研究生課程“電動(dòng)汽車技術(shù)”教學(xué)改革研究

武小花 陰曉峰 滕艷瓊 唐 嵐

（西華大學(xué)汽車與交通學(xué)院 四川·成都 610039）

0 引言

隨著環(huán)境和能源問題的日益突出，電動(dòng)汽車成為了世界各大汽車廠商及研發(fā)機(jī)構(gòu)的研究熱點(diǎn)，具有車輛工程及其相關(guān)專業(yè)碩士學(xué)位授予權(quán)的高校逐步在研究生教學(xué)中增設(shè)了“電動(dòng)汽車技術(shù)”課程。[1-5]我校也在2018 年將“電動(dòng)汽車技術(shù)”課程列為車輛工程和動(dòng)力機(jī)械及工程專業(yè)研究生的學(xué)科方向課。本文從現(xiàn)狀分析出發(fā)、對(duì)課程要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式等方面進(jìn)行研究生“電動(dòng)汽車技術(shù)”課程教改分析和探索。

1 現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，大多數(shù)學(xué)校均以概論的方式講授“電動(dòng)汽車技術(shù)”這門課程。以我校為例，該課程是我校車輛工程和動(dòng)力機(jī)械及工程專業(yè)研究生學(xué)科方向課，總學(xué)時(shí)數(shù)為24 學(xué)時(shí)，全為課堂講授，第二學(xué)期開設(shè)。由于“電動(dòng)汽車技術(shù)”課程的特點(diǎn)是內(nèi)容多、任務(wù)重、專業(yè)性強(qiáng)。電動(dòng)汽車結(jié)構(gòu)復(fù)雜，類型繁多，電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)相對(duì)較難掌握，學(xué)生大多缺少接觸和感性認(rèn)識(shí)，單一的課堂教學(xué)，即使采用多媒體，也難以達(dá)到課程要求。學(xué)習(xí)成效的檢驗(yàn)，除平時(shí)作業(yè)外，期末筆試是主要的考核方式。教學(xué)方式明顯偏重課本知識(shí)，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)不夠重視，考后即忘的現(xiàn)象非常普遍。因而有必要對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方案進(jìn)行改革，加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，做到結(jié)合最新電動(dòng)汽車相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，適時(shí)調(diào)整講授內(nèi)容，結(jié)合一定數(shù)量的典型車型對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行講解，注重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本理論和方法分析問題的能力。

2 課程要求

“電動(dòng)汽車技術(shù)”課程培養(yǎng)目標(biāo)是把學(xué)生培養(yǎng)成具有一定電動(dòng)汽車專業(yè)知識(shí)，有較強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐能力的技術(shù)研究型人才。要求學(xué)生在具有一定理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，有較強(qiáng)的分析研究能力。

我?！半妱?dòng)汽車技術(shù)”課程基本要求為：了解電動(dòng)汽車的基本概念、分類和技術(shù)現(xiàn)狀；掌握純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車的系統(tǒng)組成、典型結(jié)構(gòu)及工作原理；熟悉電動(dòng)汽車對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求，熟悉驅(qū)動(dòng)電機(jī)的分類和性能特點(diǎn)；了解車輛對(duì)車載能源的性能要求，掌握典型動(dòng)力電池的工作原理及性能特點(diǎn)；了解混合動(dòng)力汽車能量管理的基本方法；了解電動(dòng)汽車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。最后通過實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力及對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用能力，包括電動(dòng)汽車技術(shù)及仿真軟件等的實(shí)際運(yùn)用。

3 教學(xué)內(nèi)容

我?！半妱?dòng)汽車技術(shù)”課程參考書籍使用何洪文教授等編著的《電動(dòng)汽車原理與構(gòu)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(duì)各類電動(dòng)汽車的基本原理、理論和設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的闡述，并講述了與之相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，非常適用于普通高校研究生電動(dòng)汽車技術(shù)的學(xué)習(xí)。此外，當(dāng)前電動(dòng)汽車技術(shù)正在蓬勃發(fā)展，新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新理論不斷涌現(xiàn)，因此在授課形式和內(nèi)容上都應(yīng)隨電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展而不斷進(jìn)行調(diào)整。

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃的改革，為加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電動(dòng)汽車及其相關(guān)技術(shù)的掌握，以及實(shí)踐能力的培養(yǎng)，將該課程24 學(xué)時(shí)的總課時(shí)分為講授16 學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8 學(xué)時(shí)。

理論部分為16 學(xué)時(shí)的講授學(xué)時(shí)，其學(xué)時(shí)分配為： 緒論（2 學(xué)時(shí)）、純電動(dòng)汽車（2 學(xué)時(shí)）、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（2 學(xué)時(shí)）、燃料電池電動(dòng)汽車（2 學(xué)時(shí)）、電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（2 學(xué)時(shí)）、車載能量源系統(tǒng)（2 學(xué)時(shí)）、能量管理（2 學(xué)時(shí)）、電動(dòng)汽車的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及測試（2學(xué)時(shí)）。

課程實(shí)驗(yàn)是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，8 個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的安排為：方程式賽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配及性能驗(yàn)證（3 學(xué)時(shí)）、混合動(dòng)力汽車能量管理仿真（3 學(xué)時(shí)）、燃料電池公交車試乘及加氫站參觀（2 學(xué)時(shí)）。實(shí)驗(yàn)一方程式賽車動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配及性能驗(yàn)證：結(jié)合本校對(duì)純電動(dòng)方程式賽車研發(fā)的重視，讓學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，設(shè)計(jì)自己的純電動(dòng)方程式賽車，目的是檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)純電動(dòng)汽車、電機(jī)工作特性、傳動(dòng)系統(tǒng)理論的應(yīng)用能力。實(shí)驗(yàn)二混合動(dòng)力汽車能量管理仿真：結(jié)合混合動(dòng)力電動(dòng)汽車及能量管理的相關(guān)知識(shí)，以某混合動(dòng)力電動(dòng)汽車相關(guān)參數(shù)及對(duì)應(yīng)中國工況為例，應(yīng)用Matlab 軟件，建立車輛的功率需求模型、發(fā)動(dòng)機(jī)及動(dòng)力電池模型等，采用優(yōu)化工具對(duì)能量管理策略進(jìn)行優(yōu)化驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)三：燃料電池公交車試乘及加氫站參觀，通過現(xiàn)場教學(xué)讓學(xué)生了解當(dāng)前身邊燃料電池汽車的發(fā)展與應(yīng)用情況，對(duì)與燃料電池汽車發(fā)展密切相關(guān)的加氫站有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。

4 教學(xué)方法

“電動(dòng)汽車技術(shù)”課程教學(xué)改革需要有與時(shí)俱進(jìn)的精神，在教學(xué)模式上必須開拓創(chuàng)新，在少學(xué)時(shí)的背景下探索新的教學(xué)模式，以學(xué)生為主體，授之以漁，即要充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過程中的主體參與作用，[8]重在能力培養(yǎng)。由學(xué)生結(jié)合目前主流電動(dòng)汽車及學(xué)院現(xiàn)有純電動(dòng)方程式賽車及燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)測試平臺(tái)進(jìn)行分析和說明，以提高學(xué)生對(duì)電動(dòng)汽車技術(shù)課程內(nèi)容的理解和掌握。

在教學(xué)方法方面，本課程依托多媒體教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，實(shí)施案例教學(xué)，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程的互動(dòng)性。“電動(dòng)汽車技術(shù)” 作為一門新興的課程，具有大量豐富的教學(xué)材料。課件集聲音、動(dòng)畫、圖像為一體，力求使教學(xué)內(nèi)容直觀、生動(dòng)，內(nèi)容形式趨于一致，加強(qiáng)師生之間的互動(dòng)。同時(shí)，結(jié)合不同國家、不同車系的具體車型進(jìn)行具體分析、討論，引導(dǎo)學(xué)生逐步對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行綜合分析。

5 考核方式

根據(jù)課程要求、教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)、實(shí)踐環(huán)節(jié)要求，同時(shí)突出考核的有效性和公平性，本課程成績以平時(shí)成績占10%，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占30%，小論文占30%，論文內(nèi)容匯報(bào)占30%的比例分配。

其中小論文及交流匯報(bào)的要求如下。撰寫一篇與電動(dòng)汽車技術(shù)相關(guān)的論文，如：電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)/政策/法規(guī)/指南分析；燃料電池電動(dòng)汽車測試技術(shù)現(xiàn)狀；日本燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀；電動(dòng)汽車與電網(wǎng)互動(dòng)發(fā)展現(xiàn)狀等。要求：字?jǐn)?shù)不少于3000字，參考文獻(xiàn)不少于20 篇，其中外文文獻(xiàn)不少于5 篇。完成后將該論文內(nèi)容做成一份5 至10 分鐘的PPT，并在結(jié)課后的某個(gè)時(shí)間進(jìn)行匯報(bào)并相互評(píng)分，以相互評(píng)分的平均成績作為論文內(nèi)容匯報(bào)成績。

6 結(jié)語

“電動(dòng)汽車技術(shù)”課程作為開設(shè)有汽車類專業(yè)的高校學(xué)生尤其是研究生的關(guān)鍵課程，其課堂效率的提高對(duì)于學(xué)生理論與實(shí)踐能力的提高至關(guān)重要。本文的課程要求、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核機(jī)制已應(yīng)用于我校汽車與交通學(xué)院2019 級(jí)20 名研究生“電動(dòng)汽車技術(shù)”的教學(xué)工作中。通過“電動(dòng)汽車技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)，選課研究生對(duì)電動(dòng)汽車的研究現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展方向、基本理論、工程實(shí)踐等都有了更深入的認(rèn)識(shí)。真正實(shí)現(xiàn)將課堂教學(xué)與科研實(shí)踐相結(jié)合，全方位培養(yǎng)學(xué)生理論基礎(chǔ)及應(yīng)用實(shí)踐的能力。