《新能源汽车电气系统检修(第2版)》教案第4课新能源汽车低压电源系统检修(一)

2课时(90min)知识技能目标： (1)掌握低压电源系统的工作原理 (2)掌握低压电源系统的构成 (3)能够在实车中分辨出低压电源系统，并进行检测思政育人目标： (1)养成好学上进、拼搏创新的精神 (2)增强规范操作、安全操作的意识材第1节课：课前任务→考勤(2min)→案例导入(10min)→传授新知(23min)→课堂讨论(10考勤 (2min)案例导入 (10min)传授新知第2节课：实践操作(40min)→课堂小结(3min)→作业布置(2min)课【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——认识低压电源系统”，并根据任务工单进行组内分工，同时提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，收集低压电源系统的相关资料，并进行了解【学生】提前上网观看相关资料，熟悉教材。通过课前的预热，让学生了大概内容，激发望培养学生的组织纪律性，掌情况通过案例导入，激发学生的生带着问题去探索新知 (23min)成2.1.1低压电源系统的工作原理新能源汽车与传统燃油汽车的不同点之一就是低压电源系统。在传统燃油汽车中，辅助蓄电池是唯一的电源，发动机未启动或启动时，由辅助蓄电池为汽车供电；发动机启动后由发电机为汽车供电且为辅助蓄电池充电。而在新能源汽车中，由于动力电池可以直接为新能源汽车提供动力，因此新能源汽车省去了发动机，同时采用DC/DC转换器代替发电机来维护辅助蓄电池的正常工作。【知识链接】拓展知识面【教师】讲述什么是DC/DC转换器片展示、课堂互动等教学方法，成DC/DC转换器中的DC(directcurrent)指直流电，因此DC/DC转换器也称直C通常，低压电源系统被布置在新能源汽车的前舱，它的工作状态由整车控制器调控。当新能源汽车完成高压系统相关的充电后，整车控制器会给低压电源系统发送工作信号。在收到信号后，DC/DC转换器开始工作，它会将动力电池提供的高压直流电转化为低压直流电给辅助蓄电池充电，并在充电过程中为新能源汽车上的电子元件和整车控制器供电，如下图所示。【知识链接】拓展知识面【教师】讲述辅助蓄电池的充电方式充电；还有一些新能源汽车仅在为动力电池充电过程中为辅助蓄电池充电，一旦动目录目录统的构成新能源汽车的低压电源系统主要由DC/DC转换器和辅助蓄电池两部分构成。1)DC/DC转换器的工作原理DC/DC转换器的核心部件是变压器，而变压器的工作电流必须是交流电，因此在DC/DC转换器内部需要先利用功率半导体将动力电池的高压直流电转化为高压交流电；然后，利用变压器将高压交流电转化为低压交流电；最后，再利用功率半导体将低压交流电转化为低压直流电，如下图所示。除了变压器和功率半导体外，DC/DC转换器中还会使用电容器来抑制直流电、交流电转化过程中形成的2)DC/DC转换器的类型根据内部电气之间的隔离情况，DC/DC转换器可以分为非隔离型和隔离型两【知识拓展】拓展知识面【教师】讲述什么是隔离隔离是电气隔离的简称，它通常指将内部分支电路与整个电气系统间隔开的过程，这样可使分支电路成为一个独立的安全系统。实现隔离后，分支电路与其他电3)DC/DC转换器的构成DC/DC转换器的一般外观如下图所示，它主要有四个接口，从左到右依次为高压输入端、低压控制端、低压输出正极、低压输出负极。它的内部主要由主电 ( (1)主电路。主电路是DC/DC转换器的主体，它的电路图如下图所示。当高压直流电通过Vin输入DC/DC转换器后，会通过转换、降压、转换等过程，经由Cf和RL进行滤波处理，最终变为新能源汽车内部电气系统常用的12V低压直流电。 (2)驱动模块。驱动模块可控制DC/DC转换器内部的多个开关，以便控制其输出电压。通常，驱动模块的控制能力是通过驱动电路实现的，常见的驱动电路有直接耦合型、脉冲耦合型、芯片驱动型三种。目录目录 (详见教材) (3)控制模块。控制模块主要用来反馈主电路的工作状态，通过监控主电路的输出状态，来控制主电路的工作状态。控制模块主要有电压控制、峰值电流控制、平均电流控 (详见教材)辅助蓄电池是一种将化学能直接转化成电能的装置(见下图)，并且可以通过可逆的化学反应实现再充电。它是汽车电气系统的直接电力来源，无论是传统燃油汽车，还是新能源汽车，都离不开它。新能源汽车的辅助蓄电池通常有铅酸蓄电池和锂离子电池两大类，其中铅酸蓄电池是最常用的辅助蓄电池。1)铅酸蓄电池的反应原理电时，正极的活性物质PbO2和负极的活性物质Pb都与稀硫酸电解液反应，生成O会重新反应生成PbO2和Pb，铅酸蓄电池又处于充足电的状态。充电过程中的电极见教材。【课堂互动】随机挑选学生回答问题为什么铅酸蓄电池在保存时应充足电？【学生】聆听、思考、回答问题【教师】总结学生的回答VV2)铅酸蓄电池的结构铅酸蓄电池2)铅酸蓄电池的结构铅酸蓄电池的结构如图所示，它主要由极板、隔板、容器、电解液、加液孔联条几部分构成。 (详见教材)【知识拓展】拓展知识面【教师】讲述铅酸蓄电池的线束连接器3)铅酸蓄电池的属性新能源汽车中的铅酸蓄电池能为电气系统提供12V的电压，它通常是由6个铅VVI目录目录酸蓄电池单体串联成的，每个电池单体能提供2V的电压。铅酸蓄电池的充放电次寿命约为3年。铅酸蓄电池都会标注代表其属性的编码，如6-QWLZ-70(见下图)，个别字母和数字所表示的意义如下。 (1)其中6代表该铅酸蓄电池使用了6个电池单体。 (2)Q代表该铅酸蓄电池为汽车蓄电池。除此之外，市面上还有用M代表的摩托车蓄电池、用D代表的电动车蓄电池、用JC代表的船舶用蓄电池等。 (3)W代表该铅酸蓄电池为免维护型蓄电池。除此之外，还有用A代表的干荷型蓄电池，以及不标字母的普通型蓄电池。 池的额定容量为70Ah。4)铅酸蓄电池的优势 (1)性能优势。相对于其他蓄电池，铅酸蓄电池的性能优势主要体现在以下几个方面。①实现工业化生产的时间最长、技术最成熟，性能稳定、可靠，适用性好。③工作电压较高、工作温度范围较宽，适用于新能源汽车的各类应用场景。 (2)成本优势。铅酸蓄电池是非常廉价的蓄电池，单位能量的价格是锂离子电池的1/3左右。此外，铅酸蓄电池的主要成分为铅和铅的化合物，铅含量高达电池总质量的60%VIIVII课堂讨论 (10min)实践操作 (40min)铅酸蓄电池的综合成本较低。 (3)环保优势。铅酸蓄电池组成简单，再生技术成熟，回收价值高，是较容易实现回收和再电池、氢镍电池等组成复杂，再生成本高，回收难度大，再生产业难以实现市场讨论以下问题： (1)对于铅蓄电池回收利用学生有什么好的建议？ (2)对于报废铅酸蓄电池的收集，怎样才能做到“去向可追、数量可查、责任第二节课小李是一名新能源汽车专业的学生，他们学校实训室所用的实训车辆是吉利车了解该车型的低压电源系统。请用所学到的知识帮助他认识并检测低压电源系人员安全防护用品：绝缘手套、绝缘鞋、护目镜、安全帽、绝缘垫。实训车辆：吉利帝豪EV450。辅助资料：维修手册、电路图手册、教材。 (1)从辅助资料中查找吉利帝豪EV450中DC/DC转换器的位置及结构信息。在电机控制器的接线图(见下图)上找到DC/DC转换器的充电接口BV12和BV34，并在电路图手册上找到BV12、BV34线束连接器的端子示意图，如下图所示。通过课堂讨论，巩固所学知识，并帮助学生树立环保理念际工作技能，通过理论能力、反应能力VVIII目录目录 (2 (2)在电机控制器上找到DC/DC转换器低压输出正极线束连接器BV12(B+)，以及低压输出负极线束连接器BV34(B-)，如图所示。 ，并在该图中找到负极线束连接器BE01a (4)找到并拆卸辅助蓄电池负极线束连接器BE01a，如图所示。XX目目录 ( (6)使用万用表，测量BV12(B+)与辅助蓄电池正极线束之间的电阻值。如图所示，该电阻值小于1Ω，表明BV12(B+)连接辅助蓄电池正极的12V电压线束正常工作，无断路。 I ( (7)使用万用表，测量BV34(B-)与辅助蓄电池负极线束之间的电阻值。如图所示，该电阻值小于1Ω，表明BV34(B-)连接辅助蓄电池负极的12V电压线束正常工作，无断路。电源系统”XXII目录 (3目录 (3min)总结知识点，巩固印象复习巩固学到的知识，并能学以致用作业布置 (2min)原理、低压电源系统的构成；希望大家课下原理、低压电源系统的构成