新能源汽车动力蓄电池系统构造与检修 课件 任务3-4 燃料电池及其他类型动力蓄电池认知

项目三动力蓄电池的认知新能源汽车动力蓄电池及管理技术1、掌握铅酸电池的储能工作原理和检测方法；2、掌握镍镉、镍氢电池结构、储能原理和性能特点；3、掌握锂离子动力电池的储能原理与结构；4、掌握锂离子动力电池的工作特性，了解其应用情况。5、掌握锌空气电池、飞轮电池、超级电容和燃料电池的应用特点及储电原理。知识目标技能目标1、能正确阐述铅酸蓄电池的充放电原理；2、能对铅酸蓄电池进行性能检测与维护；3、能阐述镍镉、镍氢电池的储能原理；4、能阐述锂离子电池的储能原理及工作特性。5、能简单阐述锌空气电池、飞轮电池、超级电容和燃料电池的工作原理。增强严格遵守标准规范的意识。具有团队协作意识和吃苦耐劳精神，并树立正确的理想信念。3、培养学生自主学习、查找资料、制定计划的能力；4、培养学生具备从事汽车行业工作的职业素养。思政目标目录CONTENTS动力蓄电池认知铅酸电池认知任务1镍氢动力蓄电池认知任务2

锂离子动力蓄电池认知任务3氢燃料电池与其他类型动力蓄电池认知任务4任务描述目前市面上的新能源汽车绝大多数使用碱性和锂离子电池，这些电池已研发及商用多年，得到市场普及，但对于车企的未来发展，需在技术方面占领先机，正所谓“得动力电池者得整车”要不断进行新型电池的研发，满足未来市场的需求。例如我们常说的氢燃料电池，以及其他类型的动力电池等，都是新型动力电池。本任务主要进行氢燃料及其他类型动力电池的工作原理、应用车型等讲解。任务引入纯电动汽车一辆、纯电动汽车维修手册、学习工作页、微课资源、汽车维修专用工具等。任务准备1、锌空气电池原理

锌空气电池主要由空气电极、电解液和锌阳极构成；空气中的氧为正极活性物质，金属锌作为负极活性物质，多孔活性炭作为正极，铂或其他材料作为催化剂，使用碱性电解质。氧气经多孔电极扩散层扩散到达催化层，在催化剂微团表面的三相界面处与水发生反应，吸收电子，生成OH-，阳极的锌与电解液中的OH-发生电化学反应，生成ZnO和H2O，并释放出电子，电子被集电层收集起来，在外电路中产生电流。一、锌空气电池的原理与应用2、锌空气电池的应用助听器用电池一、锌空气电池的原理与应用1、超高速飞轮的工作原理超高速飞轮电池储能是基于飞轮以一定角速度旋转时，可以存储动能:式中j—飞轮的转动惯量．与飞轮的形状和重量有关；

ω—飞轮转动的角速度。充电时，飞轮电池中的电机以电动机形式运转，在外电源的驱动下，电动机带动飞轮高速旋转，即用电给飞轮电池“充电”，增加了飞轮的转速；放电时，电机则以发电机状态运转，在飞轮的带动下对外输出电能，完成机械能(动能)到电能的转换。飞轮电池的飞轮是在真空环境下运转的，转速可达200000r／min．飞轮电池技术主要涉及复合材料科学、电力电子技术、磁悬浮技术、超真空技术、微电子控制系统等学科，具有明显的多学科交叉和集成特点。二、超高速飞轮的结构原理与应用2、典型的飞轮储能电池结构飞轮电池主要由以下几部分组成：复合材料飞轮、集成的发电机/电动机、支撑轴承、电力电子及其控制系统、真空腔、辅助轴承和事故屏蔽容器。二、超高速飞轮的结构原理与应用3、飞轮电池的应用(1)交通运输。飞轮电池充电快，放电完全，非常适合车辆应用。现在由于成本和小型化的问题，仅在部分电动汽车和火车上有示范性应用，并且主要是混合动力电动车辆，车辆在正常行驶或制动时，给飞轮电池充电，在加速或爬坡时，飞轮电池则给车辆提供动力，保证发动机在最优状态下运转。(2)航空航天。航空航天方面包括在人造卫星、飞船、空间站上的应用等。飞轮电池一次充电可以提供同重量化学电池两倍的功率，同负载的使用时间为化学电池的3～l0倍。同时，因为它的转速是可测可控的，故可以随时查看剩余电能。美国太空总署已在空间站安装了48个飞轮电池，联合在一起可提供超过150kW的电能。二、超高速飞轮的结构原理与应用1、氢燃料电池的概述氢燃料电池属于燃料电池中的一种，它是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，又称电化学发电器。它是继火电、水电、核电之后的第四种发电装置。基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散，和电解质发生反应后，放出的电子通过外部的负载到达阴极。三、氢燃料电池的结构原理与应用氢燃料电池在工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气）。氢在负极分解成正离子离子和电子9N，氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极，用电负载接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子和抵达正极的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程，这就是氢燃料电池原理，如图所示。2、氢燃料电池的工作原理氢燃料电池工作原理三、氢燃料电池的结构原理与应用（1）当氢燃料电池的电解液是KOH溶液（碱性电解质）时负极的电极反应式为：H2+2e--+2OH--→2H2O正极的电极反应式为：O2+H2O+4e--→4OH--（2）当氢燃料电池的电解液是H2SO4溶液（酸性电解质）时负极的电极反应式为：H2+2e--→2H+正极的电极反应式为：O2+4H++4e--→2H2O（3）当氢燃料电池的电解液是NaCl溶液（中性电解质）时负极的电极反应式为：H2+2e--→2H+正极的电极反应式为：O2+H2O+4e--→4OH--三、氢燃料电池的结构原理与应用丰田MIRAI佛山氢燃料公交车佛山氢燃料加注站3、氢燃料电池的应用三、氢燃料电池的结构原理与应用【思考题】氢燃料电池汽车的优点？氢燃料电池汽车的缺点？通过刚才的学习，扫描二维码，观看新能源