新能源汽車動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)構(gòu)造與檢修 教案-項(xiàng)目二任務(wù)2-1 動(dòng)力蓄電池的發(fā)展認(rèn)知

課題任務(wù)2-1動(dòng)力蓄電池的發(fā)展認(rèn)知課時(shí)4課時(shí)（180min）教學(xué)目標(biāo)知識技能目標(biāo)：（1）了解新能源汽車動(dòng)力蓄電池的發(fā)展歷史。（2）了解新能源汽車動(dòng)力蓄電池的國內(nèi)外現(xiàn)狀。素質(zhì)目標(biāo)：（1）培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神和創(chuàng)新精神，立志科技報(bào)國。（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)。（3）培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，分工明確、優(yōu)勢互補(bǔ)、相互幫助、共同進(jìn)步。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：了解新能源汽車動(dòng)力蓄電池的發(fā)展歷史。教學(xué)難點(diǎn)：了解新能源汽車動(dòng)力蓄電池的國內(nèi)外現(xiàn)狀。教學(xué)方法情景模擬法、問答法、討論法教學(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——調(diào)研寧德時(shí)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(dòng)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(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，收集新能源汽車常用充電方式的相關(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“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(dòng)汽車的核心動(dòng)力來源于動(dòng)力蓄電池，動(dòng)力蓄電池的發(fā)展決定了新能源汽車?yán)m(xù)航、安全等問題，動(dòng)力蓄電池的發(fā)展史是什么呢？【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，引入新的知識點(diǎn)，講解新能源汽車動(dòng)力蓄電池的發(fā)展歷史，以及動(dòng)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(dòng)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(dòng)力蓄電池的發(fā)展各階段”圖片，并進(jìn)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(jìn)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(gè)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(gè)可長時(shí)間持續(xù)供電的蓄電池。1859年，法國科學(xué)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(jī)電解液作為電池的電解質(zhì)，20世紀(jì)70年代初期便實(shí)現(xiàn)了軍用和民用。隨后基于環(huán)?？紤]，研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向蓄電池。鎳-鎘電池在20世紀(jì)初實(shí)現(xiàn)商品化以后，在20世紀(jì)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(shí)驗(yàn)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(dòng)力蓄電池并在電動(dòng)汽車上應(yīng)用，展示了鋰離子蓄電池作為電動(dòng)汽車動(dòng)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(dòng)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(dòng)車上市，不過仍然沒有使用純電動(dòng)模式，而是發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)雙驅(qū)動(dòng)的混動(dòng)車型。搭載鐵電池的比亞迪3DM雙模電動(dòng)車純電動(dòng)續(xù)駛里程達(dá)100km。時(shí)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(dòng)力蓄電池電量出貨量為56.99GWh，同比2017增長84%；2019年前兩個(gè)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(dòng)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(dòng)力蓄電池”圖片，并進(jìn)行講解動(dòng)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(dòng)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(jìn)，電池技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。動(dòng)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(jìn)的綠色動(dòng)力蓄電池。動(dòng)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(jìn)步。新能源汽車上使用的各主流動(dòng)力蓄電池的性能特點(diǎn)見表。項(xiàng)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(jià)格低廢等特點(diǎn)，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(yuǎn)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(dòng)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(dòng)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(shí)間，主要應(yīng)用于混合動(dòng)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(jìn)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(diǎn)，因而成為當(dāng)前電動(dòng)汽車用動(dòng)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(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車都采用了鋰離子動(dòng)力蓄電池。（2）動(dòng)力蓄電池未來的發(fā)展趨勢根據(jù)市場考察，在車用動(dòng)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(jìn)行深入研發(fā)。能源補(bǔ)給方面，鋰離子電池、超級電容器適用于純電動(dòng)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(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)將占據(jù)主要地位。三、國內(nèi)動(dòng)力蓄電池行業(yè)裝機(jī)供應(yīng)前五企業(yè)【教師】通過多媒體展示“國內(nèi)動(dòng)力蓄電池行業(yè)裝機(jī)供應(yīng)知名企業(yè)”圖片，并進(jìn)行講解（1）寧德時(shí)代寧德時(shí)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(shí)代建立了動(dòng)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(dòng)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(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車的動(dòng)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(dòng)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(dòng)力蓄電池業(yè)務(wù)獨(dú)立出來，并向外供應(yīng)動(dòng)力蓄電池，同時(shí)采購具有競爭力的其他企業(yè)動(dòng)力蓄電池。（3）國軒高科合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司成立于2006年5月。公司主要從事鐵鋰動(dòng)力蓄電池新材料、電池芯、電池組及電動(dòng)自行車、風(fēng)光鋰電綠色照明系統(tǒng)、電動(dòng)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(dòng)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(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池批量供貨，其還通過了德國戴姆勒集團(tuán)VDA6.3過程質(zhì)量審核成功進(jìn)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(dòng)力蓄電池全面解決方案的電池生產(chǎn)企業(yè)之一?；葜輧|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(jìn)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(jià)值、言而有信、團(tuán)隊(duì)合作、尊重個(gè)人”的企業(yè)核心價(jià)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(jī)邀請學(xué)生完成以下任務(wù)請用自己的話，簡述各類型動(dòng)力蓄電池?！緦W(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】掃碼播放“認(rèn)識寧德時(shí)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(dòng)力蓄電池”視頻，然后帶領(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）電池：寧德時(shí)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(dòng)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(jìn)行講解認(rèn)識寧德時(shí)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(rèn)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(rèn)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(rèn)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(rèn)識億緯鋰能動(dòng)力蓄電池：調(diào)查填寫電池采用技術(shù)、能量密度