混合动力汽车构造原理与故障检修 教案（第二章）混合动力汽车高、低压蓄电池系统检修

混合动力汽车构造原理与故障检修项目二教案封面___________________________混合动力汽车构造原理与故障检修项目二教案___________________________授课课程：混合动力汽车构造原理与故障检修授课对象：新能源汽车技术专业学生对接证书：1+X智能新能源汽车构造（模块4-2中级）授课时长：4课时（180分钟）编制人：编制日期：目录一、任务一：混合动力汽车低压电池构造与故障检修..........................................11.1基本信息......................................................................................................11.2教学目标......................................................................................................11.3教学重点与难点..........................................................................................21.4教学方法......................................................................................................21.5教学准备......................................................................................................21.6教学过程......................................................................................................21.7考核评价......................................................................................................71.8板书设计......................................................................................................7二、任务二：混合动力汽车高压电池系统与故障检修..........................................82.1基本信息......................................................................................................82.2教学目标......................................................................................................82.3教学重点与难点..........................................................................................92.4教学方法......................................................................................................92.5教学准备......................................................................................................92.6教学过程......................................................................................................92.7考核评价....................................................................................................162.8板书设计....................................................................................................16任务一：混合动力汽车低压电池构造与故障检修一、基本信息-课程名称：混合动力汽车构造原理与故障检修-教学项目：项目二混合动力汽车高、低压电池构造与故障检修-教学任务：任务一混合动力汽车低压电池构造与故障检修-授课时长：2课时（90分钟）-授课对象：新能源汽车技术专业学生-对接证书：1+X智能新能源汽车构造（模块4-2中级）工作任务1-教学场地：新能源汽车理论教室+高压安全实训室二、教学目标知识目标能力目标思政要素和职业素养目标1.了解混合动力汽车低压电池构造。2.掌握混合动力汽车的低压蓄电池的使用。3.掌握混合动力汽车典型低压电池的结构特征与使用性能。4.对接1+X证书模块4-2（中级）工作任务1-智能新能源汽车构造。1.能查阅不同类型混合动力汽车低压电池的相关技术资料。2.熟知混合动力汽车典型低压电池的结构组成。3.能掌握不同类型混合动力汽车低压电池故障检修技能。4.对接1+X证书模块4-2（中级）工作任务1-智能新能源汽车构造。1.养成严谨、客观、认真分析的能力。2.具备敏锐的安全防范意识。3.培养团结互助的团队精神和积极交流沟通的职业能力。4.对接1+X证书模块4-2（中级）工作任务1-智能新能源汽车构造。三、教学重点与难点-重点：混合动力汽车低压电池的构造、使用方法，典型低压电池的结构特征，低压电池故障检修技能。-难点：低压电池的工作原理，低压BMS的工作机制，低压电池亏电、内部故障的判断与排除。四、教学方法讲授法、图示法、案例分析法、实物观察法、小组实训法、课堂互动法五、教学准备1.多媒体课件、教材、低压蓄电池结构原理图、比亚迪秦/一汽丰田普锐斯低压电池相关资料。2.实训设备：混合动力实训车（比亚迪秦、一汽丰田普锐斯）、低压蓄电池（免维护铅酸电池、低压铁电池）。3.工具器材：万用表、机械钥匙、跨接线、充电设备、绝缘手套。4.教学资料：课前预习表、工作任务单、考核评价表、互动答题卡片。六、教学过程（一）情境导入（5分钟）比亚迪秦混合动力汽车的车主李先生驾车来比亚迪4S店，找王师傅检修爱车，目前汽车使用遥控按键无法打开车门。引导学生思考：若你是王师傅，如何按照安全操作要求完成该车辆的检修工作？通过真实维修场景，引出本课核心：遥控无法开门、仪表灯不亮，大概率与低压电池故障相关，本节课将学习低压电池的构造、使用及故障检修技能，解决此类实际维修问题。（二）课前预习回顾（5分钟）结合课前预习表（表2.1-1），组织学生分组分享预习成果，重点检查以下内容：1.低压蓄电池的结构组成（提问2-3名学生回答，教师补充纠正，明确核心组成：极板、隔板、电解液、壳体）。2.低压蓄电池的工作原理（邀请基础薄弱学生发言，教师总结：电能与化学能的相互转化，放电时化学能转电能，充电时电能转化学能）。通过回顾，帮助学生快速衔接新知识，明确预习中的薄弱点。（三）新知识讲解（60分钟）1.知识储备：低压电池核心基础低压辅助蓄电池是混合动力汽车整车电子设备低压电的来源，是一种可重复充电的低压直流电源，核心作用是启动车辆（传统车启动发动机，新能源车启动高压系统），同时为大灯、音响、控制单元ECU等低压用电设备供电。混合动力汽车采用的低压蓄电池多为酸性蓄电池，电解液为硫酸，极板主要成分是铅（或铁），分为低压铅酸蓄电池和低压铁电池，与其他汽车的低压蓄电池结构、原理基本一致。2.低压蓄电池的使用与结构原理（1）低压蓄电池的使用目前汽车上普遍采用免维护蓄电池，正常使用年限约4年，使用过程中无需额外维护，重点注意以下几点：①及时充电：避免长期亏电，防止电池性能衰减；②正确操作：避免频繁启停，防止瞬间大电流损伤电池；③定期清洁：清理电池极柱灰尘、氧化物，防止接触不良；④定期维护：定期检查电池电压、外观，发现鼓包、漏液及时更换。（2）低压蓄电池结构汽车用低压蓄电池由6个单格电池串联而成，每个单格电池电压约2V，总电压为12V，适配乘用车12V电压系统；商用车多采用24V电压系统，需2个12V蓄电池串联使用。无论哪种类型的混合动力汽车，低压蓄电池结构基本相同，核心组成包括4部分（结合结构原理图讲解）：①极板：核心部件，分为正极板和负极板，由铅化合物构成，负极板数量比正极板多1块，依靠活性物质实现电能与化学能的转化；②隔板：位于正、负极板之间，由多孔橡胶或塑料制成，便于电解液渗透，同时防止正负极短路，具备耐酸、抗氧化功能；③电解液：由硫酸和蒸馏水按一定比例调配而成，纯度直接影响电池寿命和性能，要求较高；④壳体：用于封装电解液和极板组，免维护蓄电池壳体多采用聚丙烯塑料，具有耐热、耐酸、耐冲击性能。（3）低压蓄电池的工作原理核心是电能与化学能的相互转化：①放电过程：电池内部发生化学反应，将化学能转化为电能，供给低压用电设备使用；②充电过程：外部电源提供电能，电池内部发生逆向化学反应，将电能转化为化学能储存起来，恢复电池容量。3.混合动力汽车典型低压电池不同车型的低压电池结构、安装位置略有差异，重点讲解2种典型车型：（1）一汽丰田普锐斯：后备厢安装12V免维护屏蔽式低压备用蓄电池，为大灯、音响、各ECU等设备供电；电解液经分离器过滤，减少充电时氢气释放，无需更换电解液；若电池无电，需通过跨接启动（正极接正极、负极接负极），发动机运行后按相反顺序断开跨接线。注：更换专用蓄电池（S46B24R）后，需按规范完成检查模式操作（无需检测仪）。（2）比亚迪秦：采用低压铁电池作为启动电池，具备智能充电功能，四门、后备厢盖、发动机舱盖关闭时，若BMS监测到SOC过低，会控制吸合OFF档充电继电器，向动力电池BMS发送充电请求，由双向DC为低压铁电池充电。4.技能实践：低压电池故障检修结合比亚迪秦典型故障案例，讲解故障检修流程，演示操作步骤：（1）故障现象遥控按键无法打开车门，开门后仪表灯全部不亮，按左前门微动开关，无法唤醒低压铁电池。（2）故障原因分析结合故障现象，判断低压启动铁电池未正常工作，可能原因：①低压铁电池亏电严重；②单节电池故障；③电池存虚电。（3）故障检修步骤（结合实训车演示）①用机械钥匙打开车门，拉开后备厢盖，用万用表测量低压铁电池启动极柱电压，若显示9.1V（低于正常电压），说明亏电严重；②低压BMS工作电压需在6V以上，工作电源由低压铁电池提供，将低压BMS4号针脚搭铁，若电池性能正常应被唤醒；若未唤醒，测量正极极柱无电压输出，判定电池内部故障；③更换低压启动铁电池，关闭后备厢盖及车门，用遥控按键测试，车门顺利打开，故障排除。（4）故障维修小结①若测量启动极柱电压低于6V，需先将电池充至6V以上，再搭铁唤醒BMS，仍无法唤醒则更换电池；②低压铁电池智能充电的前提：四门、后备厢盖、发动机舱盖全部关闭；③智能充电原理：BMS监测SOC过低→吸合OFF档充电继电器→向动力电池BMS发送充电请求→动力电池BMS吸合放电主继电器→双向DC无故障后为铁电池充电。（四）任务实施（12分钟）组织小组实训，每组4-5人，结合实训车辆和工作任务单，完成以下任务：1.确认实训车辆型号及类型，在实车上找到低压蓄电池的安装位置，记录其结构特点（至少2辆实训车）；2.收集4种以上不同类型混合动力汽车的信息，列举其低压电池类型；3.记录实训过程中的安全注意事项，思考并回答“如何判断低压蓄电池是否亏电及亏电后的补救措施”。教师全程巡视指导，纠正操作错误，记录各小组任务完成情况，确保学生掌握核心实操技能。（五）课堂小结（2分钟）梳理本节课核心知识点：低压电池的构造（极板、隔板、电解液、壳体）、使用注意事项、典型车型的低压电池特点，以及低压电池亏电、内部故障的检修流程；强调实操过程中的安全规范，培养严谨的职业习惯。（六）布置作业（1分钟）1.完成教材“巩固与提高”部分的填空题、判断题、问答题；2.熟记低压蓄电池的结构组成及工作原理，下节课抽查；3.预习任务二高压电池系统的相关内容，了解高压电池的安装位置和基本结构。七、考核评价综合课堂表现、课后巩固、任务完成情况，从知识、能力、思政与职业素养三个维度进行评价：评价维度评价内容知识考核低压电池构造、使用方法、典型低压电池结构特征与使用性能能力考核低压电池安装位置识别、结构区分、故障检修技能、技术资料查阅能力思政与职业素养考核小组协作能力、沟通交流能力、实训积极性、严谨客观的实训态度、安全防范意识互动考核课前预习分享、课堂提问回答、实训任务完成质量附：任务教学目标达成情况评价表（班级：________姓名：________）知识目标达成情况教师评价学生自评是否了解混合动力汽车低压电池构造是否能掌握混合动力汽车的低压蓄电池的使用能否掌握混合动力汽车典型低压电池的结构特征与使用性能评价结论：知识目标达成与否〇是〇否〇是〇否能力目标达成情况教师评价学生自评是否找到混动汽车低压电池的安装位置是否能区分混合动力汽车典型低压电池的结构组成是否能掌握不同类型混合动力汽车低压电池故障检修技能评价结论：能力目标达成与否〇是〇否〇是〇否思政要素和职业素养目标达成情况教师评价学生自评小组活动展现的团队协作、沟通交流能力本课实训参与的积极性实训是否严谨、客观、科学八、板书设计#任务一：混合动力汽车低压电池构造与故障检修1.核心作用：启动车辆、为低压用电设备供电2.结构组成：极板（正/负）、隔板、电解液、壳体3.工作原理：化学能↔电能（放电/充电）4.典型车型：普锐斯（12V免维护）、比亚迪秦（低压铁电池）5.故障检修：-故障现象：遥控失灵、仪表不亮、无法唤醒-常见原因：亏电、单节故障、虚电-核心步骤：测电压→唤醒BMS→判断故障→更换/充电6.职业素养：严谨、安全、协作任务二：混合动力汽车高压电池系统与故障检修一、基本信息-课程名称：混合动力汽车构造原理与故障检修-教学项目：项目二混合动力汽车高、低压电池构造与故障检修-教学任务：任务二混合动力汽车高压电池系统与故障检修-授课时长：2课时（90分钟）-授课对象：新能源汽车技术专业学生-对接证书：1+X智能新能源汽车构造（模块4-2中级）工作任务2-教学场地：新能源汽车理论教室+高压安全实训室二、教学目标知识目标能力目标思政要素和职业素养目标1.了解混合动力汽车高压动力蓄电池的安装位置。2.掌握混合动力汽车的高压动力蓄电池系统结构组件。3.掌握混合动力汽车高压动力蓄电池冷却形式。4.对接1+X证书模块4-2（中级）工作任务2-智能新能源汽车构造。1.能查阅不同类型混合动力汽车高电压蓄电池的相关技术资料。2.熟知不同类型混合动力汽车高电压蓄电池的结构组成。3.能掌握不同类型混合动力汽车高电压蓄电池的工作性能及故障维修。4.对接1+X证书模块4-2（中级）工作任务2-智能新能源汽车构造。1.养成严谨、客观、认真分析的能力。2.发扬大国工匠精神，增强社会责任感。3.培养团结互助的团队精神和积极沟通交流的职业能力。4.对接1+X证书模块4-2（中级）工作任务2-智能新能源汽车构造。三、教学重点与难点-重点：高压动力蓄电池的安装位置、系统结构组件，典型车型（比亚迪秦、唐PHEV）的高压电池特点，高压电池故障检修流程。-难点：高压电池管理器（BMS/BMC）的功能与工作原理，单体电池均衡不良、继电器故障的判断与排除，高压作业安全规范。四、教学方法讲授法、图示法、案例分析法、实物观察法、小组实训法、课堂互动法五、教学准备1.多媒体课件、教材、高压电池系统结构原理图、比亚迪秦/唐PHEV、红旗H7PHEVQI高压电池相关资料。2.实训设备：混合动力实训车（比亚迪秦、唐PHEV）、高压电池包、高压电池管理器（BMS/BMC）。3.工具器材：万用表、故障诊断仪、维修开关、稳压电源、专用线、绝缘手套、绝缘工具。4.教学资料：课前预习表、工作任务单、考核评价表、高压安全操作规范手册。六、教学过程（一）情境导入（5分钟）比亚迪混合动力汽车的车主张先生驾车来4S店，找王师傅检修爱车高压电池系统，车辆出现启动后熄火、仪表显示混合系统严重故障等问题。引导学生思考：若你是王师傅，如何按照高压安全操作要求，完成高压电池系统的检修工作？引出本课核心：高压电池是混合动力汽车的核心能源之一，其故障直接影响车辆正常运行，本节课将学习高压电池系统的结构、冷却形式及故障检修技能，同时强调高压作业安全规范。（二）课前预习回顾（5分钟）结合课前预习表（表2.2-1），组织学生分组分享预习成果，重点检查以下内容：1.插电式混合动力红旗H7轿车动力电池的结构组成（提问2-3名学生回答，教师补充纠正）；2.高电压安全插头的核心任务（邀请学生发言，教师总结：断开高压回路，保障检修安全）。强调预习重点，明确高压电池系统的核心学习方向，强化高压安全意识。（三）新知识讲解（60分钟）1.知识储备：高压电池核心基础高压动力蓄电池是混合动力汽车运行的主要能源之一，直接决定车辆使用性能。不同车型的高压电池，在安装位置、系统结构、冷却形式、控制电路等方面存在差异，其能量输出、回收及故障检修方式也有所不同。2.典型车型高压电池系统讲解（1）比亚迪秦混合动力汽车动力电池系统①安装位置：位于后座椅后面、后备厢前侧面，为整车驱动和其他用电器提供电能。②系统结构：由10个动力电池模组、10个电池信息采集器（BIC）、串联线、支架、密封罩、采样线组成；相比14款车型，内部继电器由4个减少为1个，主保险1个；1-5号模组（下层，每节18节单体）、6-10号模组（上层，每节14节单体），额定总电压528V，总电量13kW·h。③高压电池管理器（BMS）：-安装位置：后备厢右侧装饰板内；-核心功能：总电压/电流/温度监测、SOC计算、充放电管理、接触器控制、漏电报警、碰撞保护、通信等；-电气原理：需双路电（F3/3BMS保险7.5A提供12V电）才能工作；ON档电后，BMS控制电池包内部接触器吸合；无EV模式时，需检查是否有单体电压过低、温度过高、漏电等故障。（2）比亚迪唐PHEV混合动力汽车动力电池系统①安装位置：车身底部、燃油箱前部，底部有保护层。②系统结构：由8个动力电池模组、1个通信转换模块、8个BIC、3个分压接触器（主正、主负、预充）、中联线、支架、密封罩、采样线组成；内部包含负极接触器、保险、漏电传感器等部件。③分压接触器：包括主正、主负、预充继电器，核心作用是控制高压回路的通断。④电池管理控制器（BMC）：-安装位置：主驾驶员座椅下方；-系统组成：分布式结构，尊享版（1个BMC+16个BIC）、尊贵版（1个BMC+14个BIC）+采样线；-核心功能：BMC负责充放电管理、接触器控制、SOC/SOH计算等；BIC负责电压/温度采样、电池均衡等；采样线负责BMC与BIC的通信。3.技能实践：高压电池故障检修结合2个典型故障案例，讲解高压电池故障检修流程，强调高压作业安全规范：案例1：红旗H7PHEVQI启动后熄火、混合系统严重故障（1）故障现象：行驶中无法给低压蓄电池充电，仪表显示混合系统严重故障，故障灯报警，启动后自动熄火；故障诊断仪报码：P198272（总正继电器断开）、P198D16（单体电压过低）、P19C000（单体压差过大）。（2）故障原因：读取数据流发现，96个单体电池最低电压2.18V、最高3.39V，超出100mV压差标准；拆解后发现1个单体电池电压过低，BMS进入保护状态，无法给低压电池充电，车辆供电不足导致熄火。（3）故障排除：更换动力电池总成，复位后试车，故障消失。案例2：比亚迪秦纯电模式行驶距离缩短（1）故障现象：行驶6000km，充电后续航从70km降至50-60km，充电量从12.8kW·h降至10kW·h。（2）故障诊断：通过电池监测软件发现，电量100%和5%时，模组二26号单体电压低、模组一10号单体电压高，判断为单体电池均衡不良。（3）故障排除（补充电操作，强调高压安全）：①拆下后座坐垫、后靠背垫，断开气囊传感器、多媒体控制器线束连接器；②断开维修开关（向上掰开橙色提手，拔下整个橙色维修开关）；③拆下动力电池保护塑料板，断开采样测试插头；④用可调稳压电源（2-5V，电流2-3A），制作专用线，接入模组二26号单体电池（30接正极、27接负极）；⑤调节电压3.4-3.6V，充电电流0.9-1.5A，充电3-4h至电压3.22V，静置1h至3.18V；对其他低压单体补充电，使电压接近平均值；⑥按相反顺序安装部件，整车充电后试车，续航恢复正常。小结：单体电池均衡不良会影响电池组储能能力，补充电可恢复电池均衡性，提升续航。4.高压电池冷却形式（拓展知识点）混合动力汽车高压电池工作时会产生热量，需通过冷却系统控制温度，保障电池性能和寿命，常见冷却形式包括：风冷、液冷、直冷等（结合车型讲解，如比亚迪秦采用液冷系统）。（四）任务实施（12分钟）组织小组实训，每组4-5人，结合实训车辆和工作任务单，完成以下任务：1.确认实训车辆型号及类型，在实车上找到高压动力蓄电池的安装位置，记录其系统结构特点（至少2辆实训车）；2.收集4种以上不同类型混合动力汽车的信息，列举其高压电池的结构组成；3.记录实训过程中的高压安全注意事项，回答“混合动力汽车高压动力蓄电池的冷却形式”。教师全程巡视指导，强调高压作业安全规范，