中职《新能源汽车概论》教案 第9课 认识充电系统

课题认识充电系统

课时2课时(90min)

知识目标：

(1)掌握传导充电系统的充电模式和连接方式

(2)熟悉传导充电系统的充电设备和充电接口

(3)熟悉常用的高压安全防护及充电保护技术

技能目标：

教学目标

能够分析充电系统的工作原理和特点

素质目标：

(1)弘扬追求突破、追求革新的创新精神

(2)强化安全生产意识和集体责任感

(3)厚植爱国爱党、服务人民的社会主义情怀

教学重点：掌握传导式充电的充电模式和连接方式；熟悉传导式充电的充电设备和充电接口组函口基

教学重难点本功能

教学难点：熟悉传导式充电的充电设备和充电接口殂成和基本功能

教学方法任务引入法、问答法、讨论法、实践操作法

教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材

第1节课：课前任务T考颤2min)一任务引入(5min)-＞传授新知(33min)一课堂讨论(5min)

教学设计

第2节课：传授新知(30min)一课堂讨论(10min)-＞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

■【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，组织学生下我"任务工单道过课前的预

——认识充电系统”，并根据任务工单迸行组内分工，同时提醒同学通热，让学生了解

所学课程的大概

课前任务过APP或其他学习软件，收集充电系统的相关资料，井进行了解

内容，激发学生

■【学生】提前上网观詈相关资料，熟悉教材的学习欲望

■【教师】使用进行签到培养学生的组

考勤APP

织纪律性，掌握

(2min)

■【学生】按照老师要求签到学生的出勤情况

通过讲解任务

相关背景知识，

任务引入■【教师】讲述电动汽车充电基础设施服务保障相关知识

让学生带着相关

(5min)

■【学生】聆听、思考、举手回答背景去探索新知

识

通过讲解、图

■【教师】通过大家的发言，引入新知，讲解交流充电方法、充电模式、连接

传授新知片展示、课堂互

方式及充电所用设备

(33min)动等教学方法，

5.1.1交流充电系统让学生了解交流

交流充电是以较低的交流电流经车载充电机对电劫汽车进行充电，有恒电压充电方法、充电模

充电、恒电流充电、阶段充电等几种充电方法。交流充电的充电时间较长，一般式、连接方式及充

为10~20h,所使用的充电器（桩）安装成本比较低.交流充电可以充分利用电电所用设备

力低谷时段对车辆进行充电，降低电网负担和充电成本，减少电能损耗，并延长

动力电池的使用寿命。

【课堂讨论】随机挑选学生回答问题

为什么要选择合适的充电方式？

【学生】聆听、思考、讨论问题

【教师】总结学生的回答

选择合适的充电方式不仅能够最大限度地发挥动力电池的性能，还可以延长动

力电池的使用寿命。

1.充电方法

1）恒电压充电

恒电压充电是最基本的充电方法，其特性曲线如图所示。首先，设定一个期

望电压，系统按照期望电压开始充电,充电电流随充电的进行不断减小；当充电

电流小于一定值时，充电过程结束.

超

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图

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【课堂讨论】随机挑选学生回答问题

通过上图分析，恒电压充电时充电电压和电流与充电时间的关系？

【学生】聆听、思考、讨论问题

【教师】总结学生的回答

恒电压充电的最大特点是控制简单。此外，由于充电终期只有很小的电流流

过，因此动力电池的析气量小，能耗低。但由于充电初期充电电流较大，容易对

动力电池的极板造成冲击，严重时会损坏动力电池，因此，在充电初始阶段，一

定要采取保护措施，限制最大充电电流.恒电压充电一股用于车辆行驶中途的补

给充电。

2）恒电流充电

恒电流充电是以恒定较大的电流为动力电池充电，其特性曲线如图所示。为

了补偿动力电池自放电的影响，在动力电池将要充满电时，通常会改用恒定的小

电流为动力电池充电，即浮充电。

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阶段

。

所示

a、b

恒压;充电电压

依恒流\1

:充电电流

，，恒流-

°4h充电时间

b三阶段充电的特性曲线

【课堂讨论】随机挑选学生回答问题

通过上图分析，二阶段充电和三阶段充电特性曲线有何不同？

【学生】聆听、思考、讨论问题

【教师】总结学生的回答

二阶段充电采用恒电流充电和恒电压充电相结合的方法，首先以恒电流将动

力电池充电至预定的电压值，然后改用恒电压充电的方法完成剩余的充电过程。

一般两个阶段之间的转换电压就是第二阶段所保持的恒电压。

三阶段充电在充电开始和结束阶段均采用恒电流充电，中间阶段采用恒电压

充电。三阶段充电首先以恒电流将动力电池充电至预定的电压值；然后采用恒电

压充电，前两个阶段之间的转换电压一般是第二阶段所保持的恒电压；当充电电

流衰减到预定值时，由第二阶段转换到第三阶段，采用恒电流充电，后两个阶段

之间的转换电流一般就是第三阶段所保持的恒电流.三阶段充电可以有效减少动

力电池的析气量.

2,充电模式和连接方式

充电模式是指连接车辆到电网（电源）给动力电池供电的方法，有模式1、

模式2、模式3、模式4四种。连接方式是指使用电缆和连接器将车辆接入电网（电

源）的方法，分为A.B、C三种。根据国家标准《电动汽车传导充电系统第1部

分通用要求》（GRT18487.1—2015）,传导式充电系统的充电模式、连接方

式分别如表a、b所示

a传导式充电系统的充电模式

充电横式表述备注

将纯电动汽车连接到交流电网（电源）时.在能■传输过程中应采用单相交流供电.且不允许超

电源快使用了产合GB2099.1和GB10025E求茁；过8A和250V,在电源但应使用IM余电流保妒球

模式1

插头插座,在县源信使用了相线.中性线和接由于饿少撞上控制与保护装置.慢式1多用来对电动

地保护的导体自行车、代步车等充电•不可用来对纯电动汽车充电

将纯电动汽车连接到交流电网（电源）时,在费量传蛤过网中应采用单相交流供电：电源例使用

电源包使用了冬合GB2099.1和GB1002要求的符合GB2099.1和GB1002要求的16A插头插座时.

模式2插头插座,在电源侧使用了相线、中性线和接・出电潼不能超过13A：电源舞使用符合GB2099.1

地保护的导体,并且在充电连接时使用了线上和GB1002要求的10A插头插座时,揄出电流不能超

控制与保护装亶（ICCPD）ilSA：应具备立余电流保沪和过电流保沪功能

将纯电动汽车连接到交流电网（电源）时，使

应具留刺余电流保护功能：连接方式A、B、C均适

用了专用供电设备,将纯电动汽车与交流电网

模式3用于模式3；采用单相供电时,电流不大于32A：采

自接连接,并且在专用供电设备上安装了控联

用三相供电且电波大于32A对，应采用连接方式C

引导装■

将纯电动汽车连接到交流电网或直流电网时，可直接连接至交流电网或直流电网：仅连接方式c

嘤式4

使用了带控制导引功能的直流供电设备适用于楔式4

b传导式充电系统的连接方式

不同充电模式与连接方式的组合，所需要的充电方式和充电设备也不尽相

同。

3.充电设备

交流充电的充电设备主要为车载充电机和交流充电桩。

I）车载充电机

如图所示，车载充电机是纯电动汽车的一种最基本的充电设备，通常作为标

准配置固定在车上。

当车辆需要充电时，只需将车载充电机通过连接装置与民用220V交流电源

连接即可，用户可以独立完成。

2）交流充电桩

使用交流充电桩充电是纯电动汽车充电的一种重要选择。交流充电桩一般设

置在街边、超市、办公楼或停车场等处，如图所示。

交流充电桩一般分布在居民区或工作场所附近，在这些地方纯电动汽车停放

时间较长。这类充电设备的设计规模一般比较大，以便能够同时为多辆汽车充电。

驾驶员只需要将车停放在指定位置，连接充电设备即可开始为车辆充电。

4.充电接口

纯电动汽车采用传导式充电时，充电接口一股由供电接口、充电连接装置、

车辆接口等组成，如图所示.

国家标准《电动汽车传导充电用连接装置第2部分：交流充电接口》(GB/T

20234.2—2015)规定了交流充电接口插头、插座的触头布置方式，分别如图a、b

所示。

交流充电接口触头电气参数及功能定义如表所示。

250V.I0A/I6A/32A交流电源（单相）

1-(LI)

440V.I6A/32A/63A交流电源（三相）

2—(1.2)440V.I6A/32A/63A交流电源（三相）

3-（L3）440V.I6A/32A/63A交流电源（三相）

250V.I0A/16A/32A中线（单招〉

4-(N)

440V.16A/32A/63A中线（三相）

5一（PE）一保护接地.连接供电设备地域和车辆电平台

6-(CC)0-30V.2A充电连接稿认

7-(CP>0-V)V.7A控制导引

■【学生】聆听、思考、理解、记忆

■【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题：通过课堂讨

论，激发学生的

课堂讨论简述整车控制系统的基本结构？

学习兴趣，加深

（5min）■【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表发表讨论结果

学生对所学知识

■【教师】与学生一起评价各组的发言的理解

第二节课

■【教师】通过大家的发言，引入新知，讲解直流充电充电方法、充电设备及

接口

5.1.2直流充电

直流充电是以较高的直流电流在短时间内直接为动力电池充电，有脉冲充

电、变电流间歇充电、变电压间歇充电等几种方法。直流充电的充电时间短，可

在10~30min完成，但所使用的充电器（桩）安装成本相对较高，电能损耗较大，通过讲解、图

对动力电池的使用寿命也有一定的影响。此外，直流充电对电网要求较高，通常片展示、课堂互

传授新知需要电网为其提供强大的瞬时功率，因而对电网的影响较大。动等教学方法，

(30min)1.充电方法让学生了解直流

1）脉冲充电充电充电方法、充

脉冲充电首先采用脉冲电流对动力电池进行充电，然后停止一段时间，如此电设备及接口

循环，其特性曲线如图5-10所示。脉冲充电遵循动力电池固有的充电接受率，充

电脉冲使动力电池充满电，间歇期使动力电池经化学反应产生的氧气和氢气有时

间重新化合而被吸收掉，有效缓解了动力电池在充电过程中的浓差极化和欧姆极

化现象，从而减轻动力电池的内压，使下一轮的恒电流充电能够更加顺利地进行。

脉冲充电可以增大动力电池的放电容量，减少动力电池在充电时的发热量，提高

充电效率，缩短充电时间，但能量转化效率较低，且对动力电池的损害较大。

□

“充电时间

【课堂讨论】随机挑选学生回答问题

观察上图，说一说脉冲充电时充电电流与充电时间的关系？

【学生】聆听、思考、讨论问题

【教师】总结学生的回答

2）变电流间歇充电

变电流间歇充电是建立在恒电流充电和脉冲充电的基础上的，是将脉冲充电

中恒电流充电阶段改为限制充电电压，从而改变不同脉冲周期的充电电流的间歇

充电方法，其特性曲线如图所示。

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【课堂讨论】随机挑选学生回答问题

观察上图，说一说变电流间歇充电时充电电流和电压与充电时间的关系？

【学生】聆听、思考、讨论问题

【教师】总结学生的回答

变电流间歇充电时，充电前期采用恒电流间歇充电的方法，保证较大的充电

电流；充电后期采用恒电压充电，直至动力电池充满电。

3）变电压间歇充电

与变电流间歇充电不同，变电压间歇充电在第一阶段不是采用恒电流间歇充

电，而是采用恒电压间歇充电，其特性曲线如图所示。变电压间歇充电更加符合

最佳的充电曲线.在每个恒电压充电阶段，充电电流一般按照指数规律下降，符

合动力电池充电接受率随着充电的进行逐渐下降的特点.

充电时间

【知识链接】拓展知识面

【教师】讲述智能充电的优越性

在动力电池投入使用前，需要按照规定对其进行小电流长时间的初充电。