的原理與應(yīng)用1、鋅空氣電池原理鋅空氣電池主要由空氣電極、電解液和鋅陽(yáng)極構(gòu)成；空氣中的氧為正極活性物質(zhì)，金屬鋅作為負(fù)極活性物質(zhì)，多孔活性炭作為正極，鉑或其他材料作為催化劑，使用堿性電解質(zhì)。氧氣經(jīng)多孔電極擴(kuò)散層擴(kuò)散到達(dá)催化層，在催化劑微團(tuán)表面的三相界面處與水發(fā)生反應(yīng)，吸收電子，生成OH-，陽(yáng)極的鋅與電解液中的OH-發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成ZnO和H2O，并釋放出電子，電子被集電層收集起來(lái)，在外電路中產(chǎn)生電流。2、鋅空氣電池的分類(lèi)根據(jù)其充電的方式，以及在電動(dòng)車(chē)輛應(yīng)用的特點(diǎn)可分為三類(lèi)：直接再充式鋅空氣電池、機(jī)械充電式鋅空氣電池以及注入式鋅空氣電池。（1）直接再充式鋅空氣電池容易出現(xiàn)電極變形、枝晶生長(zhǎng)、自腐蝕及鈍化等現(xiàn)象，導(dǎo)致電極失效。因此，直接再充式鋅空氣電池的應(yīng)用受到了一定的限制。（2）機(jī)械式充電是指在電池完全放電后，將電池中用過(guò)的鋅電極取出，換入新的鋅電極，或者將整個(gè)電池組進(jìn)行完全更換，整個(gè)過(guò)程控制在較短的時(shí)間內(nèi)(3～5min)。使用過(guò)的鋅電極或鋅空氣電池可在專(zhuān)門(mén)鋅回收利用廠進(jìn)行回收再加工，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保無(wú)污染生產(chǎn)。（3)注入式鋅空氣電池是將配制好的鋅膏源源不斷地通過(guò)擠壓或壓力輸送送入電池內(nèi)，同時(shí)將反應(yīng)完畢的混合物抽取到電池外，這樣在電動(dòng)車(chē)輛上應(yīng)用時(shí)，電池系統(tǒng)只需攜帶盛放鋅膏的燃料罐，燃料罐加注足夠的鋅膏燃料就可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的連續(xù)行駛。3、鋅空氣電池的應(yīng)用美、德、瑞典等都在EV上積極推廣鋅空氣電池。(1)美國(guó)DreisbackElectromotive公司開(kāi)發(fā)的鋅空氣電池，已在公共汽車(chē)和總重9t的貨車(chē)上使用，公共汽車(chē)可連續(xù)行駛10h左右，貨車(chē)最大續(xù)駛里程達(dá)113km。(2)德國(guó)奔馳汽車(chē)公司的MB410型電動(dòng)廂式車(chē)采用150kWh的鋅空氣電池，從法國(guó)的Chambery城越過(guò)阿爾卑斯山，連續(xù)爬坡150km，公路全程244km，到達(dá)意大利的都靈，僅消耗了65%的電量（97.5kWh）。該車(chē)從德國(guó)的不萊梅到波恩，最高車(chē)速達(dá)到120km/h，一次充電后走完全程425km的路程。

(3)瑞典斯德哥爾摩市的電動(dòng)貨車(chē)、客車(chē)和服務(wù)車(chē)輛上的鋅空氣電池比能量180Wh/kg，比功率100Wh/L，續(xù)駛里程350～425km之間。該市的鋅空氣電池廢料回收處理能力為250kg/h，可為150輛EV提供再生的鋅粒二、超高速飛輪的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用1、超高速飛輪的工作原理2、典型的飛輪儲(chǔ)能電池結(jié)構(gòu)輪電池主要由以下幾部分組成：復(fù)合材料飛輪、集成的發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)、支撐軸承、電力電子及其控制系統(tǒng)、真空腔、輔助軸承和事故屏蔽容器。3、飛輪電池的特性（1）能量密度高。儲(chǔ)能密度可達(dá)100～200W·h／kg，功率密度可達(dá)5000～10000W／kg。（2）能量轉(zhuǎn)換效率高。工作效率高達(dá)90%。（3）工作溫度范圍寬。對(duì)環(huán)境溫度沒(méi)有嚴(yán)格要求。（4）使用壽命長(zhǎng)。不受重復(fù)深度放電影響，能夠循環(huán)幾百萬(wàn)次運(yùn)行，預(yù)期使用壽命20年以上。（5）低損耗、低維護(hù)。磁懸浮軸承和真空環(huán)境使機(jī)械損耗可以被忽略，系統(tǒng)維護(hù)周期長(zhǎng)。學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：2-16教學(xué)總結(jié)第13次課授課名稱(chēng)第2章各類(lèi)動(dòng)力電池的工作原理及應(yīng)用學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)了解鋅空氣電池、飛輪電池、超級(jí)電容和燃料電池的應(yīng)用特點(diǎn)，掌握它們的儲(chǔ)電原理。重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握其他新型動(dòng)力電池的應(yīng)用及發(fā)展難點(diǎn)：理解其他新型動(dòng)力電池的工作原理教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名，穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配2-4其他類(lèi)型的動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)組成、工作原理及應(yīng)用三、超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用1、超級(jí)電容器工作原理當(dāng)外加電壓加到超級(jí)電容器的兩個(gè)極板上時(shí)，兩極板上電荷的電場(chǎng)作用下，在電解液與電極間的界面上形成相反的電荷，以平衡電解液的內(nèi)電場(chǎng)，這種正電荷與負(fù)電荷在兩個(gè)不同向之間的接觸面上，以正負(fù)電極之間極短間隙排列在相反的位置上，此電荷分布層叫做雙電層，因此電容量非常大。2、超級(jí)電容器分類(lèi)（1）按工作原理分：雙電層型超級(jí)電容器贗電容型超級(jí)電容器（2）按電解質(zhì)類(lèi)型分：水性電解質(zhì)超級(jí)電容器有機(jī)電解質(zhì)超級(jí)電容器①酸性電解質(zhì)，多采用36%H2SO4水溶液作為電解質(zhì)；②堿性電解質(zhì)，通常采用KOH、NaOH等強(qiáng)堿作為電解質(zhì)，水作為溶劑；③中性電解質(zhì)，通常采用KCl、NaCl等鹽作為電解質(zhì)，水作為溶劑，多用于氧化錳電極材料的電解液。3、超級(jí)電容器特性超級(jí)電容主要有以下特點(diǎn)：（1）輸出功率密度高。超級(jí)電容器的內(nèi)阻很小，輸出功率密度高達(dá)數(shù)千瓦每千克。（2）極長(zhǎng)的充放電循環(huán)壽命。超級(jí)電容器循環(huán)壽命可達(dá)上萬(wàn)次。（3）非常短的充電時(shí)間。完全充電時(shí)間只要10～12min。（4）儲(chǔ)存壽命極長(zhǎng)。理論上超級(jí)電容器的儲(chǔ)存壽命幾乎可以認(rèn)為是無(wú)限的。（5）比能量低。這一缺陷制約了超級(jí)電容的應(yīng)用。四、燃料電池的結(jié)構(gòu)原理與應(yīng)用1、燃料電池的工作原理燃料電池基本原理相當(dāng)于電解反應(yīng)的可逆反應(yīng)燃料及氧化劑在電池的陰極和陽(yáng)極上借助催化劑的作用，電離成離子，離子能通過(guò)兩電極間的電解質(zhì)在電極間遷移，在陰極、陽(yáng)極間形成電壓。2、燃料電池的分類(lèi)學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：2-8教學(xué)總結(jié)、第14次課授課名稱(chēng)第3章鋰離子動(dòng)力電池成組技術(shù)學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解動(dòng)力電池成組概念；2、了解動(dòng)力電池成組電芯串并聯(lián)選用原則重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：動(dòng)力電池成組串并聯(lián)選用原則；難點(diǎn)：動(dòng)力電池成組串并聯(lián)的計(jì)算教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名，穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配3-1動(dòng)力電池成組的串并聯(lián)選用一、動(dòng)力電池成組必須要解決的問(wèn)題1、幾個(gè)概念：?jiǎn)误w電池、電池模塊、電池模組2、電池成組要注意的問(wèn)題單體電池并聯(lián)、串聯(lián)成組作為一個(gè)整體對(duì)外工作時(shí)要注意如下問(wèn)題：(1)高壓母線回路絕緣安全檢測(cè)（全車(chē)高圧回路）；(2)最高電壓電芯、最低電壓電芯，電芯電壓一致性評(píng)價(jià)、ＳＯＣ計(jì)算；(3)母線電流、電壓檢測(cè)（充、放電過(guò)流檢測(cè)控制）；(4)正負(fù)母線充放電電路開(kāi)閉控制（高壓直流輸出、充入）；(5)正負(fù)母線繼電器開(kāi)閉狀態(tài)檢測(cè)（主觸點(diǎn)正確開(kāi)閉檢查）；(6)電池充放電功率控制（充電請(qǐng)求）；(7)電池充電次數(shù)累計(jì)（計(jì)算電池壽命，健康情況）；(8)預(yù)充電控制（控制上電浪涌電流，防止燒壞主繼電器觸點(diǎn)、控制器電容）；(9)電池容量SOC的檢測(cè)計(jì)算；3、電池模組的設(shè)計(jì)與選用過(guò)程首先我們要分析車(chē)輛設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，根據(jù)車(chē)速、最高車(chē)速、最高車(chē)速持續(xù)時(shí)間、0—100km/h加速時(shí)間、整車(chē)質(zhì)量kg、滿載質(zhì)量、最大爬坡度、迎風(fēng)面積、用戶需求的續(xù)駛里程、模擬風(fēng)洞計(jì)算出的車(chē)輛風(fēng)阻、輪胎變形阻力、坡道阻力、加速時(shí)驅(qū)動(dòng)力等等設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及動(dòng)力影響參數(shù)；從而計(jì)算出電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩和額定功率與最大功率，然后在從電機(jī)功率需求推算出動(dòng)力電池的最大功率以及容量，進(jìn)而選擇電芯材料、規(guī)格，并聯(lián)電芯數(shù)和串聯(lián)的電池組數(shù)。在根據(jù)車(chē)輛的結(jié)構(gòu)尺寸，確定電池包的安裝位置、定位及固定方案。二、動(dòng)力電池成組電芯的串并聯(lián)選用1、不同形狀電池組的特點(diǎn)形狀圓柱形方形軟包安全性安全閥雙重保護(hù)，PTC泄氣閥外殼保護(hù)耐壓性高中差功率性能好較好一般組合體積大小小組合成本高低低形狀標(biāo)準(zhǔn)殼體金屬或塑料殼體，改變較難可制成各種大小電池散熱性能良好一般差工藝性成熟，易于自動(dòng)化生產(chǎn)一般一般組合特點(diǎn)體積大，散熱表面大體積小，工藝簡(jiǎn)單工藝簡(jiǎn)單，機(jī)械強(qiáng)度低應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，動(dòng)力類(lèi)及消費(fèi)類(lèi)動(dòng)力電池動(dòng)力電池2、串并聯(lián)電池組拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)電池組典型的連接方式有先并聯(lián)后串聯(lián)、先串聯(lián)后并聯(lián)及混聯(lián)。從電池組連接的可靠性,以及電池電壓不一致性發(fā)展趨勢(shì)和電池組性能影響的角度分析，先并聯(lián)后串聯(lián)連接方式優(yōu)于先串聯(lián)后并聯(lián)連接方式，而先串后并的電池拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有利于對(duì)系統(tǒng)各個(gè)單體電池進(jìn)行檢測(cè)和管理3、N個(gè)電池串并聯(lián)特性（以32650AH電池為例，型號(hào)32650，電壓3.2V，容量5Ah，能量16Wh，內(nèi)阻8mΩ）（1）N個(gè)電池串聯(lián)特性總電壓為N個(gè)電池電壓之和，V總=N×3.2V；總?cè)萘勘３植蛔?，為單個(gè)電池容量，Q總=5Ah；總能量為N個(gè)電池能量之和，W總=N×16Wh；總內(nèi)阻為N個(gè)電池內(nèi)阻之和，R總=N×8mΩ（2）N個(gè)電池并聯(lián)特性總電壓為單個(gè)電池電壓，V總=3.2V；總?cè)萘繛镹個(gè)單體電池容量之和，Q總=N×5Ah；總能量為N個(gè)電池能量之和，W總=N×16Wh；總內(nèi)阻的倒數(shù)為各單體內(nèi)阻倒數(shù)之和，單體內(nèi)阻一致時(shí)，學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：3-13、3-142.預(yù)習(xí)教學(xué)總結(jié)第15次課授課名稱(chēng)第3章鋰離子動(dòng)力電池成組技術(shù)學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解動(dòng)力電池成組概念；2、了解動(dòng)力電池成組電芯串并聯(lián)選用原則重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：動(dòng)力電池成組串并聯(lián)選用原則；難點(diǎn)：動(dòng)力電池成組串并聯(lián)的計(jì)算教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名，穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配3-1動(dòng)力電池成組的串并聯(lián)選用三、動(dòng)力電池成組的硬件組成與電連接設(shè)計(jì)1、動(dòng)力電池模組規(guī)格尺寸（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）序號(hào)外形尺寸(mm)N1N2N31211～515141211/2352252～590151108/119/130/14131571592694285～793178130/163/177/200/216/240/255/2655270～79319047/90/110/140/197/225/2506191/590220108/29475472261448269～31923485/29792803252071018～27,330～672367114/275/42911242～24640216712162～861439363注：所列尺寸范圍參照蓄電池尺寸范圍2、動(dòng)力電池模組的固定與連接3、動(dòng)力電池成組的電連接四、電池箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、電池箱設(shè)計(jì)要求2、蓄電池標(biāo)準(zhǔn)箱規(guī)格尺寸國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T34013-2017(電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力蓄電池產(chǎn)品規(guī)格尺寸)推薦了適用于電動(dòng)商用車(chē)的蓄電池標(biāo)準(zhǔn)箱典型尺寸。學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：3-13、3-182.預(yù)習(xí)教學(xué)總結(jié)第16次課授課名稱(chēng)第3章鋰離子動(dòng)力電池成組技術(shù)學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解動(dòng)力電池成組概念；2、了解動(dòng)力電池成組電芯串并聯(lián)選用原則重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：常見(jiàn)動(dòng)力電池的技術(shù)參數(shù)；難點(diǎn)：比較幾種常見(jiàn)車(chē)型動(dòng)力電池的特性教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與式教學(xué)法、案例教學(xué)法、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入1.點(diǎn)名，穩(wěn)定學(xué)生情緒2.復(fù)習(xí)提問(wèn)二、自主、合作、探究教學(xué)內(nèi)容輔助手段與時(shí)間分配3-2幾種常見(jiàn)電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池包介紹一、電池包的額定電壓、容量及能量計(jì)算公式動(dòng)力電池系統(tǒng)的額定電壓=單體電芯額定電壓×單體電芯串聯(lián)數(shù)動(dòng)力電池系統(tǒng)的容量=單體電芯容量×單體電芯并聯(lián)數(shù)量動(dòng)力電池系統(tǒng)總能量=動(dòng)力電池系統(tǒng)的額定電壓×動(dòng)力電池系統(tǒng)的容量動(dòng)力電池系統(tǒng)質(zhì)量比能量=動(dòng)力電池系統(tǒng)總能量÷動(dòng)力電池系統(tǒng)質(zhì)量二、北汽新能源汽車(chē)EV200動(dòng)力電池系統(tǒng)解讀（1）整車(chē)的技術(shù)參數(shù)要求（2）車(chē)輛的功率及能量要求（3）匹配的電芯、電池模塊的結(jié)構(gòu)組合、成組技術(shù)（4）電池管理系統(tǒng)的任務(wù)（5）電池管理系統(tǒng)的硬件與硬線（6）電池管理系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)（7）熱管理系統(tǒng)（8）IP67防塵防水等級(jí)三、EV200電池成組（PACK）選擇電芯的種類(lèi)：SK，三元鋰電池，NCM/Gr.30.5Ah，電壓范圍3.0—4.15V，額定電壓3.65V電芯并聯(lián)的個(gè)數(shù)：(3p)，30.5Ahx3=91.5Ah電芯串聯(lián)的個(gè)數(shù)：91電壓范圍270V—377V；電池包額定電壓332=3.65x91總電量(kWh)30.4電池系統(tǒng)循環(huán)壽命(90%DOD)≥3000低功率交流充電3.3kW；直流快充30min充至80%快速充滿電時(shí)間：1h慢充8-9h學(xué)生起來(lái)回答學(xué)生在教師的講解的基礎(chǔ)上思考并總結(jié)學(xué)生聽(tīng)講并做好筆記學(xué)生歸納，教師補(bǔ)充作業(yè)1.作業(yè)布置：3-14、3-192.預(yù)習(xí)教學(xué)總結(jié)第17次課授課名稱(chēng)第4章動(dòng)力電池管理系統(tǒng)學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)目標(biāo)1、了解動(dòng)力電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)組成；2、掌握動(dòng)力電池管理系統(tǒng)（BMS）的功能重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn)：動(dòng)力電池系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)；難點(diǎn)：動(dòng)力電池管理系統(tǒng)的基本功能教學(xué)方法講授法、舉例法、討論法、提問(wèn)法教學(xué)手段情景教學(xué)法、參與