研究生课程“电动汽车技术”教学改革研究

武小花 阴晓峰 滕艳琼 唐 岚

（西华大学汽车与交通学院 四川·成都 610039）

0 引言

随着环境和能源问题的日益突出，电动汽车成为了世界各大汽车厂商及研发机构的研究热点，具有车辆工程及其相关专业硕士学位授予权的高校逐步在研究生教学中增设了“电动汽车技术”课程。[1-5]我校也在2018 年将“电动汽车技术”课程列为车辆工程和动力机械及工程专业研究生的学科方向课。本文从现状分析出发、对课程要求、教学内容、教学方法及考核方式等方面进行研究生“电动汽车技术”课程教改分析和探索。

1 现状分析

当前，大多数学校均以概论的方式讲授“电动汽车技术”这门课程。以我校为例，该课程是我校车辆工程和动力机械及工程专业研究生学科方向课，总学时数为24 学时，全为课堂讲授，第二学期开设。由于“电动汽车技术”课程的特点是内容多、任务重、专业性强。电动汽车结构复杂，类型繁多，电动汽车的关键技术相对较难掌握，学生大多缺少接触和感性认识，单一的课堂教学，即使采用多媒体，也难以达到课程要求。学习成效的检验，除平时作业外，期末笔试是主要的考核方式。教学方式明显偏重课本知识，对学生实践能力的培养不够重视，考后即忘的现象非常普遍。因而有必要对现有的教学方案进行改革，加强实践训练，做到结合最新电动汽车相关技术的发展现状，适时调整讲授内容，结合一定数量的典型车型对相关理论进行讲解，注重培养学生应用基本理论和方法分析问题的能力。

2 课程要求

“电动汽车技术”课程培养目标是把学生培养成具有一定电动汽车专业知识，有较强动手实践能力的技术研究型人才。要求学生在具有一定理论知识的基础上，有较强的分析研究能力。

我校“电动汽车技术”课程基本要求为：了解电动汽车的基本概念、分类和技术现状；掌握纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车的系统组成、典型结构及工作原理；熟悉电动汽车对电动机驱动系统的要求，熟悉驱动电机的分类和性能特点；了解车辆对车载能源的性能要求，掌握典型动力电池的工作原理及性能特点；了解混合动力汽车能量管理的基本方法；了解电动汽车的相关标准。最后通过实验提高学生的动手实践能力及对所学知识的运用能力，包括电动汽车技术及仿真软件等的实际运用。

3 教学内容

我校“电动汽车技术”课程参考书籍使用何洪文教授等编著的《电动汽车原理与构造》第二版，[6]以及Mehrdad Ehsani 等编著的《Modern Electric, Hybrid Electric, and Fuel Cell Vehicles》第三版。[7]两本书对各类电动汽车的基本原理、理论和设计做了详细的阐述，并讲述了与之相关的关键技术，非常适用于普通高校研究生电动汽车技术的学习。此外，当前电动汽车技术正在蓬勃发展，新结构、新技术、新理论不断涌现，因此在授课形式和内容上都应随电动汽车技术发展而不断进行调整。

根据教学计划的改革，为加强学生对电动汽车及其相关技术的掌握，以及实践能力的培养，将该课程24 学时的总课时分为讲授16 学时，实验8 学时。

理论部分为16 学时的讲授学时，其学时分配为： 绪论（2 学时）、纯电动汽车（2 学时）、混合动力电动汽车（2 学时）、燃料电池电动汽车（2 学时）、电机及驱动系统（2 学时）、车载能量源系统（2 学时）、能量管理（2 学时）、电动汽车的相关标准及测试（2学时）。

课程实验是重要的教学环节，8 个实验学时的安排为：方程式赛车动力系统参数匹配及性能验证（3 学时）、混合动力汽车能量管理仿真（3 学时）、燃料电池公交车试乘及加氢站参观（2 学时）。实验一方程式赛车动力系统参数匹配及性能验证：结合本校对纯电动方程式赛车研发的重视，让学生发挥主观能动性，设计自己的纯电动方程式赛车，目的是检验学生对纯电动汽车、电机工作特性、传动系统理论的应用能力。实验二混合动力汽车能量管理仿真：结合混合动力电动汽车及能量管理的相关知识，以某混合动力电动汽车相关参数及对应中国工况为例，应用Matlab 软件，建立车辆的功率需求模型、发动机及动力电池模型等，采用优化工具对能量管理策略进行优化验证。实验三：燃料电池公交车试乘及加氢站参观，通过现场教学让学生了解当前身边燃料电池汽车的发展与应用情况，对与燃料电池汽车发展密切相关的加氢站有一个直观的认识。

4 教学方法

“电动汽车技术”课程教学改革需要有与时俱进的精神，在教学模式上必须开拓创新，在少学时的背景下探索新的教学模式，以学生为主体，授之以渔，即要充分发挥学生在教学过程中的主体参与作用，[8]重在能力培养。由学生结合目前主流电动汽车及学院现有纯电动方程式赛车及燃料电池汽车动力系统测试平台进行分析和说明，以提高学生对电动汽车技术课程内容的理解和掌握。

在教学方法方面，本课程依托多媒体教学等现代化教学手段，实施案例教学，强调教学过程的互动性。“电动汽车技术” 作为一门新兴的课程，具有大量丰富的教学材料。课件集声音、动画、图像为一体，力求使教学内容直观、生动，内容形式趋于一致，加强师生之间的互动。同时，结合不同国家、不同车系的具体车型进行具体分析、讨论，引导学生逐步对实际问题进行综合分析。

5 考核方式

根据课程要求、教学内容特点、实践环节要求，同时突出考核的有效性和公平性，本课程成绩以平时成绩占10%，实验报告占30%，小论文占30%，论文内容汇报占30%的比例分配。

其中小论文及交流汇报的要求如下。撰写一篇与电动汽车技术相关的论文，如：电动汽车相关标准/政策/法规/指南分析；燃料电池电动汽车测试技术现状；日本燃料电池汽车发展现状；电动汽车与电网互动发展现状等。要求：字数不少于3000字，参考文献不少于20 篇，其中外文文献不少于5 篇。完成后将该论文内容做成一份5 至10 分钟的PPT，并在结课后的某个时间进行汇报并相互评分，以相互评分的平均成绩作为论文内容汇报成绩。

6 结语

“电动汽车技术”课程作为开设有汽车类专业的高校学生尤其是研究生的关键课程，其课堂效率的提高对于学生理论与实践能力的提高至关重要。本文的课程要求、教学内容、教学方法、考核机制已应用于我校汽车与交通学院2019 级20 名研究生“电动汽车技术”的教学工作中。通过“电动汽车技术”课程的学习，选课研究生对电动汽车的研究现状以及未来的发展方向、基本理论、工程实践等都有了更深入的认识。真正实现将课堂教学与科研实践相结合，全方位培养学生理论基础及应用实践的能力。