“电动汽车动力电池技术”课程建设实践及思考——以深圳职业技术学院新能源汽车技术专业为例

张凯 于湛

深圳职业技术学院汽车与交通学院 广东省深圳市 518055

近年国家大力发展新能源汽车产业，许多高职院校开设了新能源汽车专业（或专业方向）。深圳职业技术学院从2008年开展新能源汽车教学实践以来，历经多次教学改革，专业课程体系逐渐建设成型。其中“电动汽车动力电池技术”是一门重要的专业基础课程，现对本课程的建设实践过程进行总结。

1 课程现状介绍

1.1 新能源专业课程体系

我校从2008级开始在汽车电子技术专业设置“电动汽车应用技术”课程，动力电池作在其中有概要介绍。2010级按方向组织教学，专业区分为“电动汽车技术”和“汽车电子服务”两个方向，其中前者开设了专门课程“动力电池管理与维护”。2012级实施拓展专业教学改革，取消了专业方向，但保留动力电池相关课程内容。目前2017级教学计划中“电动汽车动力电池技术”作为重要的专业基础课，安排在大二下学期，学时增加。该课程所需安全防护知识在大一通识课进行，电子软硬件知识在汽车电子控制系列课程完成，而电池综合故障诊断则安排在大三专业课阶段进行教学。

1.2 本课程定位和教学安排

“电动汽车动力电池技术”是为适应学生在新能源汽车动力电池知识和能力结构需求而开设的专业基础课程。开设目的在于顺应需求，传授动力电池的基本概念、参数和性能指标、不同类型动力电池特点、电能变换与控制技术、电池管理系统（BMS）、充电系统以及动力电池的维护技术等知识，培养学生建立对动力电池基础知识的理解，使其掌握电池基本原理、性能分析手段、充放电管理和维护保养的技术，课程具体安排见表1所示。

课程在传授基本概念和知识的同时，还以BMS的工作过程为切入点，重点锻炼学生新能源汽车技术的综合应用能力，提高学生对动力电池管理与维护的理解深度和应用能力，使学生具备电动汽车BMS的前端开发及后端维护技能，为学生从事电池系统辅助设计、生产、测试、运营和维护等方面的工作打下基础。

表1 “电动汽车动力电池技术”教学安排

2 课程实践分析

2.1 课程体系有待完善

本门课程独立开设7年来，教学内容经过多次调整。2010级定位于纯理论课，内容除了电池基本原理和概念之外，对多种蓄电池和储能装置都做了详细的讲解；2011级改为理论实训结合，增加了电能变换技术的Matlab仿真和整流电路焊接；2012级增加电池充放电曲线的实训项目，减少了锂离子电池之外的其他电池授课时间；2015级将电路焊接改为波形测试，充电系统部分转移至其他课程讲述。由于教材并不完全匹配本门课程的教学目标，理论讲述篇幅仍偏多，BMS部分实训内容缺乏，充电设施部分实践不够。因此，需要对当前课程体系进行改革，增加电池管理及充电方面的内容，以适应人才培养需要。

2.2 实训教学支撑不够

高职教育重视应用能力培养，实训是实现此目标的重要途径。当然这并不否认理论知识的必要性，事实上电动汽车动力电池系统牵涉到相当多的电气、电子及控制技术。目前的主要问题是理论课不能很好激发学生兴趣，常常出现理论一开讲、学生就迷惘的情况。虽然这种现象和高职学生学习基础较差有一定关系，但是不能不说理论授课的方式还有相当大的提升空间。实训项目对动力电池的学习作用更突出，例如BMS教学，在课堂上反复说明讲解SOC算法，也远比不上让学生自动动手编写一个SOC计算程序。而目前，本门课程的实训教学安排在许多学校都是远远不够的，这也是下一步应该加强的内容。

2.3 专业素养亟需加强

学习效果上的差异，既有天分也有后天努力程度的因素，学习环境也有相当大的影响。我校动力电池相关课程开设以来，其学习效果大体上和专业课程学习效果同步，经历过低潮，也有学习积极性和效果都较好的时期。不过即便是教学效果较好的班级，也存在部分学生跟不上教学进度的情况。2017级教学计划为适应专业发展定位，增加了较多动手环节，如果前期汽车电子软硬件基础不够扎实，将会给教学内容的学习带来巨大挑战。事实上电子基础薄弱也限制了教学进度，不利于项目的综合推进。解决这个问题需要加强电工电子方面的教学力度，为专业课的学习提前打下良好的基础。

3 教学改革建议

3.1 深层次厘清培养目标

课程教学内容应根据培养目标和就业来确定。2017级培养方案设定为面向汽车电子产品和电动汽车相关企业，可从事新能源汽车部件辅助性设计研发、生产管理、质量管理和产品销售等工作。就业方向为在新能源汽车企业从事电动汽车电子控制系统、电动驱动系统、电池管理系统的维修、诊断等技术工作，在零部件企业从事辅助研发、生产、质量检验、工艺管理、售后技术支持、销售等技术工作。

由上可知，具体到电动汽车（含动力电池），目前的人才培养既面向于维修、检测等生产环节，又可从事相关的辅助设计研发及管理工作，同时也包括技术支持及销售。可以说，就业范围相当广泛，这适应了当今企业对人才需求的多样化。虽然动力电池新的教学计划对相关能力培养已有所加强，但仍嫌不够，需要后续进一步对专业课程进行深化。本课程应根据培养目标，在保证知识掌握的前提下，针对性地开展专业技能训练。

3.2 全方位完善教学体系

如前所述，电动汽车动力电池的教学体系有过多次调整，今年我校开始启用新版自编教材，将理论和实训教学相结合，加强学生的开发设计能力。如将电池充放电原理部分内容理论课程和充放电曲线测试结合，将电池管理系统原理和对应的电量测量和SOC计算结合，将电池充电系统理论和充电操作和维护结合。前期受限于学时没有应用单片机进行教学，将逐渐安排较多学时利用汽车电子控制课程已经掌握的知识，开展电池项目综合教学。

具体来讲，目前正在建设“BMS综合实训平台”，可以完成电池组并串联关系，电池系统构成及充放电过程认知，电池电压、电流、电量、能量、温度测量显示，电池烟雾报警，电池过充、过放电报警与自动断电，电池负载模拟，电池荷电状态（SOC）计算显示等项目。以上多数项目的实施需要学生对动力电池和电池管理系统有较充分的了解，并自主编写调试程序，达到预定实验目标，从而对动力电池运行过程获得更深入的理解。该平台对完善本课程体系将起到很好的支撑作用。

3.3 多形式加强专业技能

高职学生就业存在半年离职率高，职业转换频繁等现象，原因很多，但学生没有达到培养方案要求或培养方案不满足企业需求是非常重要的原因。本质上就是学生在校期间未能获得足够的知识与技能。新能源汽车方向的毕业生，可以工作于新能源汽车整车及新能源汽车配件研发生产等多个领域，这其中包含了众多动力电池企业（深圳有众多相关企业）。而以上工作能否胜任，最根本还是取决于动力电池专业知识和技能掌握的情况。

为加强学生汽车电子基础软硬件应用能力，针对专业课程学时有限这个普遍存在的问题，建议增加总学时或拓展相近方向专业；修读专业选修课程以及和相关的项目化课程也是提高相应能力的良好途径；我校新能源专业开展的“北斗协会”以及“电动汽车协会”等学术型社团对学生能力的培养作用明显；学校开展的创新工程、技能大比武、创客大赛等活动也为学生提高专业技能提供了舞台；17级开始新增的“电动汽车综合故障诊断”课程，也可以强化动力电池专业技能的培养。