《動力鋰電池模組技術(shù)概論》課程教學(xué)大綱

《動力鋰電池模組技術(shù)概論》課程教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱動力鋰電池模組技術(shù)概論課程編號課程性質(zhì)專業(yè)選修課課程類別專業(yè)課開課單位無機(jī)材料教研室授課學(xué)期第7學(xué)期學(xué)分/學(xué)時1.5/20課內(nèi)學(xué)時20理論授課20上機(jī)學(xué)時0課內(nèi)實(shí)踐0實(shí)驗(yàn)學(xué)時0課外學(xué)時24適用專業(yè)新能源材料與器件是否雙語否先修課程《大學(xué)物理》、《物理化學(xué)》、《固體物理》、《鋰離子電池材料》、《儲能技術(shù)與材料》、《新能源材料概論》《電化學(xué)研究方法》后續(xù)課程畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）二、課程簡介《動力鋰電池模組技術(shù)概論》是新能源材料與器件專業(yè)的專業(yè)選修課。本課程在學(xué)生已經(jīng)掌握了重要新能源器件——鋰離子電池的關(guān)鍵材料和單體技術(shù)基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)講授新能源汽車鋰離子動力電池的產(chǎn)業(yè)路線、電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)以及電池系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)模型化方法、電池系統(tǒng)特性、熱失控及濫用安全問題。針對新能源汽車的應(yīng)用環(huán)境和使用特點(diǎn)，著重探討提高動力電池系統(tǒng)的安全性、可靠性和輕量化技術(shù)的理論和方法。本課程不過多涉及前期已經(jīng)學(xué)過的電化學(xué)原理、正負(fù)極材料及其制造工藝等細(xì)節(jié)，而把重點(diǎn)放在電池系統(tǒng)性能分析和應(yīng)用領(lǐng)域，探討如何滿足新能源汽車高穩(wěn)定、高安全、長壽命的需求。培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識和先進(jìn)的專業(yè)技術(shù)手段，解決新能源器件生產(chǎn)、加工、服役以及檢驗(yàn)過程中的復(fù)雜工程問題的能力；讓學(xué)生熟悉新能源材料與器件工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，具有綜合運(yùn)用相關(guān)領(lǐng)域涉及的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、法律、安全等知識的能力；培養(yǎng)學(xué)生通過多種途徑進(jìn)行知識的更新，具有良好的終身學(xué)習(xí)習(xí)慣和自我發(fā)展能力，能夠不斷適應(yīng)社會發(fā)展變化；培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德。三、課程目標(biāo)及對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐（一）課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到以下目標(biāo)：課程目標(biāo)1.使學(xué)生了解汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、主要技術(shù)路線及其實(shí)際制作過程。通過產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、中國新能源汽車發(fā)展路途的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷、民族自豪感以及未來就業(yè)深造的自信感，培育學(xué)生的科學(xué)思維，探索創(chuàng)新的精神、精益求精的工匠精神。課程目標(biāo)2.使學(xué)生了解鋰離子動力電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求和測試方法，了解鋰離子電池系統(tǒng)組裝、輕量化分析與設(shè)計(jì)方法。培養(yǎng)學(xué)生在新能源器件設(shè)計(jì)與制造工藝、測試技術(shù)與質(zhì)量評價等方面的專業(yè)基本理論與基本能力。課程目標(biāo)3.使學(xué)生了解動力電池系統(tǒng)的熱管理、濫用條件下熱失控和火災(zāi)事故分析與對策等知識。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識，以及社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德。（二）課程目標(biāo)對畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求課程目標(biāo)1指標(biāo)點(diǎn)6.1：了解新能源材料與器件領(lǐng)域的工程技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，具有系統(tǒng)的實(shí)踐學(xué)習(xí)經(jīng)歷。指標(biāo)點(diǎn)6.3：能夠正確認(rèn)識新能源材料與器件工程實(shí)踐對環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的影響，明確實(shí)施工程實(shí)踐及其解決方案中應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。6-工程與社會課程目標(biāo)2指標(biāo)點(diǎn)1.4：掌握用于解決復(fù)雜工程問題的新能源材料與器件專業(yè)基礎(chǔ)知識，并能用于新能源材料的制備、表征、器件組裝、性能檢測等，解決新能源材料與器件領(lǐng)域復(fù)雜工程問題。指標(biāo)點(diǎn)3.1：針對新能源材料與器件產(chǎn)品或項(xiàng)目等復(fù)雜工程問題，具有設(shè)計(jì)滿足特定需求的新能源材料與器件生產(chǎn)過程系統(tǒng)、操作單元或工藝流程的能力，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。指標(biāo)點(diǎn)7.2：了解新能源材料與器件產(chǎn)品及工程項(xiàng)目的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，能針對可能產(chǎn)生的不良影響給出積極的應(yīng)對方案。1-工程知識3-設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案7-環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展課程目標(biāo)3指標(biāo)點(diǎn)3.1：針對新能源材料與器件產(chǎn)品或項(xiàng)目等復(fù)雜工程問題，具有設(shè)計(jì)滿足特定需求的新能源材料與器件生產(chǎn)過程系統(tǒng)、操作單元或工藝流程的能力，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識。指標(biāo)點(diǎn)3.3：新能源材料與器件產(chǎn)品或項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)中能夠綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素。指標(biāo)點(diǎn)7.2：了解新能源材料與器件產(chǎn)品及工程項(xiàng)目的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，能針對可能產(chǎn)生的不良影響給出積極的應(yīng)對方案。指標(biāo)點(diǎn)8.3：具有社會責(zé)任感。3-設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案7-環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展8-職業(yè)規(guī)范四、課程基本教學(xué)內(nèi)容及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程基本教學(xué)內(nèi)容第一單元動力電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和技術(shù)路線（學(xué)時數(shù)：4學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）中國新能源相關(guān)政策，以及中國鋰離子動力電池發(fā)展歷程；（2）汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、主要技術(shù)路線及其實(shí)際制作過程；（3）汽車動力電池未來發(fā)展趨勢。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）中國鋰離子動力電池發(fā)展歷程；（2）汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀以及中國在動力電池市場中的地位；（3）動力電池主要技術(shù)路線和制造過程；（4）動力電池未來發(fā)展趨勢。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，全面闡述中國鋰離子動力電池發(fā)展歷程；汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、主要技術(shù)路線及其實(shí)際制作過程。（2）通過課堂討論，共同探討動力汽車電池未來發(fā)展趨勢；（3）讓學(xué)生課下查閱資料，了解中國近年來針對新能源汽車、鋰離子電池等制定的相關(guān)政策。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）通過該單元的學(xué)習(xí)，了解汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、主要技術(shù)路線及其實(shí)際制作過程，了解新能源汽車對電池系統(tǒng)的要求；（2）通過對中國動力電池市場地位、國家相關(guān)政策的學(xué)習(xí)，認(rèn)識到本專業(yè)對中國新能源發(fā)展的重要意義。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)1.使學(xué)生了解汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、主要技術(shù)路線及其實(shí)際制作過程。通過產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、中國新能源汽車發(fā)展路途的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷、民族自豪感以及未來就業(yè)深造的自信感，培育學(xué)生的科學(xué)思維，探索創(chuàng)新的精神、精益求精的工匠精神。第二單元動力電池模組技術(shù)和系統(tǒng)特性（學(xué)時數(shù)：10學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）鋰離子電池系統(tǒng)組裝方式；（2）鋰離子動力電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求，電池系統(tǒng)穩(wěn)定性測試相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和具體測試方法；（3）動力電池系統(tǒng)輕量化的意義，輕量化設(shè)計(jì)方法。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）鋰離子電池系統(tǒng)組裝方式和性能之間的關(guān)系；（2）鋰離子電池系統(tǒng)穩(wěn)定性測試標(biāo)準(zhǔn)和方法；（3）如何對電池系統(tǒng)進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，介紹電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組裝過程；介紹鋰離子電池穩(wěn)定性要求和測試標(biāo)準(zhǔn)、方法；介紹電池輕量化設(shè)計(jì)的重要性和方法；（2）通過課堂討論，探討電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系；（3）要求學(xué)生課后通過查閱資料，了解目前電池系統(tǒng)輕量化水平。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）了解主流形式的單體電池（圓柱、方形、軟包）的組裝方式；（2）了解電池系統(tǒng)高穩(wěn)定的重要意義和測試標(biāo)準(zhǔn)、方法；（3）了解電池系統(tǒng)輕量化設(shè)計(jì)的意義和方法，以及現(xiàn)階段的技術(shù)水平。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)2.使學(xué)生了解鋰離子動力電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求和測試方法，了解鋰離子電池系統(tǒng)組裝、輕量化分析與設(shè)計(jì)方法。培養(yǎng)學(xué)生在新能源器件設(shè)計(jì)與制造工藝、測試技術(shù)與質(zhì)量評價等方面的專業(yè)基本理論與基本能力。第三單元動力電池系統(tǒng)安全性要求和測試方法（學(xué)時數(shù)：6學(xué)時）1.課程主要內(nèi)容（1）新能源汽車用動力電池系統(tǒng)安全的重要性；（2）新能源汽車用動力電池系統(tǒng)安全性能要求和相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及具體的測試方法；（3）提高動力電池系統(tǒng)安全性的技術(shù)手段。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）動力電池系統(tǒng)安全性能要求和相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及具體的測試方法。（2）提高動力電池系統(tǒng)安全性的技術(shù)手段；單體電池安全和系統(tǒng)安全的關(guān)系。3.教學(xué)方法（1）通過多媒體課件和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，介紹電池系統(tǒng)安全性能的重要性，新能源汽車用動力電池系統(tǒng)安全性能要求和相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及具體的測試方法；（2）通過課堂討論，探討電池系統(tǒng)安全和單體電池安全性之間的關(guān)系；探討電池開發(fā)工程師應(yīng)該具備的職業(yè)素養(yǎng)、道德素養(yǎng)和社會責(zé)任。（3）通過課后習(xí)題的方式，要求學(xué)生課后通過查閱向觀眾資料，了解目前主流電池廠家、電動車廠家對于電池系統(tǒng)安全性所采用的主要技術(shù)手段。4.學(xué)生學(xué)習(xí)預(yù)期成果（1）了解動力電池系統(tǒng)安全的重要性；（2）了解電池系統(tǒng)安全性能包含的內(nèi)容、測試標(biāo)準(zhǔn)和測試方法。（3）了解提高電池系統(tǒng)安全性的技術(shù)手段，單體電池安全性和電池系統(tǒng)安全性之間的關(guān)系。5.支撐課程目標(biāo)課程目標(biāo)3.使學(xué)生了解動力電池系統(tǒng)的熱管理、濫用條件下熱失控和火災(zāi)事故分析與對策等知識。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識，以及社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德。（二）課程基本教學(xué)內(nèi)容對課程目標(biāo)的支撐課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)學(xué)時安排課內(nèi)課外學(xué)時比例第一單元：動力電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和技術(shù)路線講授法、課堂練習(xí)、專題討論課程目標(biāo)141:1.2第二單元：動力電池模組技術(shù)和系統(tǒng)特性講授法、專題討論、課堂測驗(yàn)課程目標(biāo)2101:1.2第三單元：動力電池系統(tǒng)安全性要求和測試方法講授法、小組討論、課堂測驗(yàn)課程目標(biāo)361:1.2合計(jì)2024五、課程考核及對課程目標(biāo)的支撐（一）課程考核課程成績構(gòu)成（百分制）課程成績構(gòu)成比例考核環(huán)節(jié)目標(biāo)分值考核/評價細(xì)則平時成績70%作業(yè)40本門課程4次作業(yè)，每次10分。主要考核內(nèi)容：階段性重點(diǎn)難點(diǎn)作業(yè)評分的具體標(biāo)準(zhǔn)：能按時認(rèn)真完成布置的作業(yè)，書寫工整，答案正確合理（9-10分）；能按時完成布置的作業(yè)，作業(yè)撰寫基本工整，答案正確（7.5-8.9分）；能按時完成布置的作業(yè)，作業(yè)撰寫基本工整，答案基本合理（6-7.4分）。不能按時完成布置的作業(yè)，作業(yè)撰寫潦草，答案不準(zhǔn)確（0-5.9分）。課堂練習(xí)30考核內(nèi)容：各章節(jié)基本知識點(diǎn)，題型主要以論述題的形式。及評價細(xì)則：5次課堂練習(xí)，每次6分。課堂表現(xiàn)30課堂表現(xiàn)包括出勤和課堂討論，其中出勤14分，課堂表現(xiàn)16分：缺勤1次扣2分，事假病假扣0.5分，無故缺勤5次以上出勤記0分。原則上設(shè)置不少于4次課堂討論或提問，每參加一次記4分，最高16分。結(jié)課測驗(yàn)30%知識40考核內(nèi)容：發(fā)展現(xiàn)狀、系統(tǒng)組裝方法、測試方法等考試題型：選擇、判斷、填空、綜合等評價細(xì)則：選擇、判斷和填空等客觀題每題2分，綜合題主要考察學(xué)生對系統(tǒng)性能測試標(biāo)準(zhǔn)和測試方法的理解，對系統(tǒng)組裝和系統(tǒng)性能之間關(guān)系的理解，對動力電池系統(tǒng)未來趨勢的合理展望等。具體分值根據(jù)題目數(shù)量調(diào)整。能力30綜合應(yīng)用20創(chuàng)新10（二）課程考核對課程目標(biāo)的支撐教學(xué)內(nèi)容考核內(nèi)容考核方式支撐的課程目標(biāo)第一單元：動力電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和技術(shù)路線1-1鋰離子動力電池發(fā)展歷程；1-2汽車動力電池產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、技術(shù)路線及其制作過程；作業(yè)、課堂練習(xí)、結(jié)課測驗(yàn)課程目標(biāo)1第二單元：動力電池模組技術(shù)和系統(tǒng)特性2-1鋰離子電池系統(tǒng)組裝方式；2-2鋰離子動力電池系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求；2-3電池系統(tǒng)穩(wěn)定性測試相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和具體測試方法；2-4動力電池系統(tǒng)輕量化的意義，輕量化設(shè)計(jì)方法。作業(yè)、課堂練習(xí)、課堂討論，結(jié)課測驗(yàn)課程目標(biāo)2第三單元：動力電池系統(tǒng)安全性要求和測試方法3-1新能源汽車用動力電池系統(tǒng)安全性能包含的內(nèi)容；3-2新能源汽車用動力電池系統(tǒng)安全性能要求和相關(guān)國家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及具體的測試方法；3-3提高動力電池系統(tǒng)安全性的技術(shù)手段。作業(yè)、課堂練習(xí)、課堂討論，結(jié)課測驗(yàn)課程目標(biāo)3六、使用教材、相關(guān)推薦書目及課程資源（一）使用教材王芳，夏軍.電動汽車動力電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造技術(shù).科學(xué)出版社，2017年版。（二）相關(guān)推薦書目1.蘭鳳崇，陳吉清.新能源汽車動力電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù).華南理工大學(xué)出版社，2022年版；2.李亞莉.新能源汽車動力電池及管理系統(tǒng)檢修.復(fù)旦大學(xué)出版社，2021年版；3.許鈾，魏亮亮，劉魯新，熊會元，雷曉.電池管理系統(tǒng)（BMS）設(shè)計(jì)與制造技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2023年版。（三）課程資源Bilibili網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源：車用動力電池——從單體到系統(tǒng)。鏈接如下：/video/BV1X3411u7Dq/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=0dacaf565a295eeab9