新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修 教案-项目二任务2-2 动力蓄电池的性能指标及参数识读.docx

课题

2-2动力蓄电池的性能指标及参数识读

课时

4课时（180min）

教学目标

知识技能目标：

（1）了解动力蓄电池的性能指标。

（2）掌握新能源汽车对动力蓄电池的性能要求。

素质目标：

（1）培养学生的爱国主义精神和创新精神，立志科技报国。

（2）培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。

（3）培养学生的团队协作精神，分工明确、优势互补、相互帮助、共同进步。

教学重难点

教学重点：了解动力蓄电池的性能指标。

教学难点：掌握新能源汽车对动力蓄电池的性能要求。

教学方法

情景模拟法、问答法、讨论法

教学用具

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

教学过程

主要教学内容及步骤

课前任务

【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下载“任务工单——吉利EV纯电动汽车动力蓄电池维护与单体蓄电池检查”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学通过超星APP或其他学习软件，收集新能源汽车常用充电方式的相关资料，并进行了解

【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材

考勤

【教师】使用超星APP进行签到

【学生】按照老师要求签到

互动导入

【教师】讲述“国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》中，坚持纯电动战略取向，发展新能源汽车是我国从大国走向强国必由之路”相关新闻，并提出问题

动力蓄电池作为纯电动汽车动力核心，如何判断其动力性能呢？

【学生】聆听、思考、讨论、回答

传授新知

【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解动力蓄电池的相关性能要求等内容

一、电池的储能原理与基本结构

【教师】通过多媒体展示“电池的储能原理与基本结构”图片，并进行讲解

1.电池的储能原理

在化学电池中，化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果，这种反应分别在两个电极上进行。当外电路断开时，两极之间虽然有电位差（开路电压），但没有电流，存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时，在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部，由于电解质中不存在自由电子，电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应，以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。充电时，电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反；电极反应必须是可逆的，才能保证反方向传质与传电过程的正常进行，储能原理示意图如图所示。

以经典的丹尼尔原理电池单体化学反应为例进行讲解：

在金属冶金中，如果把锌加入Cu2+溶液中，铜就会沉淀出来了。该化学反应就是从含有锌的矿石中提取出铜的常用方法。该化学反应包含的化学能是不可利用的，能量以热能的形式被消耗掉。

上述从电解液中提取铜的反应过程中，反应是在锌表面发生。如果锌和铜处于独立的两个元件中，那么上述反应式就必须在两个不同的位置（电极）发生，而且只有在有电流连接两个电极的情况下反应才能继续进行。该反应可以通过控制正、负极的连接状态实现有效控制，使化学能按需转化为有用的电能，丹尼尔电池示意图如图2-2-2所示。

负极：Zn—2e-=Zn2+

正极：Cu2++2e-=Cu

电池反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu

2.电池的基本结构

电池要实现化学能转变成电能的过程，必须满足如下条件：

1）必须把化学反应中失去电子的氧化过程（在负极进行），得到电子的还原过程（在正极进行），分在两个区域进行，这与一般的氧化还原反应存在区别。

2）两电极必须具有离子导电性的物质。

3）化学变化过程中电子传递必须经过外线路。

电池需包含以下组成部分，结构如图所示。

1）正极活性物质。它具有较高的电极电位，电池放电时进行还原反应或阴极过程。

2）负极活性物质。它具有较低的电极电位，电池工作时进行氧化反应或阳极过程。

3）电解质。它拥有很高的、选择性的离子电导率，提供电池内部的离子导电的介质。

大多数电解质为无机电解质水溶液，也有固体电解质、熔融盐电解质、非水溶液电解质和有机电解质。有的电解质也参加电极反应而被消耗。

除了主要组成部分外，电池还常常需要导电栅、汇流体、端子、安全阀等零件。电池可以制成各种形状和结构，如圆柱形、扣式、扁平和方形，如图所示。

二、电池的特性参数

【教师】通过多媒体展示“各类型动力蓄电池特性参数”图片，并进行讲解

1.电压参数

（1）电动势电动势是电池在理论上输出能量大小的度量之一，电池的电动势是热力学的两极平衡电极电位之差。

（2）开路电压开路电压是指在开路状态下（几乎没有电流通过时），电池两极之间的电势差。

（3）额定电压额定电压也称公称电压或标称电压，是指在规定条件下电池工作的标准电压。采用额定电压可以区分电池的化学体系。如下表常用不同电化学体系电池的单体额定电压值所示。

序号

电池类型

单体额定电压/V

1

铅酸