新能源汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修 教案-項(xiàng)目3 動(dòng)力蓄電池認(rèn)知

課題任務(wù)3-1鉛酸蓄電池認(rèn)知課時(shí)4課時(shí)（180min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：（1）掌握鉛酸蓄電池工作原理、結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)（2）掌握影響鉛酸蓄電池壽命的因素（3）能正確檢查新能源汽車鉛酸蓄電池素質(zhì)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義精神和創(chuàng)新精神，立志科技報(bào)國(guó)（2）培養(yǎng)學(xué)生“敬、精、專、創(chuàng)”的工匠精神教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：掌握鉛酸蓄電池工作原理、結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)；掌握影響鉛酸蓄電池壽命的因素教學(xué)難點(diǎn)：正確檢查新能源汽車鉛酸蓄電池教學(xué)方法情景模擬法、問答法、理實(shí)一體化教學(xué)法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟課前任務(wù)【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——鉛酸蓄電池認(rèn)知”，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)通過超星APP或其他學(xué)習(xí)軟件，收集新能源汽車鉛酸蓄電池檢查的相關(guān)資料，并進(jìn)行了解【學(xué)生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材考勤【教師】使用超星APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到互動(dòng)導(dǎo)入【教師】講述“帝豪EV450輔助蓄電池虧電，車輛無(wú)法起動(dòng)的故障”案例，并提出問題如何對(duì)新能源汽車鉛酸蓄電池進(jìn)行檢查？【學(xué)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(shí)點(diǎn)，講解新能源汽車鉛酸蓄電池工作原理、結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)、鉛酸蓄電池的應(yīng)用及發(fā)展以及影響鉛酸蓄電池壽命的因素等內(nèi)容鉛酸蓄電池作為發(fā)展歷史最悠久的動(dòng)力蓄電池，1859年由法國(guó)科學(xué)家普蘭特發(fā)明，1881年法國(guó)人發(fā)明的電動(dòng)汽車就是以鉛酸蓄電池作為動(dòng)力的。鉛酸蓄電池技術(shù)成熟、性能可靠、成本低廉、維護(hù)方便，在儲(chǔ)能電源、起動(dòng)電源等領(lǐng)域大量應(yīng)用，部分電動(dòng)汽車也采用鉛酸蓄電池作為主能量源。1．鉛酸蓄電池工作原理1）放電原理【教師】通過多媒體播放“鉛酸蓄電池放電過程工作原理”動(dòng)畫視頻，并進(jìn)行講解蓄電池的放電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^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。正極化學(xué)反應(yīng)為：負(fù)極化學(xué)反應(yīng)為：電池總反應(yīng)為：2）充電原理【教師】通過多媒體播放“鉛酸蓄電池充電過程工作原理”動(dòng)畫視頻，并進(jìn)行講解蓄電池充電過程是電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的過程。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。正極的化學(xué)反應(yīng)為：負(fù)極的化學(xué)反應(yīng)為：2．鉛酸蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一個(gè)正極板和一個(gè)負(fù)極板組合成極板組，在正負(fù)極板中間插入一隔板，加入稀硫酸的電解液，這樣便組成了一個(gè)單格電池。由于單格電池電量有限，實(shí)際上鉛酸蓄電池都是由多個(gè)單格電池組成的。1）極板與極板組【教師】通過多媒體展示“鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解極板是蓄電池的核心部分，極板分正極板和負(fù)極板，極板做成柵架（網(wǎng)架）形式，上面附滿活性物質(zhì)。正極板上活性物質(zhì)為二氧化鉛（PbO２）呈棕紅色；負(fù)極板上活性物質(zhì)為海綿狀純鉛（Pb），呈青灰色。電池的充電和放電，就是靠正、負(fù)極板上活性物質(zhì)與硫酸溶液的化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2）隔板【教師】通過多媒體展示“鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解隔板的作用是把正、負(fù)極板隔開，防止正、負(fù)極板互相接觸造成短路。隔板要耐酸、具有多孔性，以利于電解液的滲透。常用的隔板材料有木質(zhì)、微孔橡膠和微孔塑料等。微孔塑料隔板孔徑小、孔率高、成本低，因此被廣泛采用。3）電解液【教師】通過多媒體展示“鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解電解液是蓄電池內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的主要物質(zhì)，蓄電池電解液是用純凈硫酸和蒸餾水（去離子水）按一定比例配制而成的。電解液的純度和密度對(duì)電池容量和壽命有重要影響。電解液中硫酸密度高，可增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)，提高電動(dòng)勢(shì)。冬季還可避免電解液凍結(jié)。但密度過高，會(huì)使極板腐蝕作用加快，縮短極板與隔板的使用壽命。電解液的比重一般為1.24～1.28（20℃）。氣溫高的地區(qū)或季節(jié)，應(yīng)采用較低密度；氣溫低的地區(qū)或季節(jié)，應(yīng)采用較高密度。4）外殼【教師】通過多媒體展示“鉛酸蓄電池的結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解外殼用硬橡膠或塑料制成。內(nèi)用間隔分隔成幾個(gè)單格，每個(gè)單格內(nèi)放入極板組和電解液便組成一個(gè)單格電池。殼的底部有凸起的筋條（突棱）用來(lái)放置極板組。各單格電池極板組的正、負(fù)極柱，用聯(lián)條接成串聯(lián)，即一個(gè)單格電池的正極柱和相鄰單格電池的負(fù)極柱相連。加液口上有蓋，蓋上有通氣孔，它們應(yīng)保持暢通，以防外殼內(nèi)氣體增多而把外殼脹裂。3.鉛酸蓄電池的特點(diǎn)1）優(yōu)點(diǎn)【教師】通過多媒體展示“鉛酸蓄電池的特點(diǎn)”圖片，并進(jìn)行講解電壓為2.0V，常用電池中電壓最高；價(jià)格低廉；可制成各容量、各形狀的蓄電池；高倍率放電性能良好，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)；高、低溫性能良好，可在-40-60℃條件下工作；易于浮充使用，沒有記憶效應(yīng)；易于識(shí)別荷電狀態(tài)；電能效率高達(dá)60%。2）缺點(diǎn)【教師】通過多媒體展示“鉛酸蓄電池的特點(diǎn)”圖片，并進(jìn)行講解比能量低；使用壽命短，使用成本高；充電時(shí)間長(zhǎng)；存在鉛污染。4．鉛酸蓄電池的應(yīng)用【教師】通過多媒體展示“鉛酸蓄電池的應(yīng)用”圖片，并進(jìn)行講解（1）電動(dòng)自行車鉛酸蓄電池，尤其是閥控式密封鉛酸蓄電池以其低價(jià)、安全等優(yōu)勢(shì)，成為電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托和低速短途純電動(dòng)車的首選。（2）電動(dòng)牽引車電動(dòng)牽引車是制造工廠、物流中心等搬運(yùn)產(chǎn)品時(shí)的常用運(yùn)輸工具，主要采用富液管式鉛酸蓄電池或膠體閥控式密封鉛酸蓄電池作為動(dòng)力電源，具有無(wú)污染、無(wú)噪聲的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在需要舉升重物時(shí)，鉛酸動(dòng)力蓄電池還可以起到配重作用。（3）低速電動(dòng)車與電動(dòng)乘用車總部設(shè)在美國(guó)的先進(jìn)鉛酸蓄電池聯(lián)合會(huì)一直致力于鉛酸蓄電池在純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上的應(yīng)用研究，并取得了突破性進(jìn)展。（4）電動(dòng)大客車及其他應(yīng)用鉛酸蓄電池作為能量來(lái)源在大巴車上也有一定的應(yīng)用。例如株洲時(shí)代集團(tuán)公司研發(fā)的TEG6120EV-2型電動(dòng)大客車采用水平鉛酸蓄電池作為動(dòng)力電源，其工作電壓為384V。【教師】布置任務(wù)請(qǐng)調(diào)研市面上3款鉛酸蓄電池的應(yīng)用實(shí)物，闡述鉛酸蓄電池技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀?！緦W(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答5.鉛酸蓄電池的回收【教師】通過多媒體展示“鉛酸蓄電池的回收”圖片，并進(jìn)行講解鉛酸蓄電池中的硫酸以及鉛、鎳等重金屬會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，這成為限制鉛酸蓄電池發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要因素。例如，鉛主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)、造血系統(tǒng)、消化系統(tǒng)和肝、腎等器官，能抑制血紅蛋白的合成代謝，還能直接作用于成熟紅細(xì)胞。鉛對(duì)嬰幼兒毒害很大，會(huì)導(dǎo)致兒童身體發(fā)育遲緩。隨著社會(huì)各界對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，鉛酸蓄電池回收問題顯得越來(lái)越重要，目前已經(jīng)形成了完善的工藝，常用的有火法冶金、濕法冶煉、固相電解還原等方法。6．鉛酸蓄電池的發(fā)展【教師】通過多媒體播放“鉛酸蓄電池的發(fā)展”視頻，并進(jìn)行講解鉛酸蓄電池自1859年發(fā)明以來(lái)，其使用和發(fā)展已有100多年的歷史，廣泛用作內(nèi)燃機(jī)汽車的起動(dòng)動(dòng)力源。作為電動(dòng)汽車動(dòng)力源的鉛酸蓄電池在比能量、深放電循環(huán)壽命、快速充電等方面不能很好地滿足電動(dòng)汽車的要求。為了解決電動(dòng)汽車用鉛酸蓄電池這三大技術(shù)難題，國(guó)際鉛鋅組織于1992年聯(lián)合62家世界著名鉛酸蓄電池廠家成立了先進(jìn)鉛酸蓄電池研制聯(lián)盟，共同研制電動(dòng)汽車用鉛酸蓄電池。先進(jìn)鉛酸蓄電池研制聯(lián)盟開發(fā)的鉛酸蓄電池的各項(xiàng)性能均取得了明顯的提高。鉛酸蓄電池作為純電動(dòng)汽車動(dòng)力源，在比能量、深放電循環(huán)壽命、快速充電等方面均比鎳氫動(dòng)力蓄電池、鋰離子動(dòng)力蓄電池差，不適用于電動(dòng)轎車。但由于其價(jià)格低廉，國(guó)內(nèi)外將它的應(yīng)用定位在速度不高、路線固定、充電站設(shè)立可以規(guī)劃的車輛上。7．影響鉛酸蓄電池壽命的因素1）放電深度【教師】通過多媒體展示“影響鉛酸蓄電池壽命的因素”圖片，并進(jìn)行講解放電深度即使用過程中放電到什么程度開始停止，100%深度指放出全部容量。鉛酸蓄電池壽命受放電深度影響很大，設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)就是深循環(huán)使用、淺循環(huán)使用還是浮充使用，若把淺循環(huán)使用的電池用于深循環(huán)使用，則鉛酸蓄電池會(huì)很快失效。正極活性物質(zhì)二氧化鉛本身互相結(jié)合不牢，放電時(shí)生成硫酸鉛，充電時(shí)又恢復(fù)為二氧化鉛，硫酸鉛的摩爾體積比氧化鉛大，放電時(shí)活性物質(zhì)體積膨脹。2）過充電程度【教師】通過多媒體展示“影響鉛酸蓄電池壽命的因素”圖片，并進(jìn)行講解過充電時(shí)有大量氣體析出，這時(shí)正極板活性物質(zhì)遭受氣體的沖擊，這種沖擊會(huì)促進(jìn)活性物質(zhì)脫落。此外，正極板柵合金也遭受嚴(yán)重的陽(yáng)極氧化而腐蝕，所以電池過充電會(huì)使應(yīng)用期限縮短。3）溫度的影響【教師】通過多媒體展示“影響鉛酸蓄電池壽命的因素”圖片，并進(jìn)行講解鉛酸蓄電池壽命隨溫度升高而延長(zhǎng)。在109℃~35℃,每升高19℃，增加5~6個(gè)循環(huán)；在35℃~45℃，每升高1℃，可延長(zhǎng)壽命25個(gè)循環(huán)以上；高于50℃，則因負(fù)極硫化容量損失而降低了壽命。電池壽命在一定溫度范圍內(nèi)隨溫度升高而增加，是因?yàn)槿萘侩S溫度升高而增加。如果放電容量不變，則在溫度升高時(shí)，其放電深度降低，循環(huán)壽命延長(zhǎng)。4）硫酸濃度的影響【教師】通過多媒體展示“影響鉛酸蓄電池壽命的因素”圖片，并進(jìn)行講解硫酸密度的增加，雖對(duì)正極板容量有利，但電池的自放電增加，板柵的腐蝕加速，也促使二氧化鉛的松散脫落。隨著蓄電池中使用硫酸密度的增加，循環(huán)壽命下降。5）放電電流密度的影響【教師】通過多媒體展示“影響鉛酸蓄電池壽命的因素”圖片，并進(jìn)行講解隨著放電電流密度的增加，電池的壽命降低。這是因?yàn)樵诖箅娏髅芏群透咚釢舛葪l件下，正極二氧化鉛松散脫落?！窘處煛侩S機(jī)邀請(qǐng)學(xué)生完成以下任務(wù)請(qǐng)用自己的話，簡(jiǎn)述鉛酸蓄電池在維護(hù)保養(yǎng)時(shí)需要注意哪些問題？【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答【學(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶實(shí)踐應(yīng)用【教師】帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)操間進(jìn)行實(shí)踐操作1．準(zhǔn)備工作（1）實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所：理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室。（2）工具及設(shè)備：拆裝專用工具、防護(hù)用具等。（3）臺(tái)架/車輛：帝豪EV450。（4）輔助資料：車輛維修手冊(cè)、教材等。2．操作步驟【教師】通過多媒體展示圖片，并進(jìn)行講解1）關(guān)閉點(diǎn)火開關(guān)，拔下鑰匙2）觀：觀察、觀看蓄電池的外觀看：看蓄電池的真?zhèn)?；看蓄電池的殼體老化程度（塑料殼）；看蓄電池的生產(chǎn)批次；看蓄電池底部是否有脫落物質(zhì)；看蓄電池正負(fù)電池頭是否松動(dòng)或漏夜看電解液的顏色是否正常；看正負(fù)極板膨脹程度（是否達(dá)到正常的使用期）；看工作栓及中隔的顏色（判斷有過過充電情況）聞：聞蓄電池的氣味是否正常；3）測(cè)：測(cè)量蓄電池的開路電壓；測(cè)量蓄電池的單體電壓；測(cè)量蓄電池的密度；測(cè)量蓄電池的放電電壓（利用放電叉測(cè)量）；測(cè)量蓄電池的放電電流（在有條件情況下）4）根據(jù)鉛酸蓄電池實(shí)訓(xùn)臺(tái)架的功能演示，完成鉛酸蓄電池的認(rèn)知5）檢查驗(yàn)收安裝情況，確認(rèn)6S管理【學(xué)生】以小組為單位，進(jìn)行實(shí)操，根據(jù)分工填寫“任務(wù)工單——鉛酸蓄電池的認(rèn)知”【教師】根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)，填寫學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)表課堂小結(jié)【教師】簡(jiǎn)要總結(jié)本節(jié)課的要點(diǎn)（1）掌握鉛酸蓄電池工作原理、結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)（2）掌握影響鉛酸蓄電池壽命的因素（3）能正確檢查新能源汽車鉛酸蓄電池【學(xué)生】總結(jié)回顧知識(shí)點(diǎn)作業(yè)布置【教師】布置課后作業(yè)（1）復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，完成任務(wù)工單中相關(guān)任務(wù)，并形成實(shí)踐報(bào)告（2）【學(xué)生】完成課后任務(wù)教學(xué)反思

課題任務(wù)3-2鎳氫動(dòng)力蓄電池認(rèn)知課時(shí)4課時(shí)（180min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：（1）掌握鎳氫動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）掌握鎳氫動(dòng)力蓄電池的特性（3）能完成鎳氫動(dòng)力蓄電池組的拆卸與檢查素質(zhì)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義精神和創(chuàng)新精神，立志科技報(bào)國(guó)（2）培養(yǎng)學(xué)生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：鎳氫動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理；鎳氫動(dòng)力蓄電池的特性教學(xué)難點(diǎn)：鎳氫動(dòng)力蓄電池組的拆卸與檢查教學(xué)方法情景模擬法、問答法、理實(shí)一體化教學(xué)法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟課前任務(wù)【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——鎳氫動(dòng)力蓄電池認(rèn)知”，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)通過超星APP或其他學(xué)習(xí)軟件，收集鎳氫動(dòng)力蓄電池的相關(guān)資料，并進(jìn)行了解【學(xué)生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材考勤【教師】使用超星APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到互動(dòng)導(dǎo)入【教師】講述“一輛卡羅拉雙擎混合動(dòng)力汽車出現(xiàn)動(dòng)力蓄電池單體電壓過低、動(dòng)力蓄電池性能下降的故障”案例，并提出問題如果你作為一名新入職新能源汽車維護(hù)檢測(cè)人員，現(xiàn)在車間主管安排你完成此任務(wù)，你應(yīng)該如何處理呢？【學(xué)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(shí)點(diǎn)，講解鎳氫動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理、鎳氫動(dòng)力蓄電池的特性、應(yīng)用等內(nèi)容鎳氫動(dòng)力蓄電池是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的一種新型電池。它的正極活性物質(zhì)主要由鎳制成，負(fù)極活性物質(zhì)主要由儲(chǔ)氫合金制成，是一種堿性蓄電池。鎳氫動(dòng)力蓄電池具有高比能量、高功率、適合大電流放電、可循環(huán)充放電、無(wú)污染，被譽(yù)為“綠色電源”。與鉛酸蓄電池相比，鎳氫動(dòng)力蓄電池具有比能量高、質(zhì)量輕、體積小、循環(huán)壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。1．鎳氫動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)【教師】通過多媒體展示“鎳氫動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解鎳氫動(dòng)力蓄電池的正極材料采用球形氫氧化鎳，負(fù)極板的主要材料是鎳的儲(chǔ)氫合金。一個(gè)完整的單體鎳氫動(dòng)力蓄電池由正極材料、負(fù)極材料以及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組成。2．鎳氫動(dòng)力蓄電池的工作原理【教師】通過多媒體播放“鎳氫動(dòng)力蓄電池的工作原理”視頻，并進(jìn)行講解鎳氫動(dòng)力蓄電池正極板的活性物質(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，其電化學(xué)反應(yīng)如下：負(fù)極反應(yīng)式：正極反應(yīng)式：電池總反應(yīng)式：鎳氫動(dòng)力蓄電池在充、放電過程中，正、負(fù)極板在進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)不發(fā)生任何中間態(tài)的可溶性金屬離子，電解液中沒有任何組分消耗和生成，因而鎳氫動(dòng)力蓄電池可以做成密封型結(jié)構(gòu)。3.鎳氫動(dòng)力蓄電池的特性鎳氫動(dòng)力蓄電池具有能量密度高，與同尺寸鎳鎘動(dòng)力蓄電池相比，其容量是鎳鎘動(dòng)力蓄電池的1.5～2倍；環(huán)境相容性好，無(wú)污染；可大電流快速充放電，充放電倍率高；無(wú)明顯的記憶效應(yīng)；低溫性能好，耐過充放能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。工作電壓與鎳鎘動(dòng)力蓄電池相同為1.2V。鎳氫動(dòng)力蓄電池的缺點(diǎn)是自放電率高與壽命短，但也能達(dá)到500次循環(huán)壽命和國(guó)際電工委員會(huì)的推薦標(biāo)準(zhǔn)。1）充電特性【教師】通過多媒體展示“鎳氫動(dòng)力蓄電池的充電特性曲線”圖片，并進(jìn)行講解開始時(shí)電壓上升較快，然后比較平坦。這是由于Ni(OH)2導(dǎo)電性極差，但充電產(chǎn)物NiOOH導(dǎo)電性是前者的10倍，因而充電剛開始時(shí)，電壓上升很快。有NiOOH生成后，充電電壓上升速率降低，電壓變得比較平坦。隨著充電過程的進(jìn)行，當(dāng)充電容量接近電池的額定容量的75%左右時(shí)，儲(chǔ)氫合金中的氫原子擴(kuò)散速度減慢。由于氧在儲(chǔ)氫合金中的擴(kuò)散速度受負(fù)極反應(yīng)速度的限制，以及此時(shí)正極開始逐步析出O2，充電電壓就再次呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)。當(dāng)充電量超過電池設(shè)計(jì)容量之后就進(jìn)入過充電階段。此時(shí)正極析出的O2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，加之鎳氫動(dòng)力蓄電池反應(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【教師】通過多媒體展示“鎳氫動(dòng)力蓄電池典型的放電性能”圖片，并進(jìn)行講解鎳氫動(dòng)力蓄電池工作電壓為1.2V，指的是放電電壓的平臺(tái)電壓。它是鎳氫動(dòng)力蓄電池的重要性能指標(biāo)。鎳氫動(dòng)力蓄電池的放電性能隨放電電流、溫度和其他因素的變化而變化。3）容量特性【教師】通過多媒體展示“鎳氫動(dòng)力蓄電池的容量特性”圖片，并進(jìn)行講解電池的實(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。鎳氫動(dòng)力蓄電池的充電電流、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)壓及溫度特性【教師】通過多媒體展示“鎳氫動(dòng)力蓄電池充電過程中內(nèi)壓變化曲線”圖片，并進(jìn)行講解鎳氫動(dòng)力蓄電池內(nèi)壓產(chǎn)生的基本原因是電池在充放電過程中，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。鎳氫動(dòng)力蓄電池的內(nèi)壓是一直存在的，通常都維持在正常水平，不會(huì)引起安全問題。5）自放電和儲(chǔ)存性能【教師】通過多媒體展示“鎳氫動(dòng)力蓄電池的自放電和儲(chǔ)存性能”圖片，并進(jìn)行講解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。影響自放電速率的因素主要是電池儲(chǔ)存的溫度和濕度條件等。溫度升高會(huì)使電池內(nèi)正負(fù)極材料的反應(yīng)活性提高，同時(shí)電解液的離子傳導(dǎo)速度加快，隔膜等輔助材料的強(qiáng)度降低，從而使自放電反應(yīng)速率大大提高。6）循環(huán)壽命【教師】通過多媒體展示“鎳氫動(dòng)力蓄電池的循環(huán)壽命”圖片，并進(jìn)行講解鎳氫動(dòng)力蓄電池的循環(huán)壽命受充放電濕度、溫度和使用方法的影響。在當(dāng)前的技術(shù)狀態(tài)下，按照IEC標(biāo)準(zhǔn)充放電時(shí)，充放電循環(huán)可以超過500次。在電動(dòng)車輛上應(yīng)用，鎳氫動(dòng)力蓄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可以達(dá)到5年以上，甚至達(dá)到10年以上鎳氫動(dòng)力蓄電池失效的原因有多方面，主要?dú)w納如下：①電解液的損耗②電極材料的改變③隔膜的變化4．鎳氫動(dòng)力蓄電池的應(yīng)用【教師】通過多媒體展示“鎳氫動(dòng)力蓄電池的應(yīng)用”圖片，并進(jìn)行講解鎳氫動(dòng)力蓄電池可以滿足混合動(dòng)力汽車高功率密度的要求，該類電池目前在混合動(dòng)力汽車，尤其是在日系車型中應(yīng)用廣泛。豐田第一代混合動(dòng)力汽車普銳斯的動(dòng)力蓄電池采用的就是288V，6.5A·h的鎳氫動(dòng)力蓄電池。該電池組可以通過發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)充放電，且輸出功率大、重量輕、壽命長(zhǎng)、耐久性好，豐田凱美瑞混合動(dòng)力車也采用了該鎳氫動(dòng)力蓄電池組。此外，本田思域、福特Escape以及大眾公司的新途銳混合動(dòng)力汽車也都采用了鎳氫動(dòng)力蓄電池作為動(dòng)力電源。新途銳混合動(dòng)力汽車是大眾汽車旗下第一款采用電驅(qū)動(dòng)技術(shù)的車型。該車型通過結(jié)合電力驅(qū)動(dòng)、車輛滑行、能量回收和起動(dòng)-停車系統(tǒng)四個(gè)方面的技術(shù)，使得這輛重達(dá)2.3t的SUV在城市路況的燃油效率較同級(jí)別車型提高了25%；在城市、高速公路和鄉(xiāng)間的綜合路況，平均油耗則降低了17%。【教師】布置任務(wù)查詢相關(guān)資料，思考鎳氫動(dòng)力蓄電池的技術(shù)研究對(duì)于中國(guó)混動(dòng)企業(yè)的發(fā)展有什么啟發(fā)？。【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答實(shí)踐應(yīng)用【教師】帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)操間進(jìn)行實(shí)踐操作1．準(zhǔn)備工作（1）實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所：理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室。（2）工具及設(shè)備：拆裝專用工具、防護(hù)用具等。（3）臺(tái)架/車輛：卡羅拉雙擎鎳氫動(dòng)力蓄電池組。（4）輔助資料：車輛維修手冊(cè)、教材等。2．操作步驟【教師】通過多媒體展示圖片，并進(jìn)行講解1）拔下鑰匙斷開12V蓄電池負(fù)極2）佩戴絕緣手套，拆下維修開關(guān)并妥善保管維修開關(guān)10min后進(jìn)行驗(yàn)電。3）拆卸后排座椅坐墊及其他飾板4）拆卸混合動(dòng)力蓄電池1號(hào)進(jìn)氣管和冷卻鼓風(fēng)機(jī)總成5）拆卸動(dòng)力蓄電池右側(cè)蓋6）拆卸動(dòng)力蓄電池連接線束，并包裹絕緣7）拆卸動(dòng)力蓄電池與車身連接6個(gè)螺栓8）抬出動(dòng)力蓄電池9）根據(jù)鎳氫動(dòng)力蓄電池實(shí)訓(xùn)臺(tái)架的功能演示，完成鎳氫動(dòng)力蓄電池的認(rèn)知10）檢查驗(yàn)收安裝情況，確認(rèn)6S管理【學(xué)生】以小組為單位，進(jìn)行實(shí)操，根據(jù)分工填寫“任務(wù)工單——鎳氫動(dòng)力蓄電池的認(rèn)知”【教師】根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)，填寫學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)表課堂小結(jié)【教師】簡(jiǎn)要總結(jié)本節(jié)課的要點(diǎn)（1）掌握鎳氫動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）掌握鎳氫動(dòng)力蓄電池的特性（3）能完成鎳氫動(dòng)力蓄電池組的拆卸與檢查【學(xué)生】總結(jié)回顧知識(shí)點(diǎn)作業(yè)布置【教師】布置課后作業(yè)（1）復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，完成任務(wù)工單中相關(guān)任務(wù)，并形成實(shí)踐報(bào)告（2）【學(xué)生】完成課后任務(wù)教學(xué)反思

課題任務(wù)3-3鋰離子動(dòng)力蓄電池認(rèn)知課時(shí)4課時(shí)（180min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：（1）掌握鋰離子動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）掌握鋰離子動(dòng)力蓄電池的特性及應(yīng)用（3）能完成鋰離子動(dòng)力蓄電池組的拆卸檢查素質(zhì)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神（2）培養(yǎng)學(xué)生“敬、精、專、創(chuàng)”的工匠精神教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：鋰離子動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理；鋰離子動(dòng)力蓄電池的特性及應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：能完成鋰離子動(dòng)力蓄電池組的拆卸檢查教學(xué)方法情景模擬法、問答法、理實(shí)一體化教學(xué)法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟課前任務(wù)【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——鋰離子動(dòng)力蓄電池認(rèn)知”，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)通過超星APP或其他學(xué)習(xí)軟件，收集鋰離子動(dòng)力蓄電池的相關(guān)資料，并進(jìn)行了解【學(xué)生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材考勤【教師】使用超星APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到互動(dòng)導(dǎo)入【教師】講述“一名客戶想要購(gòu)買一輛吉利帝豪EV汽車，他來(lái)到4S店想要了解吉利帝豪EV動(dòng)力蓄電池的類型和特點(diǎn)?！卑咐⑻岢鰡栴}如何對(duì)新能源汽車鉛酸蓄電池進(jìn)行檢查？作為一名銷售顧問，請(qǐng)你為客戶介紹主流動(dòng)力蓄電池的基本知識(shí)?！緦W(xué)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(shí)點(diǎn)，講解鋰離子動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理、鋰離子動(dòng)力蓄電池的特性及應(yīng)用等內(nèi)容鋰離子動(dòng)力蓄電池是一種二次電池（充電電池），近年來(lái)，鋰電池不僅廣泛應(yīng)用于新能源汽車、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、儲(chǔ)能領(lǐng)域，而且受工業(yè)智能化、軍事信息化、民用便利化以及互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市快速發(fā)展帶動(dòng)，應(yīng)用場(chǎng)景日趨豐富。1．鋰離子動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)【教師】通過多媒體展示“鋰離子動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解鋰離子動(dòng)力蓄電池基本都由正極、負(fù)極、電解質(zhì)及隔膜組成，另外加上正負(fù)極引線、安全閥、正溫度控制端子（PTC）、電池殼等。（1）正極層狀化合物、尖晶石型結(jié)構(gòu)、橄欖石型結(jié)構(gòu)（2）負(fù)極碳材料、氧化物負(fù)極材料、金屬及合金類負(fù)極材料（3）電解質(zhì)（4）隔膜2．鋰離子動(dòng)力蓄電池的分類【教師】通過多媒體展示“鋰離子動(dòng)力蓄電池的分類”圖片，并進(jìn)行講解鋰離子動(dòng)力蓄電池可以分成兩個(gè)大類：一次性不可充電電池（又稱為鋰原電池）和二次充電電池（又稱為鋰蓄電池）。不可充電電池如鋰二氧化錳電池、鋰-亞硫酰胺電池等。二次充電電池可以根據(jù)不同的情況分類：1）按外形分方形鋰電池（普通手機(jī)電池）、圓柱形鋰電池（電動(dòng)工具的18650）和紐扣式鋰離子動(dòng)力蓄電池。2）按外包材料分鋁殼鋰電池、鋼殼鋰電池、軟包電池3）按電解液狀態(tài)分鋰離子動(dòng)力蓄電池（LIB）、聚合物電池（PLB）和全固態(tài)鋰離子動(dòng)力蓄電池（目前還處于試驗(yàn)階段）4）按用途分普通電池和動(dòng)力蓄電池5）按性能特性分高容量電池、高倍率電池、高溫電池、低溫電池6）按正極材料分磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、三元鋰電池3.鋰離子動(dòng)力蓄電池的工作原理【教師】通過多媒體播放“鋰離子動(dòng)力蓄電池的工作原理”視頻，并進(jìn)行講解鋰離子動(dòng)力蓄電池充電時(shí)，正極的鋰原子會(huì)喪失電子，在有外電路連接的情況下，就會(huì)形成電流，此時(shí)鋰原子氧化為鋰離子并經(jīng)由電解液游到負(fù)極去，進(jìn)入負(fù)極的儲(chǔ)存晶格，并獲得一個(gè)電子，還原為鋰原子。放電時(shí)，整個(gè)過程相反。4．鋰離子動(dòng)力蓄電池的性能特點(diǎn)【教師】通過多媒體展示“鋰離子動(dòng)力蓄電池基本充放電電壓曲線”圖片，并進(jìn)行講解（1）充放電特性鋰離子動(dòng)力蓄電池充電從安全、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。鋰離子動(dòng)力蓄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。對(duì)于不同的鋰離子動(dòng)力蓄電池，區(qū)別主要有兩點(diǎn)：①第一階段恒流值，根據(jù)電池正極材料和制造工藝不同，最佳值存在一定的差別。一般采用電流范圍為0.2～0.3C。②不同鋰離子動(dòng)力蓄電池在恒流時(shí)間上存在很大的差別，恒流可充入容量占總體容量的比例也存在很大差別。從電動(dòng)汽車實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，恒流時(shí)間越長(zhǎng)，充電時(shí)間越短，更有利于應(yīng)用。此外鋰離子動(dòng)力蓄電池放電在中前期電壓穩(wěn)定，下降緩慢，但在放電后期電壓下降迅速。（2）安全性提高鋰離子動(dòng)力蓄電池安全性的措施有：①使用安全型鋰離子動(dòng)力蓄電池電解質(zhì)，如采用阻燃電解液，使用固體電解質(zhì)，代替有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)等。②提高電極材料熱穩(wěn)定性。一種方法是對(duì)負(fù)極材料的表面包覆，如在石墨表面包覆無(wú)定形碳或金屬層；另一種方法是在電解液中添加成膜添加劑，在電極材料表面形成穩(wěn)定性較高的固體電解質(zhì)界面膜（SEI），有利于獲得更好的熱穩(wěn)定性。此外還可以通過體相摻雜、表面處理等手段提高正極材料熱穩(wěn)定性。（3）溫度對(duì)鋰離子動(dòng)力蓄電池使用性能的影響①溫度對(duì)可用容量比率的影響。②溫度對(duì)電池內(nèi)阻的影響。（4）鋰離子動(dòng)力蓄電池不能過充過放的原因放電時(shí)，鋰離子不能完全移向正極，必須保留一部分鋰離子在負(fù)極，以保證下次充電時(shí)鋰離子可以暢通嵌入通道，否則，電池壽命就相當(dāng)短。不能過充，否則會(huì)因正極材料中的鋰離子移走太多時(shí)，造成晶格坍塌，而使電池表現(xiàn)出壽命終結(jié)狀態(tài)。由此可見，鋰離子充、放電控制精度要求相當(dāng)高，既不能過充，也不能過放，否則都將影響電池壽命，這是由鋰離子動(dòng)力蓄電池的工作機(jī)理所決定的。（5）鋰離子動(dòng)力蓄電池的優(yōu)點(diǎn)①工作電壓高。②比能量高③循環(huán)壽命長(zhǎng)④自放電?、轃o(wú)記憶效應(yīng)⑥環(huán)保性高【教師】布置任務(wù)查閱相關(guān)資料，闡述2023年鋰離子動(dòng)力蓄電池有哪些技術(shù)突破？【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答5.鋰離子動(dòng)力蓄電池的應(yīng)用【教師】通過多媒體展示“性能對(duì)比”、“吉利帝豪EV450動(dòng)力蓄電池結(jié)構(gòu)”、“比亞迪E5電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)”、“比亞迪刀片電池”圖片，并進(jìn)行講解如今，在售的新能源汽車配備的鋰離子電池主要有磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池兩種，這兩種電池在自身特點(diǎn)上存在顯著差異。（1）吉利帝豪EV450三元鋰電池吉利帝豪EV450使用寧德時(shí)代的三元鋰電池，以鉆酸鋰、錳酸鋰或像酸餛等化合物為正極，可嵌入鋰離子的碳材料為負(fù)極，使用有機(jī)電解質(zhì)，擁有52kWh的容量，輔以ITCS2.0智能溫控系統(tǒng)，保障電池壽命，動(dòng)力蓄電池總成安裝在車體下部。（2）比亞迪E5磷酸鐵鋰電池2017年款比亞迪E5，采用磷酸鐵鋰電池。整個(gè)動(dòng)力蓄電池由12個(gè)電池組串聯(lián)，12個(gè)BIC、190個(gè)單體蓄電池。單體電壓為3.3V，電池包內(nèi)部含有2個(gè)分壓接量密觸器、1個(gè)正極接觸器、1個(gè)負(fù)極接觸器、采樣線束、電池模組連接片和連接電纜等。（3）比亞迪漢EV刀片電池刀片電池從原理上來(lái)講還是磷酸鐵鋰電池，只是在制造工藝上做了改進(jìn)，其外形狹長(zhǎng)類似“刀片”，故取名刀片電池.【教師】隨機(jī)邀請(qǐng)學(xué)生完成以下任務(wù)查閱資料，思考鋰離子動(dòng)力蓄電池面臨哪些挑戰(zhàn)？下一代技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是什么？【學(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答【學(xué)生】聆聽、思考、理解、記憶實(shí)踐應(yīng)用【教師】帶領(lǐng)學(xué)生到實(shí)操間進(jìn)行實(shí)踐操作1．準(zhǔn)備工作（1）實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所：理實(shí)一體化實(shí)訓(xùn)室。（2）工具及設(shè)備：拆裝專用工具、防護(hù)用具等。（3）臺(tái)架/車輛：帝豪EV450。（4）輔助資料：車輛維修手冊(cè)、教材等。2．操作步驟【教師】通過多媒體展示圖片，并進(jìn)行講解拆卸動(dòng)力蓄電池包1）回收冷卻液高壓斷電與檢驗(yàn)斷開輔助蓄電池負(fù)極，并包裹絕緣斷開車載充電機(jī)側(cè)動(dòng)力蓄電池高壓母線，病包裹絕緣等待放電5min用萬(wàn)用表驗(yàn)電，測(cè)得電壓。2）舉升車輛斷開高低壓舉升車輛至適當(dāng)位置斷開動(dòng)力蓄電池測(cè)高壓母線斷開動(dòng)力蓄電池包低壓插接器3）斷開動(dòng)力蓄電池包冷卻水管，回收冷卻液，冷卻液若有泄露，請(qǐng)及時(shí)清潔4）選擇正確的套筒，拆卸動(dòng)力蓄電池包與車身接地線5）用扭力扳手對(duì)角松開動(dòng)力蓄電池包固定螺栓6）將動(dòng)力蓄電池包舉升平臺(tái)放置車下，并調(diào)整到適當(dāng)?shù)母叨?）安全舉升車輛，移出動(dòng)力蓄電池包安裝動(dòng)力蓄電池包1）將動(dòng)力蓄電池包舉升到合適的位置2）安裝動(dòng)力蓄電池包固定螺栓，并用棘輪緊固3）確保所有螺栓安裝后，退出舉升平臺(tái)并用扭力扳手緊固電池包固定螺栓4）安裝動(dòng)力蓄電池包接地線束5）安裝動(dòng)力蓄電池包冷卻水管6）安裝動(dòng)力蓄電池包低壓插接器7）安裝動(dòng)力蓄電池包側(cè)高壓母線8）安裝車載充電機(jī)側(cè)動(dòng)力蓄電池母線，安裝輔助蓄電池負(fù)極，并給車輛加注冷卻液完成鋰離子動(dòng)力蓄電池的認(rèn)知檢查驗(yàn)收安裝情況，確認(rèn)6S管理【學(xué)生】以小組為單位，進(jìn)行實(shí)操，根據(jù)分工填寫“任務(wù)工單——鋰離子動(dòng)力蓄電池的認(rèn)知”【教師】根據(jù)學(xué)生表現(xiàn)，填寫學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)表課堂小結(jié)【教師】簡(jiǎn)要總結(jié)本節(jié)課的要點(diǎn)（1）掌握鋰離子動(dòng)力蓄電池的結(jié)構(gòu)及工作原理（2）掌握鋰離子動(dòng)力蓄電池的特性及應(yīng)用（3）能完成鋰離子動(dòng)力蓄電池組的拆卸檢查【學(xué)生】總結(jié)回顧知識(shí)點(diǎn)作業(yè)布置【教師】布置課后作業(yè)（1）復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，完成任務(wù)工單中相關(guān)任務(wù)，并形成實(shí)踐報(bào)告（2）【學(xué)生】完成課后任務(wù)教學(xué)反思

課題任務(wù)3-4燃料電池及其他類型動(dòng)力蓄電池認(rèn)知課時(shí)4課時(shí)（180min）教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能目標(biāo)：（1）掌握氫燃料電池、超級(jí)電容器、鈉離子電池工作原理和種類（2）能完成燃料電池系統(tǒng)組成構(gòu)件認(rèn)知素質(zhì)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義精神和創(chuàng)新精神，立志科技報(bào)國(guó)（2）培養(yǎng)學(xué)生“敬、精、專、創(chuàng)”的工匠精神教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：氫燃料電池、超級(jí)電容器、鈉離子電池工作原理和種類教學(xué)難點(diǎn)：能完成燃料電池系統(tǒng)組成構(gòu)件認(rèn)知教學(xué)方法情景模擬法、問答法、理實(shí)一體化教學(xué)法教學(xué)用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學(xué)過程主要教學(xué)內(nèi)容及步驟課前任務(wù)【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——燃料電池系統(tǒng)組成構(gòu)件認(rèn)知”，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)通過超星APP或其他學(xué)習(xí)軟件，收集燃料電池及其他類型動(dòng)力蓄電池認(rèn)知的相關(guān)資料，并進(jìn)行了解【學(xué)生】提前上網(wǎng)觀看相關(guān)資料，熟悉教材考勤【教師】使用超星APP進(jìn)行簽到【學(xué)生】按照老師要求簽到互動(dòng)導(dǎo)入【教師】播放“燃料電池及其他類型動(dòng)力蓄電池”視頻，并提出問題你所了解的燃料電池及其他類型動(dòng)力蓄電池有哪些？請(qǐng)簡(jiǎn)要闡述?！緦W(xué)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(shí)點(diǎn)，講解氫燃料電池、超級(jí)電容器、鈉離子電池工作原理和種類等內(nèi)容目前，市面上主流的動(dòng)力蓄電池主要是堿性電池和鋰離子電池，這些電池已得到市場(chǎng)普及，新能源汽車作為我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，作為車企需要在技術(shù)方面占領(lǐng)先機(jī)，需不斷進(jìn)行新型電池的研發(fā)，滿足市場(chǎng)需求。例如氫燃料電池及其他類型動(dòng)力蓄電池，都屬于新型動(dòng)力蓄電池。氫燃料電池1．氫燃料電池概述【教師】通過多媒體展示“氫燃料電池汽車基本結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解氫燃料電池汽車是利用氫氣和空氣中的氧，在催化劑的作用下在氫燃料電池中經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電能，并作為主要?jiǎng)恿υ打?qū)動(dòng)的汽車。氫燃料電池汽車實(shí)質(zhì)上是電動(dòng)汽車的一種，在車身、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等方面，氫燃料電池汽車與普通電動(dòng)汽車基本相同，主要區(qū)別在于動(dòng)力蓄電池的工作原理不同。與傳統(tǒng)汽車和純電動(dòng)汽車相比，氫燃料電池汽車具有以下特點(diǎn)：（1）能量轉(zhuǎn)化效率高（2）無(wú)污染，零排放（3）氫來(lái)源廣泛（4）續(xù)駛里程長(zhǎng)（5）加氫時(shí)間短（6）噪聲和振動(dòng)小2．氫燃料電池的工作原理【教師】通過多媒體展示“氫燃料電池工作原理”圖片，并進(jìn)行講解氫氣通入陽(yáng)極，在催化劑作用下，一個(gè)氫分子分解為兩個(gè)氫離子，并釋放出兩個(gè)電子，在電池另一端，氧氣或空氣到達(dá)陰極；同時(shí)，氫離子穿過電解質(zhì)到達(dá)陰極，電子通過外電路到達(dá)陰極，在陰極催化劑的作用下，氧氣和氫離子與電子發(fā)生反應(yīng)生成水。（1）當(dāng)氫燃料電池的電解液是KOH溶液（堿性電解質(zhì)）時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為：正極的電極反應(yīng)式為：（2）當(dāng)氫燃料電池的電解液是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)）時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為：正極的電極反應(yīng)式為：（3）當(dāng)氫燃料電池的電解液是NaCl溶液（中性電解質(zhì)）時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為：正極的電極反應(yīng)式為：3.燃料電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)【教師】通過多媒體展示“燃料電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解（1）電堆（2）氫氣供給循環(huán)系統(tǒng)（3）空氣供給系統(tǒng)（4）水熱管理系統(tǒng)（5）電控系統(tǒng)（6）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)4．氫燃料電池的應(yīng)用【教師】通過多媒體展示“豐田Mirai的主要部件”、“豐田Mirai的工作原理”等圖片，并進(jìn)行講解氫燃料電池的應(yīng)用主要圍繞豐田Mirai氫燃料電池汽車展開介紹。Mirai是豐田首款量產(chǎn)的氫燃料電池汽車。正如其名，Mirai被豐田汽車視為“未來(lái)之車”，Mirai在行駛過程中不加油、不充電、不排放尾氣，唯一排放的廢物是純凈水。Mirai代表著未來(lái)，一個(gè)真正節(jié)能而環(huán)保的汽車。儲(chǔ)氫罐中的氫氣與車頭吸入的氧氣在燃料電池內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)從面動(dòng)車輛，反應(yīng)產(chǎn)生的剩余電能存入儲(chǔ)能電池內(nèi)。燃料電池及升壓系統(tǒng)安裝于前排座椅的下方，由370個(gè)單體蓄電池組成，可以輸出114k的發(fā)電功率，由單體蓄電池產(chǎn)生的電流驅(qū)動(dòng)車輛。而升壓系統(tǒng)能夠?qū)⒆罱K輸出的電壓升至650V，滿足電機(jī)的最大輸出需求。兩個(gè)儲(chǔ)氫罐位于車身后部，其容積分別為60L和62.4L，儲(chǔ)氣壓力可達(dá)70MPa。5．燃料電池的發(fā)展路徑【教師】通過多媒體播放“燃料電池的發(fā)展路徑”視頻，并進(jìn)行講解燃料電池是未來(lái)能源轉(zhuǎn)型的重要技術(shù)手段。目前，隨著燃料電池技術(shù)的快速進(jìn)步，中國(guó)已經(jīng)具備了生產(chǎn)高功率質(zhì)子交換膜燃料電池堆和系統(tǒng)的水平，為了在提高燃料電池性能和壽命的同時(shí)大幅降低成本，質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展路徑也逐漸清晰。質(zhì)子交換膜燃料電池中的大多數(shù)關(guān)鍵材料和部件都是進(jìn)口的，這嚴(yán)重限制了燃料電池的制造成本，并且在未來(lái)的商業(yè)化過程中無(wú)法確保關(guān)鍵材料的安全供應(yīng)。因此，當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)任務(wù)是大力推動(dòng)形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池堆和關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)鏈，確保質(zhì)子交換膜燃料電池商業(yè)化發(fā)展的技術(shù)支持和生產(chǎn)能力。【教師】布置任務(wù)查詢相關(guān)資料，調(diào)研市面上3家生產(chǎn)燃料電池的廠家，分析行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景，調(diào)研并列舉氫燃料電池汽車品牌和車型?！緦W(xué)生】聆聽、思考、回答【教師】總結(jié)學(xué)生的回答超級(jí)電容器超級(jí)電容器也叫作雙電層電容器，是一種通過極化電解質(zhì)來(lái)儲(chǔ)能的電化學(xué)元件，但在儲(chǔ)能過程中并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而且儲(chǔ)能過程是可逆的，可以反復(fù)充放電數(shù)十萬(wàn)次。超級(jí)電容器也像飛輪電池一樣，是一種物理儲(chǔ)能電池。1．超級(jí)電容器的工作原理和結(jié)構(gòu)【教師】通過多媒體展示“超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)”圖片，并進(jìn)行講解超級(jí)電容器是利用雙電層原理的電容器。當(dāng)外加電壓到超級(jí)電容器的兩個(gè)極板上時(shí)，與普通電容器一樣，正極板存儲(chǔ)正電荷，負(fù)極板存儲(chǔ)負(fù)電荷，在超級(jí)電容器的兩極板上電荷產(chǎn)生的電場(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)不同相之間的接觸面上，以正負(fù)電荷之間極短間隙排列在相反的位置上，這個(gè)電荷分布層叫作雙電層，因此電容量非常大。2．超級(jí)電容器特性【教師】通過多媒體展示“超級(jí)電容器特性”圖片，并進(jìn)行講解超級(jí)電容器主要有以下特點(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。超級(jí)電容器完全充電時(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)電容器的應(yīng)用。3.超級(jí)電容電池的應(yīng)用情況【教師】通過多媒