研究生課程“電動汽車技術”教學改革研究

武小花 陰曉峰 滕艷瓊 唐 嵐

（西華大學汽車與交通學院 四川·成都 610039）

0 引言

隨著環境和能源問題的日益突出，電動汽車成為了世界各大汽車廠商及研發機構的研究熱點，具有車輛工程及其相關專業碩士學位授予權的高校逐步在研究生教學中增設了“電動汽車技術”課程。[1-5]我校也在2018 年將“電動汽車技術”課程列為車輛工程和動力機械及工程專業研究生的學科方向課。本文從現狀分析出發、對課程要求、教學內容、教學方法及考核方式等方面進行研究生“電動汽車技術”課程教改分析和探索。

1 現狀分析

當前，大多數學校均以概論的方式講授“電動汽車技術”這門課程。以我校為例，該課程是我校車輛工程和動力機械及工程專業研究生學科方向課，總學時數為24 學時，全為課堂講授，第二學期開設。由于“電動汽車技術”課程的特點是內容多、任務重、專業性強。電動汽車結構復雜，類型繁多，電動汽車的關鍵技術相對較難掌握，學生大多缺少接觸和感性認識，單一的課堂教學，即使采用多媒體，也難以達到課程要求。學習成效的檢驗，除平時作業外，期末筆試是主要的考核方式。教學方式明顯偏重課本知識，對學生實踐能力的培養不夠重視，考后即忘的現象非常普遍。因而有必要對現有的教學方案進行改革，加強實踐訓練，做到結合最新電動汽車相關技術的發展現狀，適時調整講授內容，結合一定數量的典型車型對相關理論進行講解，注重培養學生應用基本理論和方法分析問題的能力。

2 課程要求

“電動汽車技術”課程培養目標是把學生培養成具有一定電動汽車專業知識，有較強動手實踐能力的技術研究型人才。要求學生在具有一定理論知識的基礎上，有較強的分析研究能力。

我校“電動汽車技術”課程基本要求為：了解電動汽車的基本概念、分類和技術現狀；掌握純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的系統組成、典型結構及工作原理；熟悉電動汽車對電動機驅動系統的要求，熟悉驅動電機的分類和性能特點；了解車輛對車載能源的性能要求，掌握典型動力電池的工作原理及性能特點；了解混合動力汽車能量管理的基本方法；了解電動汽車的相關標準。最后通過實驗提高學生的動手實踐能力及對所學知識的運用能力，包括電動汽車技術及仿真軟件等的實際運用。

3 教學內容

我校“電動汽車技術”課程參考書籍使用何洪文教授等編著的《電動汽車原理與構造》第二版，[6]以及Mehrdad Ehsani 等編著的《Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles》第三版。[7]兩本書對各類電動汽車的基本原理、理論和設計做了詳細的闡述，并講述了與之相關的關鍵技術，非常適用于普通高校研究生電動汽車技術的學習。此外，當前電動汽車技術正在蓬勃發展，新結構、新技術、新理論不斷涌現，因此在授課形式和內容上都應隨電動汽車技術發展而不斷進行調整。

根據教學計劃的改革，為加強學生對電動汽車及其相關技術的掌握，以及實踐能力的培養，將該課程24 學時的總課時分為講授16 學時，實驗8 學時。

理論部分為16 學時的講授學時，其學時分配為： 緒論（2 學時）、純電動汽車（2 學時）、混合動力電動汽車（2 學時）、燃料電池電動汽車（2 學時）、電機及驅動系統（2 學時）、車載能量源系統（2 學時）、能量管理（2 學時）、電動汽車的相關標準及測試（2學時）。

課程實驗是重要的教學環節，8 個實驗學時的安排為：方程式賽車動力系統參數匹配及性能驗證（3 學時）、混合動力汽車能量管理仿真（3 學時）、燃料電池公交車試乘及加氫站參觀（2 學時）。實驗一方程式賽車動力系統參數匹配及性能驗證：結合本校對純電動方程式賽車研發的重視，讓學生發揮主觀能動性，設計自己的純電動方程式賽車，目的是檢驗學生對純電動汽車、電機工作特性、傳動系統理論的應用能力。實驗二混合動力汽車能量管理仿真：結合混合動力電動汽車及能量管理的相關知識，以某混合動力電動汽車相關參數及對應中國工況為例，應用Matlab 軟件，建立車輛的功率需求模型、發動機及動力電池模型等，采用優化工具對能量管理策略進行優化驗證。實驗三：燃料電池公交車試乘及加氫站參觀，通過現場教學讓學生了解當前身邊燃料電池汽車的發展與應用情況，對與燃料電池汽車發展密切相關的加氫站有一個直觀的認識。

4 教學方法

“電動汽車技術”課程教學改革需要有與時俱進的精神，在教學模式上必須開拓創新，在少學時的背景下探索新的教學模式，以學生為主體，授之以漁，即要充分發揮學生在教學過程中的主體參與作用，[8]重在能力培養。由學生結合目前主流電動汽車及學院現有純電動方程式賽車及燃料電池汽車動力系統測試平臺進行分析和說明，以提高學生對電動汽車技術課程內容的理解和掌握。

在教學方法方面，本課程依托多媒體教學等現代化教學手段，實施案例教學，強調教學過程的互動性。“電動汽車技術” 作為一門新興的課程，具有大量豐富的教學材料。課件集聲音、動畫、圖像為一體，力求使教學內容直觀、生動，內容形式趨于一致，加強師生之間的互動。同時，結合不同國家、不同車系的具體車型進行具體分析、討論，引導學生逐步對實際問題進行綜合分析。

5 考核方式

根據課程要求、教學內容特點、實踐環節要求，同時突出考核的有效性和公平性，本課程成績以平時成績占10%，實驗報告占30%，小論文占30%，論文內容匯報占30%的比例分配。

其中小論文及交流匯報的要求如下。撰寫一篇與電動汽車技術相關的論文，如：電動汽車相關標準/政策/法規/指南分析；燃料電池電動汽車測試技術現狀；日本燃料電池汽車發展現狀；電動汽車與電網互動發展現狀等。要求：字數不少于3000字，參考文獻不少于20 篇，其中外文文獻不少于5 篇。完成后將該論文內容做成一份5 至10 分鐘的PPT，并在結課后的某個時間進行匯報并相互評分，以相互評分的平均成績作為論文內容匯報成績。

6 結語

“電動汽車技術”課程作為開設有汽車類專業的高校學生尤其是研究生的關鍵課程，其課堂效率的提高對于學生理論與實踐能力的提高至關重要。本文的課程要求、教學內容、教學方法、考核機制已應用于我校汽車與交通學院2019 級20 名研究生“電動汽車技術”的教學工作中。通過“電動汽車技術”課程的學習，選課研究生對電動汽車的研究現狀以及未來的發展方向、基本理論、工程實踐等都有了更深入的認識。真正實現將課堂教學與科研實踐相結合，全方位培養學生理論基礎及應用實踐的能力。