“電動汽車動力電池技術”課程建設實踐及思考
——以深圳職業技術學院新能源汽車技術專業為例

張凱 于湛

深圳職業技術學院汽車與交通學院 廣東省深圳市 518055

近年國家大力發展新能源汽車產業，許多高職院校開設了新能源汽車專業（或專業方向）。深圳職業技術學院從2008年開展新能源汽車教學實踐以來，歷經多次教學改革，專業課程體系逐漸建設成型。其中“電動汽車動力電池技術”是一門重要的專業基礎課程，現對本課程的建設實踐過程進行總結。

1 課程現狀介紹

1.1 新能源專業課程體系

我校從2008級開始在汽車電子技術專業設置“電動汽車應用技術”課程，動力電池作在其中有概要介紹。2010級按方向組織教學，專業區分為“電動汽車技術”和“汽車電子服務”兩個方向，其中前者開設了專門課程“動力電池管理與維護”。2012級實施拓展專業教學改革，取消了專業方向，但保留動力電池相關課程內容。目前2017級教學計劃中“電動汽車動力電池技術”作為重要的專業基礎課，安排在大二下學期，學時增加。該課程所需安全防護知識在大一通識課進行，電子軟硬件知識在汽車電子控制系列課程完成，而電池綜合故障診斷則安排在大三專業課階段進行教學。

1.2 本課程定位和教學安排

“電動汽車動力電池技術”是為適應學生在新能源汽車動力電池知識和能力結構需求而開設的專業基礎課程。開設目的在于順應需求，傳授動力電池的基本概念、參數和性能指標、不同類型動力電池特點、電能變換與控制技術、電池管理系統（BMS）、充電系統以及動力電池的維護技術等知識，培養學生建立對動力電池基礎知識的理解，使其掌握電池基本原理、性能分析手段、充放電管理和維護保養的技術，課程具體安排見表1所示。

課程在傳授基本概念和知識的同時，還以BMS的工作過程為切入點，重點鍛煉學生新能源汽車技術的綜合應用能力，提高學生對動力電池管理與維護的理解深度和應用能力，使學生具備電動汽車BMS的前端開發及后端維護技能，為學生從事電池系統輔助設計、生產、測試、運營和維護等方面的工作打下基礎。

表1 “電動汽車動力電池技術”教學安排

2 課程實踐分析

2.1 課程體系有待完善

本門課程獨立開設7年來，教學內容經過多次調整。2010級定位于純理論課，內容除了電池基本原理和概念之外，對多種蓄電池和儲能裝置都做了詳細的講解；2011級改為理論實訓結合，增加了電能變換技術的Matlab仿真和整流電路焊接；2012級增加電池充放電曲線的實訓項目，減少了鋰離子電池之外的其他電池授課時間；2015級將電路焊接改為波形測試，充電系統部分轉移至其他課程講述。由于教材并不完全匹配本門課程的教學目標，理論講述篇幅仍偏多，BMS部分實訓內容缺乏，充電設施部分實踐不夠。因此，需要對當前課程體系進行改革，增加電池管理及充電方面的內容，以適應人才培養需要。

2.2 實訓教學支撐不夠

高職教育重視應用能力培養，實訓是實現此目標的重要途徑。當然這并不否認理論知識的必要性，事實上電動汽車動力電池系統牽涉到相當多的電氣、電子及控制技術。目前的主要問題是理論課不能很好激發學生興趣，常常出現理論一開講、學生就迷惘的情況。雖然這種現象和高職學生學習基礎較差有一定關系，但是不能不說理論授課的方式還有相當大的提升空間。實訓項目對動力電池的學習作用更突出，例如BMS教學，在課堂上反復說明講解SOC算法，也遠比不上讓學生自動動手編寫一個SOC計算程序。而目前，本門課程的實訓教學安排在許多學校都是遠遠不夠的，這也是下一步應該加強的內容。

2.3 專業素養亟需加強

學習效果上的差異，既有天分也有后天努力程度的因素，學習環境也有相當大的影響。我校動力電池相關課程開設以來，其學習效果大體上和專業課程學習效果同步，經歷過低潮，也有學習積極性和效果都較好的時期。不過即便是教學效果較好的班級，也存在部分學生跟不上教學進度的情況。2017級教學計劃為適應專業發展定位，增加了較多動手環節，如果前期汽車電子軟硬件基礎不夠扎實，將會給教學內容的學習帶來巨大挑戰。事實上電子基礎薄弱也限制了教學進度，不利于項目的綜合推進。解決這個問題需要加強電工電子方面的教學力度，為專業課的學習提前打下良好的基礎。

3 教學改革建議

3.1 深層次厘清培養目標

課程教學內容應根據培養目標和就業來確定。2017級培養方案設定為面向汽車電子產品和電動汽車相關企業，可從事新能源汽車部件輔助性設計研發、生產管理、質量管理和產品銷售等工作。就業方向為在新能源汽車企業從事電動汽車電子控制系統、電動驅動系統、電池管理系統的維修、診斷等技術工作，在零部件企業從事輔助研發、生產、質量檢驗、工藝管理、售后技術支持、銷售等技術工作。

由上可知，具體到電動汽車（含動力電池），目前的人才培養既面向于維修、檢測等生產環節，又可從事相關的輔助設計研發及管理工作，同時也包括技術支持及銷售。可以說，就業范圍相當廣泛，這適應了當今企業對人才需求的多樣化。雖然動力電池新的教學計劃對相關能力培養已有所加強，但仍嫌不夠，需要后續進一步對專業課程進行深化。本課程應根據培養目標，在保證知識掌握的前提下，針對性地開展專業技能訓練。

3.2 全方位完善教學體系

如前所述，電動汽車動力電池的教學體系有過多次調整，今年我校開始啟用新版自編教材，將理論和實訓教學相結合，加強學生的開發設計能力。如將電池充放電原理部分內容理論課程和充放電曲線測試結合，將電池管理系統原理和對應的電量測量和SOC計算結合，將電池充電系統理論和充電操作和維護結合。前期受限于學時沒有應用單片機進行教學，將逐漸安排較多學時利用汽車電子控制課程已經掌握的知識，開展電池項目綜合教學。

具體來講，目前正在建設“BMS綜合實訓平臺”，可以完成電池組并串聯關系，電池系統構成及充放電過程認知，電池電壓、電流、電量、能量、溫度測量顯示，電池煙霧報警，電池過充、過放電報警與自動斷電，電池負載模擬，電池荷電狀態（SOC）計算顯示等項目。以上多數項目的實施需要學生對動力電池和電池管理系統有較充分的了解，并自主編寫調試程序，達到預定實驗目標，從而對動力電池運行過程獲得更深入的理解。該平臺對完善本課程體系將起到很好的支撐作用。

3.3 多形式加強專業技能

高職學生就業存在半年離職率高，職業轉換頻繁等現象，原因很多，但學生沒有達到培養方案要求或培養方案不滿足企業需求是非常重要的原因。本質上就是學生在校期間未能獲得足夠的知識與技能。新能源汽車方向的畢業生，可以工作于新能源汽車整車及新能源汽車配件研發生產等多個領域，這其中包含了眾多動力電池企業（深圳有眾多相關企業）。而以上工作能否勝任，最根本還是取決于動力電池專業知識和技能掌握的情況。

為加強學生汽車電子基礎軟硬件應用能力，針對專業課程學時有限這個普遍存在的問題，建議增加總學時或拓展相近方向專業；修讀專業選修課程以及和相關的項目化課程也是提高相應能力的良好途徑；我校新能源專業開展的“北斗協會”以及“電動汽車協會”等學術型社團對學生能力的培養作用明顯；學校開展的創新工程、技能大比武、創客大賽等活動也為學生提高專業技能提供了舞臺；17級開始新增的“電動汽車綜合故障診斷”課程，也可以強化動力電池專業技能的培養。