新能源汽車動力蓄電池系統(tǒng)構造與檢修 教案-項目一任務1-1 動力蓄電池檢修作業(yè)準備與檢修工具使用

課題任務1動力蓄電池檢修作業(yè)準備與檢修工具使用課時4課時（180min）教學目標知識技能目標：掌握高壓電的電壓范圍。認識高壓電的危害。（3）掌握新能源汽車高壓安全防護用具和檢修工具的使用方法。素質目標：（1）培養(yǎng)學生的安全意識，責任意識。（2）培養(yǎng)學生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)。（3）培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神，分工明確、優(yōu)勢互補、相互幫助、共同進步。教學重難點教學重點：熟悉新能源汽車高壓系統(tǒng)的結構及高壓電的特點。教學難點：掌握常用防護用具和檢修工具的使用方法。教學方法情景模擬法、問答法、討論法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學過程主要教學內容及步驟課前任務【教師】布置課前任務，和學生負責人取得聯(lián)系，組織學生下載“任務工單——動力蓄電池檢修作業(yè)準備與檢修工具使用”，并根據任務工單進行組內分工，同時提醒同學通過超星APP或其他學習軟件，收集新能源汽車常用檢修工具的相關資料，并進行了解【學生】提前上網觀看相關資料，熟悉教材考勤【教師】使用超星APP進行簽到【學生】按照老師要求簽到互動導入【教師】提出“新能源汽車動力蓄電池在檢修前，需要做好哪些安全防護措施？”問題動力蓄電池是新能源汽車的主要動力來源和核心部件，在使用過程中會逐漸老化，可能引發(fā)一系列安全問題，按照相關行業(yè)標準，新能源汽車動力蓄電池需進行定期維護和檢修，以確保其安全性能。動力蓄電池檢修作業(yè)如何準備與檢修工具如何使用呢？【學生】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，講解高壓電的危害、知道新能源汽車上橙色線束為高壓線束，能夠正確使用高壓安全防護工具，掌握新能源汽車動力蓄電池檢修的高壓安全防護操作為后續(xù)任務的學習奠定基礎。安全是一切工作的生命線，只有在保障人身安全的前提下，開展新能源汽車維修各項工作才能有意義。在新能源汽車運行時，動力蓄電池為高壓用電設備提供高達幾百伏的直流電壓，如果因使用不當或操作不當，都有可能發(fā)生觸電危險事故。要保證新能源汽車的使用及維修安全，就必須了解人體安全電壓值、安全防護工具的使用，并且要學會區(qū)分新能源汽車上的高壓部件、學會安全急救方法等。一、認識高壓電的危害1．純電動汽車高壓電高壓電（Highvoltage）為工業(yè)名詞，配電線路中交流電壓在1000V以上或直流電壓在1500V以上的稱為高壓電。電動汽車動力系統(tǒng)的一個重要特點就是具有電壓高、電流大的動力回路。為了適應電機驅動工作的特性要求并提高工作效率，高壓電氣系統(tǒng)的工作電壓可達到300V以上，而且電力傳輸線路的阻抗很小。高壓電氣系統(tǒng)的正常工作電流可能達到數十甚至數百安培，瞬時短路放電電流更是成倍增加。高電壓和大電流會危及車上乘客的人身安全，同時，還會影響低壓電氣和車輛控制器的正常工作。因此，在設計和規(guī)劃高壓電氣系統(tǒng)時不僅應充分滿足整車動力驅動要求，還必須確保車輛運行安全、駕乘人員安全和車輛運行環(huán)境安全。新能源汽車上的電路按電壓等級不同可劃分為A級電壓電路（VoltageclassAelectriccircuits）和B級電壓電路（VoltageclassBelectriccircuits）。A級電壓電路是指最大工作電壓小于等于交流30V或小于等于直流60V的電力組件或電路。B級電壓電路是指最大工作電壓大于交流30V且小于等于交流1000V或大于直流60V且小于等于直流1500V的電力組件或電路?！窘處煛客ㄟ^多媒體展示“電壓等級”圖片，并進行講解電壓等級最大工作電壓U（單位：V）交流直流A0<U≤300<U≤60B30<U≤100060<U≤15002．高壓電的危害行業(yè)規(guī)定，安全電壓為不高于36V，持續(xù)接觸安全電壓為24V。傳統(tǒng)燃油汽車上，通過發(fā)電機為蓄電池充電，電壓會保持在直流14V以內，因此，全車電器供電電壓也限制為14V，低于人體的安全電壓限值。唯一特殊的是，在點火系統(tǒng)中，次級線圈在變壓后電壓可達上萬伏，以此擊穿火花塞電極氣隙，產生高壓電火花。在維修點火系統(tǒng)時，技術人員可能會被次級高壓電擊，但并未產生嚴重后果，這其中原因在于高壓電對人體的傷害不僅與電流大小有關，還和電流通過的時間有密切聯(lián)系?！窘處煛客ㄟ^多媒體展示“通過人體的危險電流大小與時間關系圖”圖片，并進行講解圖1-1-1所示是通過人體的危險電流大小與時間關系圖。從圖中可以看出，在區(qū)域①內，當通過人體電流低于0.5mA時，無論電流流經時間多長，人體神經基本沒有感覺；當電流達到0.5mA以上時，人體會感覺到輕微酥麻的觸電。在區(qū)域②內，當通過人體電流高于0.5mA并且低于10mA時，人體有逐漸強烈的觸電感覺，在這種情況下，人體是可以擺脫電流的，不受通電時間影響；但是，當電流超過10mA臨界時，若電流流經時間超過2000ms就有可能無法擺脫觸電電源，從10mA開始隨著電流的增加，擺脫電流時間也越來越小，呈線性遞減。區(qū)域③內，以擺脫電流界限（折現(xiàn)）和心室顫動電流界限（曲線）組成的范圍內，很難擺脫觸電電源，但不至于發(fā)生心室顫動。區(qū)域④內，以圖中曲線為界，只要處于該范圍內的觸電，無論觸電電流還是觸電時間多少，都將很可能發(fā)生心室顫動，極為危險。一般在干燥環(huán)境中，人體電阻大約在2kΩ~20mΩ范圍內；皮膚出汗時，約為1kΩ左右；皮膚有傷口時，約為800Ω左右。人體觸電時，皮膚與帶電體的接觸面積越大，人體電阻越小。當人體接觸帶電體時，人體就被當作一電路元件接入回路。人體阻抗通常包括外部阻抗（與觸電當時所穿衣服、鞋襪以及身體的潮濕情況有關，從幾千歐－幾十兆歐不等）和內部阻抗（與觸電者的皮膚阻抗和體內阻抗有關）?！局R鏈接】拓展知識面【教師】講述什么是觸電觸電是指電流通過人體而引起的病理、生理效應，觸電分為電傷和電擊兩種傷害形式。電傷是指電流對人體表面的傷害，它往往不危及生命安全，電傷可分為電灼燒、電烙印、皮膚金屬化、機械性損傷、電光眼和二次事故；而電擊是指電流通過人體內部直接造成對內部組織的傷害，它是危險的傷害，往往導致嚴重的后果，電擊又可分為直接接觸電擊和間接接觸電擊。【學生】聆聽、思考二、新能源汽車維修高壓安全防護1.新能源汽車高壓部件【教師】通過多媒體展示“新能源汽車高壓部件”圖片，并進行講解在新能源汽車上有哪些部件會帶有高壓電呢？要想搞清楚這個問題，首先要知道新能源汽車的高壓電從何而來。無特殊說明，本書中所指新能源汽車為2012年國務院發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)規(guī)劃（2012-2020）》中所指出的純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車三類，下同。以純電動汽車為例，因驅動車輛行駛的動力由電動機提供，而電動機的動能必須由電能轉化，因此，需要專用的動力蓄電池提供電能。這里的動力蓄電池，就是高壓電的來源。根據新能源汽車工作原理，可以知道，純電動汽車的動力蓄電池包向電機控制器提供直流高壓電，經逆變后為驅動電機提供三相交流電而工作。因純電動汽車無發(fā)動機，空調制冷的核心部件壓縮機為電動壓縮機，該部件由動力蓄電池供給高壓電。無發(fā)動機的另一個弊端是氣溫較低需要開暖風時，車內的暖風不再由冷卻水余熱提供，取而代之的是電動加熱PTC，該部件也由動力蓄電池供給高壓電。當動力蓄電池電量不足時，需要進行充電，充電系統(tǒng)包含直流充電和交流充電，這兩個系統(tǒng)也是高壓部件，其中交流充電部分含有一個車載充電機安裝在車上。此外，有些純電動汽車在動力蓄電池和其他用電設備及充電設備之間還安裝了高壓配電箱，這里面也是存在高壓的。除了上述部件外。所有的連接這些高壓部件的線束也是高壓部件，并統(tǒng)一使用橙色的線束以示區(qū)別，它們都屬于B級電壓電路?？傮w而言，純電動汽車的高壓部件見表所列。序號名稱備注1動力蓄電池包電源2高壓配電箱配電設備3電機控制器用電設備4驅動電機用電設備5電動壓縮機用電設備6電加熱PTC用電設備7車載充電機充電設備8高壓線束（橙色）連接線【知識鏈接】拓展知識面【教師】講述如何辨認新能源汽車上的高壓部件高壓電的傳輸需要通過橙色的高壓線束，因此，在辨認時，當有橙色線束連接時即是高壓部件，如圖所示。另一種辨認方法是，在高壓部件上（高壓電纜除外）都標有高壓警告標記，如圖所示?！緦W生】聆聽、思考2.新能源汽車維修高壓安全防護【教師】通過多媒體展示“新能源汽車維修高壓安全防護”視頻，并進行講解新能源汽車上高壓部件分布廣泛，在檢修高壓部件或進行車輛維護作業(yè)時，要做好新能源汽車維修高壓安全防護，具體應當參考國家標準《電動汽車安全要求第3部分：人員觸電防護》（GB/T18384.3-2015）。新能源汽車維修從業(yè)人員在接車維修時，可參考以下步驟做好安全防護：1）停車熄火（或稱退電）。2）穿戴好防護工具。3）設置防護隔離欄。4）將高壓危險警告標志置于顯著位置。5）斷開輔助蓄電池負極，并等待5min。6）斷開維修開關（或稱作拔下維修塞），并鎖好保存。7）使用放電工裝對動力蓄電池母線放電，并確認無殘存電荷。8）執(zhí)行高壓部件拆檢。9）裝回高壓部件及線束。10）裝回維修開關。11）接通蓄電池負極。12）上電驗車。13）收起防護欄及防護工具。14）竣工。三、動力蓄電池檢修作業(yè)準備與檢修工具使用1.防護設備使用【教師】通過多媒體展示“防護設備使用”視頻，并進行講解新能源汽車維修作業(yè)所用到的防護設備有：護目鏡、高壓絕緣手套、絕緣鞋、絕緣墊等。這里主要介紹護目鏡、高壓絕緣手套和絕緣鞋的使用。2.測量設備及絕緣工具的使用【教師】通過多媒體展示“測量設備及絕緣工具的使用”圖片，并進行講解鉗形數字萬用表鉗形數字萬用表是動力蓄電池檢修中必備的測試工具之一，主要用于測試電壓、電流、頻率等相關參數，要求其具有較高的測試分辨率、測試精度以及較多的測試功能。數字絕緣測試儀數字絕緣電阻表受電池驅動，具有精度高、讀數直觀、操作方便、安全可靠、便于攜帶等優(yōu)點，已成為測量絕緣電阻最常用的儀表。數字絕緣電阻表一般由直流電壓變換器將電池電壓轉換為直流高壓電作為測試電壓，該測試電壓施加于被測物上產生的電流經電流電壓轉換器轉換為相應的電壓值，然后送入模數轉換器變?yōu)閿底志幋a，再經微機處理，由顯示屏顯示相應的電阻值。絕緣測試儀內部可以產生不同大小的電壓，通常有50V、100V、250V、500V和1000V等多個檔位，可用于測量不同電壓下物體的電阻大小。圖1-1-9所示是福祿克牌絕緣測試儀，其性能優(yōu)越、,可靠性好，被廣泛使用。絕緣電阻表電子絕緣電阻表由大規(guī)模集成電路組成，輸出功率大，短路電流值高，輸出電壓等級多。操作面板上有液晶顯示屏、選擇開關、電源開關按鈕、絕緣電阻測量按鈕、比較功能按鈕等。接地電阻測試儀接地電阻測試儀是檢驗測量接地電阻的常用儀表，它能測試的阻抗從0.01Ω到2000Ω，測試的接地電壓能達到100V。它主要可以精確測量大型接地網接地阻抗、接地電阻、接地電抗；精確測量大型接地網場區(qū)地表電位梯度；精確測量大型接地網接觸電位差、接觸電壓、跨步電位差、跨步電壓；精確測量大型接地網轉移電位；測量接地引下線導通電阻；測量土壤電阻率。接地電阻表在使用前需對外觀、表針線束進行目視檢查，同時也要對其進行開路和短路性能檢查。絕緣工具絕緣工具主要是用于新能源汽車拆裝的常用工具，例如：扳手、套筒、接桿、螺釘旋具等。與常規(guī)工具不同的是，絕緣工具的外殼不再是金屬的，而是被一層絕緣材料覆蓋。在使用絕緣工具拆裝新能源汽車高壓部件時，配合絕緣手套使用，可以防止觸電、有效保護維修人員的安全。故障診斷儀汽車故障診斷儀是車輛故障自檢終端、汽車故障診斷儀（又稱汽車解碼器）是用于檢測汽車故障的便攜式智能汽車故障自檢儀，用戶可以利用它迅速地讀取汽車電控系統(tǒng)中的故障，并通過液晶顯示故障信息及參數，迅速查明發(fā)生故障的部位及原因?！窘處煛侩S機邀請學生完成以下任務請用自己的話，簡述防護設備使用、測量設備及絕緣工具的使用方法?！緦W生】聆聽、思考、回答【教師】總結學生的回答實踐應用【教師】掃碼播放“動力蓄電池檢修作業(yè)準備與檢修工具使用”視頻，然后帶領學生到實操間進行實踐操作1．準備工作（1）實訓場所：理實一體化實訓室。（2）工具及設備：拆裝專用工具、防護用具等。（3）儀器：絕緣電阻表、數字絕緣測試儀、接地電阻測試儀、診斷儀。（4）輔助資料：儀器使用手冊、教材等。2．操作步驟【教師】通過多媒體展示圖片，并進行講解1）使用絕緣電阻表外觀檢查：1）檢查外觀表面有無破損2）檢查表針線束有無破損、連接是否牢固性能檢查：檢查前需佩戴絕緣手套1）“TEST”測試鍵檢查：按下測試件顯示紅色，再次按下關閉2）測試電壓選?。喊聪聹y試鍵，通過鍵可以選取測試電壓量程；對于純電動汽車高壓組件進行絕緣性測試一般選取1000V3）開路及短路檢查：正負表筆分開，按下“TEST”測試鍵；正負表筆短接，按下“TEST”測試鍵，注意：短接時間不能過長使用數字絕緣測試儀首先將測試表筆與測試儀連接好，黑色表筆接COM（地）孔內，測試表筆接到“絕緣”孔內；在使用前還應進行自檢，自檢有開路檢測和短路檢測；自檢正常后，選擇正確的電壓檔位，將兩支表筆分別放在被測物體兩端，按下紅色測試表筆