新能源汽車動力蓄電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修 教案-項目二任務(wù)2-1 動力蓄電池的發(fā)展認知

課題任務(wù)2-1動力蓄電池的發(fā)展認知課時4課時（180min）教學目標知識技能目標：（1）了解新能源汽車動力蓄電池的發(fā)展歷史。（2）了解新能源汽車動力蓄電池的國內(nèi)外現(xiàn)狀。素質(zhì)目標：（1）培養(yǎng)學生的愛國主義精神和創(chuàng)新精神，立志科技報國。（2）培養(yǎng)學生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)。（3）培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神，分工明確、優(yōu)勢互補、相互幫助、共同進步。教學重難點教學重點：了解新能源汽車動力蓄電池的發(fā)展歷史。教學難點：了解新能源汽車動力蓄電池的國內(nèi)外現(xiàn)狀。教學方法情景模擬法、問答法、討論法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學過程主要教學內(nèi)容及步驟課前任務(wù)【教師】布置課前任務(wù)，和學生負責人取得聯(lián)系，組織學生下載“任務(wù)工單——調(diào)研寧德時代麒麟電池、比亞迪刀片電池、高軒科技三元高鎳電池、孚能科技超級軟包電池和億緯鋰能動力蓄電池的最新技術(shù)及電池性能參數(shù)”，并根據(jù)任務(wù)工單進行組內(nèi)分工，同時提醒同學通過超星APP或其他學習軟件，收集新能源汽車常用充電方式的相關(guān)資料，并進行了解【學生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材考勤【教師】使用超星APP進行簽到【學生】按照老師要求簽到互動導入【教師】講述“2023年我國新能源汽車產(chǎn)銷量位居全球第一”相關(guān)新聞，并提出問題純電動汽車的核心動力來源于動力蓄電池，動力蓄電池的發(fā)展決定了新能源汽車續(xù)航、安全等問題，動力蓄電池的發(fā)展史是什么呢？【學生】聆聽、思考、討論、回答傳授新知【教師】通過大家的發(fā)言，引入新的知識點，講解新能源汽車動力蓄電池的發(fā)展歷史，以及動力蓄電池的現(xiàn)狀與未來的發(fā)展趨勢等內(nèi)容一、新能源汽車動力蓄電池的發(fā)展歷史【教師】通過多媒體展示“新能源汽車動力蓄電池的發(fā)展各階段”圖片，并進行講解1800年，亞歷山大·伏特制成了人類歷史上最早的電池，后人稱之為伏特電池。1830年，威廉姆·斯特金解決了伏特電池的弱電流和極化問題，使電池的使用壽命大大延長。1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進行了改良，提高了伏特電池的穩(wěn)定性。他使用稀硫酸作電解液，解決了電池極化問題，制造出第一個不極化，能保持平衡電流的鋅─銅電池，又稱“丹尼爾電池”。它是第一個可長時間持續(xù)供電的蓄電池。1859年，法國科學家普蘭特加斯東（PlantGaston）最早發(fā)明一種能夠產(chǎn)生較大電流的可重復(fù)充電的鉛酸蓄電池。1958年Harris提出了采用有機電解液作為電池的電解質(zhì)，20世紀70年代初期便實現(xiàn)了軍用和民用。隨后基于環(huán)保考慮，研究重點轉(zhuǎn)向蓄電池。鎳-鎘電池在20世紀初實現(xiàn)商品化以后，在20世紀80年代得到迅速發(fā)展。1984年荷蘭的飛利浦（Philips）公司成功研制出LaNi5儲氫合金，并制備出Ni-MH電池。1991年，可充電的鋰離子蓄電池問世，實驗室制成的第一只18650型鋰離子電池容量僅為600mA·h；1992年，SONY公司開始大規(guī)模生產(chǎn)民用鋰離子蓄電池；1995年，日本索尼公司首先研制出100A·h鋰離子動力蓄電池并在電動汽車上應(yīng)用，展示了鋰離子蓄電池作為電動汽車動力蓄電池的優(yōu)越性能，引起了廣泛關(guān)注。1997年，豐田首次使用高功率鎳氫電池的普銳斯混合動力汽車在日本上市。2008年，特斯拉Roadster跑車面世，極大地吸引了世人的目光。該車電池的正極材料使用的還是鈷酸鋰，首次使用18650型鋰離子蓄電池組。2010年，比亞迪F3DM低碳版雙模式電動車上市，不過仍然沒有使用純電動模式，而是發(fā)動機和電機雙驅(qū)動的混動車型。搭載鐵電池的比亞迪3DM雙模電動車純電動續(xù)駛里程達100km。時至今日，新能源汽車需求飛漲，隨之而來的是電池電量需求的大幅上升，2018年全年動力蓄電池電量出貨量為56.99GWh，同比2017增長84%；2019年前兩個月的新能源汽車增長到15萬輛，電池電量增長到731萬kWh，同比增長213%。二、動力蓄電池的現(xiàn)狀與未來的發(fā)展趨勢【教師】通過多媒體展示“各類型動力蓄電池”圖片，并進行講解動力蓄電池的現(xiàn)狀長期以來，電池的使用壽命和成本問題一直是制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新與改進，電池技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。動力蓄電池已經(jīng)從傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池發(fā)展到鎳氫、鈷酸鋰、錳酸鋰、聚合物、三元材料、磷酸鐵鋰等先進的綠色動力蓄電池。動力蓄電池在比能量、比功率、安全性、循環(huán)壽命、成本等方面，都取得了很大的進步。新能源汽車上使用的各主流動力蓄電池的性能特點見表。項目鉛酸蓄電池鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池比能量/（Wh/kg）507575～90180能量密度/（Wh/L）100150240～300300功率密度/（W/L）200300240200～300循環(huán)壽命/次300800＞500＞100記憶效應(yīng)無有有無月自放電率（%）3～515～2020～306～9工作溫度/℃-10～50-20～60-20～50-20～60毒性高高中低鉛酸蓄電池經(jīng)過一百多年的發(fā)展，技術(shù)不斷更新，其彰顯出安全性高、使用溫度寬及價格低廢等特點，藏得了市暢的青睞。但是鉛及其化合物對人體有春、對環(huán)境造成危害，從長遠來看，鉛酸蓄電池將被其他新型電池取代。鉛酸蓄電池在電動自行車領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，尤其是低端車型中。鎳氫電池和鋰離子電池都屬于新型動力蓄電池。鎳氫電池作為早期鎳鎘電池的替代產(chǎn)品，它是目前最環(huán)保的電池之一，不再使用有毒的鎘，可以消除重金屬對環(huán)境帶來的污染問題。鎳氫電池具有較大的能量密度，這意味著可以在不為設(shè)備增加額外重量的情況下，使用鎳氫電池能有效地延長設(shè)備的工作時間，主要應(yīng)用于混合動力車輛上。鋰離子電池一直是綠色環(huán)保電池的首選，鋰離子電池的生產(chǎn)技術(shù)不斷提升，成本不斷壓縮，故近幾年鋰離子電池被應(yīng)用到很多領(lǐng)域。主要圍繞磷酸鐵鋰、三元鋰等鋰離子電池進行技術(shù)開發(fā)及推廣應(yīng)用。鋰離子電池具有容量高、比能量高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，因而成為當前電動汽車用動力蓄電池技術(shù)研究開發(fā)的主要方向。近幾年，大多數(shù)純電動汽車和插電式混合動力汽車都采用了鋰離子動力蓄電池。（2）動力蓄電池未來的發(fā)展趨勢根據(jù)市場考察，在車用動力蓄電池方面，主要圍繞鋰離子電池、氫燃料電池及超級電容器等進行深入研發(fā)。能源補給方面，鋰離子電池、超級電容器適用于純電動汽車，但是需要外部充電，而氫燃料電池汽車則需要外部加注氫氣。目前來看，鋰離子電池在未來相當長的一段時間內(nèi)將占據(jù)主要地位。三、國內(nèi)動力蓄電池行業(yè)裝機供應(yīng)前五企業(yè)【教師】通過多媒體展示“國內(nèi)動力蓄電池行業(yè)裝機供應(yīng)知名企業(yè)”圖片，并進行講解（1）寧德時代寧德時代成立于2011年并于2018年6月11日在創(chuàng)業(yè)板上市。寧德時代建立了動力和儲能電池領(lǐng)域完整的研發(fā)、制造能力，擁有材料、電芯、電池系統(tǒng)、電池回收的全產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)。在電動汽車領(lǐng)域，已與國際頂級汽車廠商及國內(nèi)眾多知名汽車廠商建立了深度合作關(guān)系，為全球客戶研發(fā)、生產(chǎn)純電動汽車、混合動力汽車的動力蓄電池系統(tǒng)。（2）比亞迪比亞迪以電池起家，隨著新能源汽車快速發(fā)展，比亞迪也開放了動力蓄電池業(yè)務(wù)。比亞迪創(chuàng)立于1995年，主要生產(chǎn)商務(wù)轎車和家用轎車和電池。2003年成長為全球第二大充電電池生產(chǎn)商，同年組建比亞迪汽車。在2017年，比亞迪宣布將動力蓄電池業(yè)務(wù)獨立出來，并向外供應(yīng)動力蓄電池，同時采購具有競爭力的其他企業(yè)動力蓄電池。（3）國軒高科合肥國軒高科動力能源有限公司成立于2006年5月。公司主要從事鐵鋰動力蓄電池新材料、電池芯、電池組及電動自行車、風光鋰電綠色照明系統(tǒng)、電動汽車等相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，并延伸開發(fā)電動高爾夫車、鋰電光伏電源、鋰電備用電源等多領(lǐng)域系列產(chǎn)品。（4）孚能科技孚能科技主要給北汽新能源、江鈴、長安、長城、瑞麗、昌河等車企實現(xiàn)動力蓄電池批量供貨，其還通過了德國戴姆勒集團VDA6.3過程質(zhì)量審核成功進入戴姆勒供應(yīng)商體系。（5）億緯鋰能億緯鋰能采取的多方位技術(shù)路線布局戰(zhàn)略，目前已形全面覆蓋新能源專用車、商用車、乘用車等不同領(lǐng)域，億緯鋰能也由此成為國內(nèi)少數(shù)具備動力蓄電池全面解決方案的電池生產(chǎn)企業(yè)之一。惠州億緯鋰能股份有限公司自2001年成立，具有自助知識產(chǎn)權(quán)和國際先進技術(shù)水平的新型鋰電能源領(lǐng)先企業(yè)。圍繞著“追求卓越、質(zhì)量優(yōu)先、創(chuàng)造價值、言而有信、團隊合作、尊重個人”的企業(yè)核心價值觀，歷經(jīng)多年快速發(fā)展，現(xiàn)已成為中國鋰電池行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)?！窘處煛侩S機邀請學生完成以下任務(wù)請用自己的話，簡述各類型動力蓄電池。【學生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學生的回答【學生】聆聽、思考、理解、記憶實踐應(yīng)用【教師】掃碼播放“認識寧德時代麒麟電池、比亞迪刀片電池、高軒科技三元高鎳電池、孚能科技超級軟包電池和億緯鋰能動力蓄電池”視頻，然后帶領(lǐng)學生到實操間進行實踐操作1．準備工作（1）實訓場所：理實一體化實訓室。（2）工具及設(shè)備：拆裝專用工具、防護用具等。（3）電池：寧德時代麒麟電池、比亞迪刀片電池、高軒科技三元高鎳電池、孚能科技超級軟包電池和億緯鋰能動力蓄電池（4）輔助資料：各電池信息手冊、教材等。2．操作步驟【教師】通過多媒體展示圖片，并進行講解認識寧德時代麒麟電池：調(diào)查填寫電池采用技術(shù)、能量密度、續(xù)航里程、體積利用率、安全性及應(yīng)用領(lǐng)域。認識比亞迪刀片電池：調(diào)查填寫電池采用技術(shù)、能量密度、續(xù)航里程、體積利用率、安全性及應(yīng)用領(lǐng)域。認識高軒科技三元高鎳電池：調(diào)查填寫電池采用技術(shù)、能量密度、續(xù)航里程、體積利用率、安全性及應(yīng)用領(lǐng)域。認識孚能科技超級軟包電池：調(diào)查填寫電池采用技術(shù)、能量密度、續(xù)航里程、體積利用率、安全性及應(yīng)用領(lǐng)域。認識億緯鋰能動力蓄電池：調(diào)查填寫電池采用技術(shù)、能量密度