《新能源汽車技術創(chuàng)新》教學大綱

PAGE1《新能源汽車技術創(chuàng)新》教學大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：04170011課程性質：專業(yè)創(chuàng)新選修課學分：2學分學時：32學時（理論16學時，實踐16學時）先修課程：汽車構造后續(xù)課程：汽車設計適用專業(yè)：車輛工程開課單位：車輛與交通工程學院一、課程說明《新能源汽車技術創(chuàng)新》是車輛工程專業(yè)的一門專業(yè)創(chuàng)新選修課。本課程主要講授新能源汽車整車與零部件系統(tǒng)理論知識與實踐設計能力，涵蓋新能源汽車的動力與轉向領域、動力電池領域、電控系統(tǒng)領域三大核心系統(tǒng)的創(chuàng)新設計，為學習其他有關課程及以后從事技術工作打下必要的基礎。本課程基于新能源汽車三大領域劃分十個項目模塊展開創(chuàng)新設計教育。各模塊設計理念和設計思想創(chuàng)新，將新能源汽車按照主要技術領域劃分為不同的創(chuàng)新教學項目，突破教材和行業(yè)技術現(xiàn)狀，針對每個項目課題的技術瓶頸，開展學科基礎技術創(chuàng)新探討，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力。本課程注重新能源汽車各系統(tǒng)模塊的有機整體，實現(xiàn)依托電動汽車設計、新能源汽車電機結構與原理、新能源汽車動力電池及控制技術等專業(yè)課程進行延伸、融合和創(chuàng)新的專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)。通過激發(fā)學生學習熱情，激勵學生的創(chuàng)新精神與創(chuàng)新思維，引導學生全面發(fā)展，調動學生的主動性、積極性、創(chuàng)造性，全面提升學生的新能源汽車技術創(chuàng)新能力。本課程注重基本理論知識的鞏固學習，同時設置了較多的實踐環(huán)節(jié)，注重高級知識的綜合應用，讓學生“在解決問題中學習”，強調培養(yǎng)運用基礎理論知識解決生產實際中問題的能力。采用“任務驅動”教學模式，使學生將所學知識與方法真正滲透到其思維體系之中并指導設計實踐，全面掌握新能源汽車技術和應用范圍，對新能源汽車學科的應用有較為全面的認識。力求通過實踐環(huán)節(jié)，軟、硬結合，使學生學會在工作中運用新能源汽車技術提升工作質量。最終培養(yǎng)能夠運用新能源汽車技術原理進行綜合創(chuàng)新的復合型人才。二、課程目標通過本課程的學習，使學生達到如下目標：課程目標1：掌握新能源汽車的技術現(xiàn)狀與技術發(fā)展趨勢，牢固掌握新能源汽車三大核心系統(tǒng)的創(chuàng)新設計核心理論知識，能通過文獻研究，提出解決方案，并得出結論。培養(yǎng)學生努力建設中國特色社會主義現(xiàn)代化國家的愛國情操，用掌握的科學知識服務于國家建設的價值觀。課程目標2：具備新能源汽車的動力與轉向領域、動力電池領域、電控系統(tǒng)領域三大核心系統(tǒng)的實踐創(chuàng)新設計能力，能夠針對行業(yè)關鍵技術或現(xiàn)存技術問題，創(chuàng)新思維、提出解決方法，并開展創(chuàng)新設計。以課程論文和答辯匯報等形式由指導老師考察學生綜合運用知識能力及任務完成情況。課程目標3：能夠將所學新能源汽車領域知識融會貫通，掌握利用新能源汽車相關理論解決多領域交叉融合的復雜業(yè)務問題的能力；掌握新能源汽車設計創(chuàng)新實踐能力；通過小組任務分工，強化學生熟練團隊意識與合作方法。培養(yǎng)學生自主學習掌握新知識、新技能的能力，職業(yè)認同感和自豪感等敬業(yè)精神，以及負責、踏實、穩(wěn)定、守信的勞動觀。三、課程目標與畢業(yè)要求《新能源汽車技術創(chuàng)新》課程教學目標對車輛工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見表1。表1課程教學目標與畢業(yè)要求關系畢業(yè)要求指標點課程目標支撐強度2.問題分析2.3能夠根據(jù)數(shù)學、自然科學和新能源汽車工程科學的基本原理，并結合文獻研究，比較不同的解決方案，以獲得有效結論。課程目標1：掌握新能源汽車的技術現(xiàn)狀與技術發(fā)展趨勢，牢固掌握新能源汽車三大核心系統(tǒng)的創(chuàng)新設計核心理論知識，能通過文獻研究，提出解決方案，并得出結論。培養(yǎng)學生努力建設中國特色社會主義現(xiàn)代化國家的愛國情操，用掌握的科學知識服務于國家建設的價值觀。H3.設計/開發(fā)解決方案3.3能夠在設計開發(fā)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，并考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。課程目標2：具備新能源汽車的動力與轉向領域、動力電池領域、電控系統(tǒng)領域三大核心系統(tǒng)的實踐創(chuàng)新設計能力，能夠針對行業(yè)關鍵技術或現(xiàn)存技術問題，創(chuàng)新思維、提出解決方法，并開展創(chuàng)新設計。以課程論文和答辯匯報等形式由指導老師考察學生綜合運用知識能力及任務完成情況。H9.個人和團隊9.1理解團隊合作的重要性，具有與團隊成員或負責人協(xié)調合作的團隊精神和能力，能夠在多學科背景下的團隊中獨立或合作開展工作并發(fā)揮作用。課程目標3：能夠將所學新能源汽車領域知識融會貫通，掌握利用新能源汽車相關理論解決多領域交叉融合的復雜業(yè)務問題的能力；掌握新能源汽車設計創(chuàng)新實踐能力；通過小組任務分工，強化學生熟練團隊意識與合作方法。培養(yǎng)學生自主學習掌握新知識、新技能的能力，職業(yè)認同感和自豪感等敬業(yè)精神，以及負責、踏實、穩(wěn)定、守信的勞動觀。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關畢業(yè)要求的關聯(lián)度。四、教學內容、基本要求與學時分配1.理論部分理論部分的教學內容、基本要求與學時分配見表2。表2教學內容、基本要求與學時分配教學內容教學要求，教學重點難點理論學時實踐學時對應的課程目標1.新能源汽車的“四肢”——動力與轉向領域1.1新能源汽車驅動系統(tǒng)結構型式創(chuàng)新實踐1.2新能源汽車線控轉向SBW結構型式創(chuàng)新實踐教學要求：使學生了解新能源汽車動力與轉向領域關鍵技術；掌握新能源汽車典型的動力系統(tǒng)驅動拓撲結構和技術特點；掌握線控轉向系統(tǒng)的關鍵技術和典型解決方案。培養(yǎng)學生的愛國情操和科學服務國家的價值觀。重點：新能源汽車典型的動力系統(tǒng)驅動拓撲結構和技術特點；線控轉向系統(tǒng)的關鍵技術和典型解決方案。難點：動力系統(tǒng)驅動拓撲結構和控制技術；線控轉向系統(tǒng)控制技術。441、32.新能源汽車的“能量”——動力電池領域2.1動力電池模組與PACK結構設計2.2動力電池荷電狀態(tài)SOC估算方法實踐2.3動力電池熱管理系統(tǒng)BTMS功能耦合實踐2.4動力電池綜合管理系統(tǒng)BMS架構匹配實踐教學要求：使學生了解動力電池領域主要控制功能和關鍵技術方案；了解動力電池模組與PACK結構設計要點；掌握典型的動力電池荷電狀態(tài)SOC估算方法；了解動力電池熱管理系統(tǒng)BTMS結構與控制方案；掌握動力電池綜合管理系統(tǒng)BMS電氣架構和控制方案。重點：動力電池荷電狀態(tài)SOC估算方法；動力電池熱管理系統(tǒng)BTMS結構與控制方案；動力電池綜合管理系統(tǒng)BMS電氣架構和控制方案。難點：動力電池荷電狀態(tài)SOC估算方法；動力電池綜合管理系統(tǒng)BMS控制方案。662、33.新能源汽車的“大腦”——電控系統(tǒng)領域3.1制動能量回收RGB系統(tǒng)方案分析實踐3.2新能源汽車無線充電系統(tǒng)方案分析實踐3.3新能源汽車智能充電系統(tǒng)結構與方案分析實踐3.4新能源汽車整車控制綜合分析實踐教學要求：使學生掌握新能源汽車電控系統(tǒng)關鍵技術；掌握制動能量回收RGB系統(tǒng)典型方案；掌握新能源汽車無線充電系統(tǒng)已有方案；了解新能源汽車智能充電系統(tǒng)結構與方案；了解新能源汽車整車控制系統(tǒng)功能架構。重點：新能源汽車制動能量回收RGB系統(tǒng)典型方案；無線充電系統(tǒng)方案；智能充電系統(tǒng)結構與方案；整車控制系統(tǒng)功能。難點：無線充電系統(tǒng)方案；智能充電系統(tǒng)方案；整車控制系統(tǒng)功能。662、3合計16162.實踐部分實踐部分的教學內容、基本要求與學時分配見表3。表3實踐項目、實踐內容與學時實踐項目實踐內容和要求實踐學時對應的課程目標1.新能源汽車的“四肢”——動力與轉向領域實踐實踐內容：新能源汽車驅動系統(tǒng)結構型式創(chuàng)新實踐；線控轉向SBW結構型式創(chuàng)新實踐。實踐要求：學會分析新能源汽車驅動系統(tǒng)典型結構型式、和線控轉向SBW結構型式；并對已有技術的優(yōu)缺點進行歸納總結；通過小組討論、頭腦風暴總結提出創(chuàng)新思路，并整理模塊實踐報告。41、32.新能源汽車的“能量”——動力電池領域實踐實踐內容：新能源汽車動力電池模組與PACK結構設計；電池荷電狀態(tài)SOC估算方法實踐；電池熱管理系統(tǒng)BTMS功能耦合實踐；電池綜合管理系統(tǒng)BMS架構匹配實踐。實踐要求：學會分析新能源汽車動力電池領域在PACK結構設計、荷電狀態(tài)SOC估算、熱管理系統(tǒng)BTMS功能設計、綜合管理系統(tǒng)BMS架構方面的功能邏輯，通過小組討論、頭腦風暴總結提出創(chuàng)新思路，并整理模塊實踐報告。62、33.新能源汽車的“大腦”——電控系統(tǒng)領域實踐實踐內容：新能源汽車制動動能量回收RGB系統(tǒng)方案分析實踐；無線充電系統(tǒng)方案分析實踐；智能充電系統(tǒng)結構與方案分析實踐；整車控制綜合分析實踐。培養(yǎng)學生職業(yè)認同感和踏實、守信的勞動觀。實踐要求：學會分析新能源汽車制動動能量回收RGB系統(tǒng)、無線充電系統(tǒng)、智能充電系統(tǒng)和整車綜合控制系統(tǒng)功能邏輯。通過小組討論、頭腦風暴總結提出創(chuàng)新思路，并鼓勵選擇課程某一技術領域子模塊、基于提供的電子器件材料搭建新能源小車（模型），調試相關軟件算法，完成小組構思的創(chuàng)新控制功能；最后撰寫提交模塊實踐報告。62、3合計16五、教學方法及手段本課程注重課堂教授和實踐鍛煉，結合討論、生活案例、網(wǎng)絡視頻資源、實踐操作等教學手段完成課程理論教學任務和相關動手能力的培養(yǎng)。使學生通過案例和視頻資源學習，比較全面深刻地理解新能源汽車三大核心系統(tǒng)的創(chuàng)新設計，并通過實踐操作培養(yǎng)運用基礎理論知識解決生產實際中問題的能力。本課程將以豐富的教學資源鞏固課堂知識，以全面的實踐操作加深知識理解、提升學生的動手能力、團隊合作精神和創(chuàng)新思維能力。同時，使學生從新能源汽車技術發(fā)展中，體會到我國在汽車領域的短板和國家對相關行業(yè)的扶持與發(fā)展規(guī)劃。在實踐教學環(huán)節(jié)中，確保每位同學都參與、都動手，在實踐中確保學生嚴格遵守實踐紀律，按操作規(guī)程使用儀器、設備，保證涉電安全；通過小組討論、啟發(fā)式教學、角色扮演培養(yǎng)學生掌握新能源汽車創(chuàng)新設計能力。培養(yǎng)學生實際動手能力、思考能力、創(chuàng)新能力和自主學習能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。六、課程資源1.推薦教材：（1）潘志銘,徐世達.智能小車系統(tǒng)設計--基于STM32[M].北京:電子工業(yè)出版社.2021.2.參考書：（1）《無線電》編輯部.智能小車機器人制作大全（第2版）[M].北京:人民郵電出版社.2017.（2）綦聲波,江文亮,王新寶等.十天學會智能車--基于STM32[M].北京:北京航空航天大學出版社.2019.（3）綦聲波,周麗芹,江文亮.十天學會智能車--基于Arduino[M].北京:北京航空航天大學出版社.2020.（4）秦磊.智能小車C語言程序控制[M].北京:電子工業(yè)出版社.2021.（5）張金等,微小型無人系統(tǒng)設計與制作[M].北京:電子工業(yè)出版社.2020.3.期刊：（1）李建成,王功喆,劉春瑞.基于單片機的無線遙控智能小車的設計與制作[J].科學技術創(chuàng)新,2021(01):169-170.（2）梁少志.簡易智能小車設計制作[J].電子測試,2018(21):46-47.（3）李艷,孫蕊.基于新型變指數(shù)趨近律的智能小車軌跡跟蹤[J].科學技術與工程,2021,21(35):15114-15122.（4）王江明.智能小車的設計與制作[J].電子技術與軟件工程,2015(01):259.（5）宮喚春.新能源汽車技術虛擬實訓平臺開發(fā)與應用[J].實驗技術與管理,2018,35(07):137-139.（6）JinhuiZhang,ChunrunGuo,XiaojunLiu.SmartCarDesignBasedonK60[J].JournalofElectronicsandInformationScience,2021,6(2):25-29.4.網(wǎng)絡資源：（1）都來學汽車學習平臺./ComputerHome（2）中國大學生MOOC.七、課程考核對課程目標的支撐課程成績由過程性考核成績和期末考核成績兩部分構成，具體考核/評價細則及對課程目標的支撐關系見表4。表4課程考核對課程目標的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評價細則課程目標123過程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問題、小組討論情況進行考核，滿分100分；（2）以平時考核成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?43課程作業(yè)10（1）主要考核學生在每個實踐項目課程中完成作業(yè)情況，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以作業(yè)成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績?！獭獭?43實踐報告20（1）主要考核學生在每個實踐項目提交的實踐報告或作業(yè)，滿分100分；（2）每次實踐報告單獨評分，取各次成績的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績；（3）以實踐報告成績乘以其在總評成績中所占的比例計入課程總評成績。√√√5105期末考核60（1）期末以課程論文的形式進行考核，增加小組答辯環(huán)節(jié)，分小組介紹本組設計創(chuàng)新思路；（2）課程論文部分考察論文深度、觀點結論的科學性、全面性及內容的創(chuàng)新性、邏輯性；（3）答辯匯報部分考察答辯表述、提問表現(xiàn)評分；（4）課程論文主題為：新能源汽車三大領域十個課程項目模塊所涉及的技術知識?！獭獭?42224合計：100分254035八、考核與成績評定1.考核方式及成績評定考核方式：本課程主要以期末考核課程論文、課堂表現(xiàn)、課程作業(yè)和實踐報告等方式對學生進行考核評價。考核基本要求：考核總成績由期末考