張凱 于湛

深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與交通學(xué)院 廣東省深圳市 518055

近年國家大力發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，許多高職院校開設(shè)了新能源汽車專業(yè)（或?qū)I(yè)方向）。深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院從2008年開展新能源汽車教學(xué)實(shí)踐以來，歷經(jīng)多次教學(xué)改革，專業(yè)課程體系逐漸建設(shè)成型。其中“電動(dòng)汽車動(dòng)力電池技術(shù)”是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，現(xiàn)對(duì)本課程的建設(shè)實(shí)踐過程進(jìn)行總結(jié)。

1 課程現(xiàn)狀介紹

1.1 新能源專業(yè)課程體系

我校從2008級(jí)開始在汽車電子技術(shù)專業(yè)設(shè)置“電動(dòng)汽車應(yīng)用技術(shù)”課程，動(dòng)力電池作在其中有概要介紹。2010級(jí)按方向組織教學(xué)，專業(yè)區(qū)分為“電動(dòng)汽車技術(shù)”和“汽車電子服務(wù)”兩個(gè)方向，其中前者開設(shè)了專門課程“動(dòng)力電池管理與維護(hù)”。2012級(jí)實(shí)施拓展專業(yè)教學(xué)改革，取消了專業(yè)方向，但保留動(dòng)力電池相關(guān)課程內(nèi)容。目前2017級(jí)教學(xué)計(jì)劃中“電動(dòng)汽車動(dòng)力電池技術(shù)”作為重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，安排在大二下學(xué)期，學(xué)時(shí)增加。該課程所需安全防護(hù)知識(shí)在大一通識(shí)課進(jìn)行，電子軟硬件知識(shí)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(yè)課階段進(jìn)行教學(xué)。

1.2 本課程定位和教學(xué)安排

“電動(dòng)汽車動(dòng)力電池技術(shù)”是為適應(yīng)學(xué)生在新能源汽車動(dòng)力電池知識(shí)和能力結(jié)構(gòu)需求而開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。開設(shè)目的在于順應(yīng)需求，傳授動(dòng)力電池的基本概念、參數(shù)和性能指標(biāo)、不同類型動(dòng)力電池特點(diǎn)、電能變換與控制技術(shù)、電池管理系統(tǒng)（BMS）、充電系統(tǒng)以及動(dòng)力電池的維護(hù)技術(shù)等知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生建立對(duì)動(dòng)力電池基礎(chǔ)知識(shí)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(hù)保養(yǎng)的技術(shù)，課程具體安排見表1所示。

課程在傳授基本概念和知識(shí)的同時(shí)，還以BMS的工作過程為切入點(diǎn)，重點(diǎn)鍛煉學(xué)生新能源汽車技術(shù)的綜合應(yīng)用能力，提高學(xué)生對(duì)動(dòng)力電池管理與維護(hù)的理解深度和應(yīng)用能力，使學(xué)生具備電動(dòng)汽車BMS的前端開發(fā)及后端維護(hù)技能，為學(xué)生從事電池系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、運(yùn)營和維護(hù)等方面的工作打下基礎(chǔ)。

表1 “電動(dòng)汽車動(dòng)力電池技術(shù)”教學(xué)安排

2 課程實(shí)踐分析

2.1 課程體系有待完善

本門課程獨(dú)立開設(shè)7年來，教學(xué)內(nèi)容經(jīng)過多次調(diào)整。2010級(jí)定位于純理論課，內(nèi)容除了電池基本原理和概念之外，對(duì)多種蓄電池和儲(chǔ)能裝置都做了詳細(xì)的講解；2011級(jí)改為理論實(shí)訓(xùn)結(jié)合，增加了電能變換技術(shù)的Matlab仿真和整流電路焊接；2012級(jí)增加電池充放電曲線的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，減少了鋰離子電池之外的其他電池授課時(shí)間；2015級(jí)將電路焊接改為波形測(cè)試，充電系統(tǒng)部分轉(zhuǎn)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(xué)目標(biāo)，理論講述篇幅仍偏多，BMS部分實(shí)訓(xùn)內(nèi)容缺乏，充電設(shè)施部分實(shí)踐不夠。因此，需要對(duì)當(dāng)前課程體系進(jìn)行改革，增加電池管理及充電方面的內(nèi)容，以適應(yīng)人才培養(yǎng)需要。

2.2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)支撐不夠

高職教育重視應(yīng)用能力培養(yǎng)，實(shí)訓(xùn)是實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的重要途徑。當(dāng)然這并不否認(rèn)理論知識(shí)的必要性，事實(shí)上電動(dòng)汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)牽涉到相當(dāng)多的電氣、電子及控制技術(shù)。目前的主要問題是理論課不能很好激發(fā)學(xué)生興趣，常常出現(xiàn)理論一開講、學(xué)生就迷惘的情況。雖然這種現(xiàn)象和高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較差有一定關(guān)系，但是不能不說理論授課的方式還有相當(dāng)大的提升空間。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目對(duì)動(dòng)力電池的學(xué)習(xí)作用更突出，例如BMS教學(xué)，在課堂上反復(fù)說明講解SOC算法，也遠(yuǎn)比不上讓學(xué)生自動(dòng)動(dòng)手編寫一個(gè)SOC計(jì)算程序。而目前，本門課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)安排在許多學(xué)校都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這也是下一步應(yīng)該加強(qiáng)的內(nèi)容。

2.3 專業(yè)素養(yǎng)亟需加強(qiáng)

學(xué)習(xí)效果上的差異，既有天分也有后天努力程度的因素，學(xué)習(xí)環(huán)境也有相當(dāng)大的影響。我校動(dòng)力電池相關(guān)課程開設(shè)以來，其學(xué)習(xí)效果大體上和專業(yè)課程學(xué)習(xí)效果同步，經(jīng)歷過低潮，也有學(xué)習(xí)積極性和效果都較好的時(shí)期。不過即便是教學(xué)效果較好的班級(jí)，也存在部分學(xué)生跟不上教學(xué)進(jìn)度的情況。2017級(jí)教學(xué)計(jì)劃為適應(yīng)專業(yè)發(fā)展定位，增加了較多動(dòng)手環(huán)節(jié)，如果前期汽車電子軟硬件基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，將會(huì)給教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)帶來巨大挑戰(zhàn)。事實(shí)上電子基礎(chǔ)薄弱也限制了教學(xué)進(jìn)度，不利于項(xiàng)目的綜合推進(jìn)。解決這個(gè)問題需要加強(qiáng)電工電子方面的教學(xué)力度，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)提前打下良好的基礎(chǔ)。

3 教學(xué)改革建議

3.1 深層次厘清培養(yǎng)目標(biāo)

課程教學(xué)內(nèi)容應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)和就業(yè)來確定。2017級(jí)培養(yǎng)方案設(shè)定為面向汽車電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車相關(guān)企業(yè)，可從事新能源汽車部件輔助性設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理和產(chǎn)品銷售等工作。就業(yè)方向?yàn)樵谛履茉雌嚻髽I(yè)從事電動(dòng)汽車電子控制系統(tǒng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)的維修、診斷等技術(shù)工作，在零部件企業(yè)從事輔助研發(fā)、生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗(yàn)、工藝管理、售后技術(shù)支持、銷售等技術(shù)工作。

由上可知，具體到電動(dòng)汽車（含動(dòng)力電池），目前的人才培養(yǎng)既面向于維修、檢測(cè)等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，又可從事相關(guān)的輔助設(shè)計(jì)研發(fā)及管理工作，同時(shí)也包括技術(shù)支持及銷售。可以說，就業(yè)范圍相當(dāng)廣泛，這適應(yīng)了當(dāng)今企業(yè)對(duì)人才需求的多樣化。雖然動(dòng)力電池新的教學(xué)計(jì)劃對(duì)相關(guān)能力培養(yǎng)已有所加強(qiáng)，但仍嫌不夠，需要后續(xù)進(jìn)一步對(duì)專業(yè)課程進(jìn)行深化。本課程應(yīng)根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，在保證知識(shí)掌握的前提下，針對(duì)性地開展專業(yè)技能訓(xùn)練。

3.2 全方位完善教學(xué)體系

如前所述，電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的教學(xué)體系有過多次調(diào)整，今年我校開始啟用新版自編教材，將理論和實(shí)訓(xùn)教學(xué)相結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生的開發(fā)設(shè)計(jì)能力。如將電池充放電原理部分內(nèi)容理論課程和充放電曲線測(cè)試結(jié)合，將電池管理系統(tǒng)原理和對(duì)應(yīng)的電量測(cè)量和SOC計(jì)算結(jié)合，將電池充電系統(tǒng)理論和充電操作和維護(hù)結(jié)合。前期受限于學(xué)時(shí)沒有應(yīng)用單片機(jī)進(jìn)行教學(xué)，將逐漸安排較多學(xué)時(shí)利用汽車電子控制課程已經(jīng)掌握的知識(shí)，開展電池項(xiàng)目綜合教學(xué)。

具體來講，目前正在建設(shè)“BMS綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)”，可以完成電池組并串聯(lián)關(guān)系，電池系統(tǒng)構(gòu)成及充放電過程認(rèn)知，電池電壓、電流、電量、能量、溫度測(cè)量顯示，電池?zé)熿F報(bào)警，電池過充、過放電報(bào)警與自動(dòng)斷電，電池負(fù)載模擬，電池荷電狀態(tài)（SOC）計(jì)算顯示等項(xiàng)目。以上多數(shù)項(xiàng)目的實(shí)施需要學(xué)生對(duì)動(dòng)力電池和電池管理系統(tǒng)有較充分的了解，并自主編寫調(diào)試程序，達(dá)到預(yù)定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，從而對(duì)動(dòng)力電池運(yùn)行過程獲得更深入的理解。該平臺(tái)對(duì)完善本課程體系將起到很好的支撐作用。

3.3 多形式加強(qiáng)專業(yè)技能

高職學(xué)生就業(yè)存在半年離職率高，職業(yè)轉(zhuǎn)換頻繁等現(xiàn)象，原因很多，但學(xué)生沒有達(dá)到培養(yǎng)方案要求或培養(yǎng)方案不滿足企業(yè)需求是非常重要的原因。本質(zhì)上就是學(xué)生在校期間未能獲得足夠的知識(shí)與技能。新能源汽車方向的畢業(yè)生，可以工作于新能源汽車整車及新能源汽車配件研發(fā)生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域，這其中包含了眾多動(dòng)力電池企業(yè)（深圳有眾多相關(guān)企業(yè)）。而以上工作能否勝任，最根本還是取決于動(dòng)力電池專業(yè)知識(shí)和技能掌握的情況。

為加強(qiáng)學(xué)生汽車電子基礎(chǔ)軟硬件應(yīng)用能力，針對(duì)專業(yè)課程學(xué)時(shí)有限這個(gè)普遍存在的問題，建議增加總學(xué)時(shí)或拓展相近方向?qū)I(yè)；修讀專業(yè)選修課程以及和相關(guān)的項(xiàng)目化課程也是提高相應(yīng)能力的良好途徑；我校新能源專業(yè)開展的“北斗協(xié)會(huì)”以及“電動(dòng)汽車協(xié)會(huì)”等學(xué)術(shù)型社團(tuán)對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)作用明顯；學(xué)校開展的創(chuàng)新工程、技能大比武、創(chuàng)客大賽等活動(dòng)也為學(xué)生提高專業(yè)技能提供了舞臺(tái)；17級(jí)開始新增的“電動(dòng)汽車綜合故障診斷”課程，也可以強(qiáng)化動(dòng)力電池專業(yè)技能的培養(yǎng)。