《汽车电气设备构造与维修（高职版）》教案 第4课 任务2.1检修蓄电池

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课题任务2.1检修蓄电池课时2课时（90min）教学目标知识目标：识记汽车蓄电池的作用和结构理解蓄电池的工作原理识记蓄电池的充电、故障诊断与排除以及使用与维护技能目标：能够拆装蓄电池素质目标：养成严谨务实、积极高效的工作作风教学重难点教学重点：汽车蓄电池的作用和结构，蓄电池的工作原理，蓄电池的充电、故障诊断与排除以及使用与维护教学难点：蓄电池的充电、故障诊断与排除以及使用与维护教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法、示范法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：→→→传授新知（38min）第2节课：→实操练习（35min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，完成课前任务请大家提前查找资料，了解蓄电池的相关知识，并填写任务单2.1中的引导问题，详情见教材。【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生了解所学内容，增加学生的学习兴趣考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况案例导入（5min）【教师】讲述“案例导入”的相关内容王先生于2015年8月购买了一辆本田汽车，其一直未发生故障。直至2021年12月27日，王先生下班开车回家，顺便在小区门口的商店下车购物，再上车后，车就打不着火了。具体现象：按下启动键，仪表盘内所有指示灯亮起，接着大部分指示灯熄灭，连续发出“嗒嗒嗒嗒”的声音，发动机没动静。车内电气设备正常工作，但车就是打不着火。王先生初步判断蓄电池亏电，其虽然能够支撑车内电气设备运转，但不足以使车打着火。于是，王先生找了一个附近的修车师傅前来维修。【学生】聆听、思考【教师】提问：王先生的车打不着火，你觉得是什么原因呢？鼓励学生畅所欲言【学生】思考、举手回答通过案例导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（38min）【教师】总结学生的回答，引入新知讲解2.1.1蓄电池的作用✈【教师】畅所欲言：大家见过蓄电池吗？其有什么作用？鼓励学生大胆发言✈【学生】思考、积极回答✈【教师】总结学生的回答，讲述相关知识：蓄电池的作用蓄电池俗称电瓶，是一种可逆的直流电源。它既可以将化学能转化为电能，又可以将电能转化为化学能。其作用主要表现在以下几个方面。当启动发动机时，蓄电池向启动机供电。当发电机因产生故障而不能供电时，蓄电池向用电设备供电。当发电机超负荷工作时，蓄电池协助发电机供电。当发电机正常工作时，蓄电池储存多余的电能。当发电机转速或负荷变化时，蓄电池使电路电压保持稳定。2.1.2蓄电池的结构极板极板是蓄电池的核心，由栅架和活性物质组成。将活性物质调成糊状，填充在栅架的空隙里，并对其进行干燥即可形成极板。极板分为正极板和负极板，正极板上的活性物质是褐色的二氧化铅（PbO2），负极板上的活性物质是青灰色海绵状铅（Pb）。蓄电池的充放电主要是依靠极板上的活性物质与电解液进行的。由于单片极板上的活性物质数量少，所存储的电量少，因此为了增大蓄电池的容量，通常将多片正、负极板分别并联，用横板焊接。安装时，正、负极板相互嵌合，中间插入隔板，组成极板组，如图所示。隔板为了减小蓄电池的内阻和体积，防止正、负极板因接触而短路，通常在正、负极板之间插入隔板。隔板不仅应具有多孔性，以便电解液渗透，还应具有良好的耐酸性和抗氧化性。电解液电解液在蓄电池的化学反应中起着重要作用，它由纯硫酸与蒸馏水按一定比例配置而成。不同地区和不同季节所要求的电解液密度是不一样的。通常，寒冷地区应使用密度较高的电解液，且在同一地区冬季的电解液密度应比夏季高。外壳蓄电池多采用整体式结构，一般由外壳和单格电池（3个或6个）组成。外壳用来盛装单格电池（由电解液和极板组构成），各单格电池之间相互隔断，其电解液不能相互流通。外壳的底部有凸肋，用来支撑极板组。凸肋与底面形成凹槽，可以防止脱落的活性物质使正、负极板短路。极柱极柱分为正极柱和负极柱，用于连接外电路。正极柱标注“+”或涂成红色，其直径较大，在蓄电池过充电时会变成棕色；负极柱标注“-”或涂成蓝色，其直径较小，在蓄电池过充电时会变成褐灰色。联条联条的作用是将单格电池串联起来，以提高整个蓄电池的端电压。联条有跨接式和穿壁式两种。跨接式联条埋在外壳里面；穿壁式联条露在外壳外面。✈【教师】课堂讨论：蓄电池分为普通蓄电池和免维护蓄电池两种。普通蓄电池在使用中存在自放电严重、失水量大、极柱腐蚀严重等问题，因此现在越来越多的汽车使用免维护蓄电池，那么你知道免维护蓄电池有哪些特点吗？✈【学生】积极讨论、回答✈【教师】总结学生的回答2.1.3蓄电池的工作原理蓄电池的工作原理实际上是化学能与电能的相互转化。蓄电池将化学能转化为电能且向外供电的过程，称为放电过程；相反，蓄电池将电能转化为化学能且储存起来的过程，称为充电过程。放电过程在放电过程中，两极板上的活性物质逐渐被消耗，正极板上的二氧化铅（PbO2）和负极板上的铅（Pb）都生成了硫酸铅（PbSO4）。随着放电的不断进行，硫酸与氧化铅、铅发生化学反应逐渐被消耗，同时水不断生成，使电解液的密度逐渐降低，该过程的化学反应为PbO2 + Pb + 2H2SO4→2PbSO4 + 2H2O蓄电池的放电过程如图所示。充电过程蓄电池的充电过程是放电过程的逆过程。在充电过程中，正、负极板上的硫酸铅与水发生化学反应分别生成二氧化铅和铅，电解液中的水不断被消耗，硫酸不断生成，电解液的密度不断升高，该过程的化学反应为2PbSO4 + 2H2O→PbO2 + Pb + 2H2SO4蓄电池的充电过程如图所示。✈【教师】分组讨论：根据蓄电池的工作原理以及现有认识，讨论汽车蓄电池如何是充电的？✈【学生】自由组合，积极讨论✈【教师】总结讨论效果2.1.4蓄电池的充电蓄电池的充电方法定流充电定流充电是指在充电过程中，充电电流恒定不变的充电方法。其优点是充电电流可任意选择，有益于延长蓄电池的使用寿命；缺点是充电时间长且需要经常调整充电电流。定压充电定压充电是指在充电过程中，充电电压恒定不变的充电方法。其优点是充电速度快、充电时间短，充电可自动停止，不必人工调整；缺点是不能保证蓄电池彻底充足电。脉冲快速充电脉冲快速充电也称为分段充电，它是以脉冲大电流来实现快速充电的，其显著特点是充电速度快，但对蓄电池有不利影响。蓄电池的充电种类初充电对新的蓄电池或更换极板后的蓄电池进行的首次充电称为初充电。初充电的流程如下。按规定加入电解液，待温度降到35℃以下后，连接充电设备。初充电通常采用改进的定流充电方法，即充电分两个阶段进行：第一阶段将充电电流设为额定容量的1/15，充电至单格电池电压达到2.4V；第二阶段将充电电流减半，充电至电解液沸腾、单格电池电压达到2.7V且电压连续3h不变。【知识之窗】分组讨论：在初充电的过程中应注意：①打开加液孔盖；②观察充电电流，及时调整；③每隔2～3h测量一次电压和密度，以便及时进入第二阶段；④要经常测量温度，并控制温度使其不高于规定温度。补充充电蓄电池在汽车使用过程中，经常有充电不足的现象发生，故应根据情况对蓄电池进行补充充电，一般一个月进行一次。补充充电通常也采用改进的定流充电方法，一般第一阶段充电电流设为额定容量的1/10，第二阶段充电电流设为额定容量的1/20。间歇过充电间歇过充电是一种为避免蓄电池在使用中发生极板硫化的预防性充电，一般应每隔3个月进行一次。具体方法是先对蓄电池进行补充充电，充足电后停歇1h，再以减半的充电电流对蓄电池进行过充电。循环锻炼充电为避免活性物质由于长期不参与化学反应而收缩，每隔一段时间（如3个月）应对蓄电池进行一次循环锻炼充电。具体方法是先对蓄电池进行补充充电或间歇过充电，充足电后，再以20h放电率对蓄电池进行放电直至放完电，最后对蓄电池进行补充充电，直至充足电。【知识之窗】给蓄电池充电时，应注意以下几点。严格执行充电规范。监控单格电池的电压、电解液的密度和温度，及时了解充电情况。初充电必须连续进行，不可长时间断开。配制和加入电解液时，严格遵守安全操作规则和器皿的使用规则。充电时应备有冷水、10%的苏打水溶液或10%的氨水溶液。室内充电时，应打开蓄电池的加液孔盖，使氢气、氧气顺利排出，以免发生事故。室内严禁明火，并且要求通风良好。2.1.5蓄电池的故障诊断与排除蓄电池的故障可分为外部故障和内部故障。外部故障主要有外壳裂纹、封口胶干裂、极柱腐蚀和松动；内部故障主要有极板硫化、自行放电、极板短路和极板活性物质脱落。下面详细介绍蓄电池的内部故障。✈【教师】分组讨论：将学生随机分成四组，结合教材，讨论蓄电池有哪些故障？✈【学生】自由组合，积极讨论✈【教师】总结讨论效果，讲解知识链接：蓄电池的故障诊断与排除极板硫化故障现象极板上生成白色粗晶粒硫酸铅的现象称为硫酸铅硬化，简称硫化。极板硫化主要发生在负极板上，是导致蓄电池寿命终止的主要原因。故障原因蓄电池长期充电不足或放电后不及时充电。蓄电池电解液液面过低。电解液密度过高。电解液中含有较多杂质。气温变化剧烈。故障诊断与排除检查蓄电池时，若发现其有硫化现象，则可采用以下方法进行排除。轻度故障：对其进行过充电处理。中度故障：对其进行小电流长时间过充电处理。重度故障：更换蓄电池自行放电故障现象充足电的蓄电池在30天内，每昼夜容量降低超过2%。故障原因电解液杂质过多。故障诊断与排除检查蓄电池电解液，若发现其杂质过多，则将蓄电池完全放电或过度放电，使极板上的杂质进入电解液，然后将电解液倒出，用蒸馏水将蓄电池清洗干净，最后加入新电解液并重新进行充电。自行极板断路故障现象汽车无法启动；蓄电池无电压。故障原因隔板损坏。极板拱曲。故障诊断与排除依次检查隔板、极板是否有问题，若有问题，则进行更换。自行极板断路故障现象蓄电池的电解液浑浊，有褐色物质浮出。故障原因（1）充电电流过大；（2）过充时间长；（3）低温大电流放电；（4）电解液不纯；（5）汽车行驶时颠簸、振动。故障诊断与排除检查蓄电池电解液，若发现蓄电池的电解液浑浊，有褐色物质浮出，则可根据具体情况更换电解液、极板或蓄电池。✈【教师】你问我答：将学生随机分成两组进行对抗，一组随机说出故障现象，另一组回答故障原因及其排除方法✈【学生】积极参与提问和回答✈【教师】总结，点评出优秀组，给予表扬2.1.6蓄电池的使用与维护1.蓄电池的使用在使用蓄电池时，应注意以下几点。安装和搬运蓄电池时，应轻拿轻放，不可敲打或在地上拖拽蓄电池。对蓄电池进行大电流放电的时间不宜过长。充电电压不能过高，注意防止过放电和欠充电。在冬季，应适当调整电解液密度，要保证蓄电池充足电，防止电解液结冰。2.蓄电池的维护蓄电池需要进行维护，具体要点如下。经常清除蓄电池表面的灰尘污物。电解液溅到蓄电池表面时，应用抹布蘸10%的苏打水溶液或碱水溶液擦净，极柱上出现氧化物时应及时清除。经常疏通加液孔盖上的通气孔。定期检查和调整电解液的密度和液面高度。放完电的蓄电池应在24h内充电。停驶车辆的蓄电池，应每两个月进行一次补充充电。当放电程度在冬季达25%、在夏季达50%时，常用车辆的蓄电池应进行充电，必要时应进行补充充电。拆卸蓄电池电缆时，应先拆下蓄电池负极电缆，再拆下蓄电池正极电缆；安装蓄电池电缆时，应先安装蓄电池正极电缆，再安装蓄电池负极电缆。【学生】聆听、理解、记忆学生畅所欲言，可以放松课堂氛围，调动学生学习积极性课堂讨论，活跃课堂气氛，启发式教学有利于学生掌握给予学生内化总结，将日常知识与书本知识相结合，学以致用蓄电池的故障诊断属于重点内容，需要学生充分理解后掌握，分组讨论可以增加学生学习的动力和学习效果巩固知识，便于学以致用第二节课任务导入（5min）【教师】以卡罗拉车型为例，展示蓄电池，并布置任务“更换与检测蓄电池”请同学们运用所学知识，在实训室利用相关设备完成正更换与检测蓄电池任务。【学生】聆听、记录使用任务驱动法教学，通过展示实训平台，让学生对实训设备有所了解实操练习（35min）【教师】以卡罗拉车型为例，介绍汽蓄电池的更换与检测的具体步骤，安排学生扫描微课二维码观看视频“更换蓄电池”(详见教材）操作步骤✈【教师】边讲实操步骤，边示范更换蓄电池进行工作准备与安全防护：准备维修工具、维修手册、挡块、车内五件套、车外三件套等；放置挡块、安装车内五件套、铺设车外三件套等。将点火开关置于LOCK挡（或OFF挡）。拧下蓄电池负极的紧固螺母，拆下蓄电池负极电缆，并用绝缘胶带包住电缆端部。掀开红色绝缘盖，拧下蓄电池正极的紧固螺母，拆下蓄电池正极电缆，并用红色绝缘盖盖住电缆端部。拆下蓄电池固定夹板，取出蓄电池。安装新的蓄电池。安装顺序与拆卸顺序相反。在车上测试蓄电池：将数字万用表置于直流电压挡，红表笔接正极柱，黑表笔接负极柱，测量蓄电池电压。整理现场。检测蓄电池✈【教师】安排学生扫描微课二维码观看视频“检测蓄电池”(详见教材），示范、讲解实操步骤1）进行工作准备：准备蓄电池、数字万用表、高率放电计等。2）检查蓄电池外观，具体内容如下①检查外壳是否有裂纹，确认无裂纹。②拧下加液孔盖，检查其通气孔是否畅通，确认通气正常。③检查正、负极柱是否腐蚀，确认无腐蚀。④检查蓄电池外部其他部位是否损坏，确认无损坏。3）检测蓄电池放电程度：将高率放电计夹子夹持在蓄电池负极柱上，触针紧压在蓄电池正极柱上，发现高率放电计指针位于绿色区域，说明蓄电池放电程度正常。利用数字万用表检测蓄电池电压，结果为11.72V（正常值为12V左右），说明蓄电池放电程度正常。4）检测蓄电池电解液的液面高度：用手电筒从蓄电池侧面照亮其内