《新能源汽车专业设计性实验》课程教学大纲
课程类别：实践教学环节 英文名称：Professional Direction Design Experiment(B)
开课单位：能源动力工程学院 课程编号：Z07160109
课程性质：必修实践课
总学时：1周 实验：1周 学分：1.0
适用专业：新能源汽车工程
先修课程：新能源汽车理论、新能源车辆设计、新能源汽车构造、单片机与接口技术等课程
大纲编写（修订）时间：2019年6月
一、课程性质与教学目标
（一）课程性质与任务
本课程是新能源汽车的实践教学课程。本实践教学课程是系统地让学生参与新能源汽车的设计，实验内容主要包括动力电池组装、纯电动传动方案设计、电机控制、并联混合动力及串联混合动力系统方案设计等。通过开展该课程的学习，使学生更加清楚地理解各类型新能源基本总成的作用、结构特点、工作原理、控制策略等方面的知识，为学生学好本专业或者今后开展科研工作打下良好的基础，还可以辅助学生掌握新能源汽车国内外发展的新结构与新技术。该课程以设计任务引导，通过理论结合实践，加强学生动手能力，培养学生对新技术、新产品的不断更新的适应能力，培养学生的设计与开发新产品的能力，培养动手与解决实际问题的能力，该课程的设置对于培养地方经济建设的应用性人才的目标具有十分重要的意义。
（二）课程目标
通过本课程的理论教学训练，使学生具备下列能力：进行
1.通过本课程的实践教学，使学生掌握新能源汽车中动力电池、电动机、发动机等动力元件的工作特性，并能够判别与分析新能源汽车所采用的动力传动方案。（支撑毕业要求3-1）
2.根据已知条件设计纯电动汽车的动力传动方案，正确使用实验仪器设备并进行实验研究，记录实验过程与结果。（支撑毕业要求4-2）
3.分析实验数据，结合相关理论知识解释纯电动汽车工作特性并初步提出控制方案。（支撑毕业要求4-3）
4.掌握相关软件的使用，利用软件完成信号采集、数据处理、传动方案仿真、控制研究等。（支撑毕业要求5-2）
二、课程内容、学时分配及对毕业要求指标点的支撑
章节 |
内 容 |
讲课 |
实验 |
小计 |
支撑课程目标 |
支撑的毕业要求指标点 |
实验一 |
实验一 动力电池设计与组装实验（1天） 1.1 电池模块和元件设计 1.2 电池的串联与并联组装 1.3 电池动力输电线连接 1.4 电池通讯系统连接与信号采集 1.5 动力电池充电方式 重点：电池通讯系统连接与信号采集 难点：动力电池充电方式与充电过程 |
0 |
1天 |
1天 |
1 |
3-1 |
实验二 |
2 CAN通讯实验（1天） 2.1 CAN通讯工作原理 2.2 CAN通讯协议解读 2.3 CAN通讯测试 2.4 CAN信号采集 2.5 CAN通讯数据分解 重点：CAN通讯数据分解；难点：CAN通讯总线信号采集与处理。 |
0 |
1天 |
1天 |
1 |
3-1 |
实验三 |
3 电动机驱动与控制实验（1天） 3.1 动力电机结构及驱动模式 3.2 电机控制器工作模式 3.3 动力电线及通讯总线连接 3.4 电机转速及转矩控制实验 重点：动力电机转速控制；难点：通讯总线信号采集。 |
0 |
1天 |
1天 |
1 |
3-1 |
实验四 |
4 纯电动汽车传动方案设计及实验 4.1 纯电动汽车结构方案设计； 4.2 纯电动汽车动力传动元件参数匹配； 4.3 纯电动汽车台架实验； 4.4 台架实验数据采集 重点：纯电动汽车台架实验；难点：纯电动汽车实验数据采集 |
0 |
1天 |
1天 |
2 |
4-2 |
实验五 |
5 纯电动汽车实验数据分析 5.1 整理实验数据； 5.2 数据分析并进行曲线绘制； 5.3 研究纯电动汽车工作特性； 5.4 完成实验报告 重点：通过数据分析纯电动汽车工作特性；难点：数据信号处理与转化。 |
0 |
1天 |
1天 |
3 |
4-3 |
合 计 |
|
0 |
1周 |
1周 |
|
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三、达成课程目标的途径和措施
在考核学生对新能源汽车专业方向的相关设计任务的基础上，重点考核学生的理论联系实际能力与用所学知识分析问题、解决问题的能力，考核学生能否根据给定参数设计出相应的方案，考核学生的实践动手能力、思维能力与表达能力，注重学生创新意识。
为了提高学生的学习兴趣，并取得良好的教学效果，教师要充分利用问题引导、案例分析和现场讨论等多种教学方法引导学生快速进入实验设计角色，同时注重学生个体差异与兴趣爱好，在实验设计时，进行实验分组并细化设计任务，以进一步提高教学质量。
在实践教学中应注重基础理论、原理知识，运用类比式、交流式和启发式教学，培养学生举一反三的能力，在有限的时间内让学生能够理解新能源汽车的结构方案。
强化动手能力培养，在实践过程中强调安全操作，同时注重培养团队合作精神与创新意识的培养。
四、考核方式
1.课程考核方式包括实验过程考核、课堂考核、实验报告等。
（1）．考核内容
考核是引导学生学习、检查教学效果的重要环节，也是体现课程目标的标志，积极探索素质教育特征的考核方式。考核应避免应试教育的倾向，积极探索以素质教育为核心的考核方式。注重考察学生的综合应用能力。
（2）．考核方式
为加强素质教育，选用灵活选择考核方式，实验考核内容的要求：①操作内容符合教学大纲和实验指导书的要求；②操作内容分量适宜，难易适度，形式多样；③向学生提出明确要求，规定完成时间，综合考虑学生操作能力与内容完成情况。
2.定量评价
本课程包含i个分课程目标，有k个考核方式，各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配（i=4、k=3）如下：
表5.1 各考核方式对课程目标达成评价的权重占比分配
课程目标 |
分课程目标权重（本列总和为1）∑Pi=1 |
各考核方式评价比例分配
（每行总和为1）∑Wik=1 |
各考核方式在课程达成中的占比 （所有行列总和为1）
Sik=Pi*Wik |
实验过程 |
课堂考核 |
实验报告 |
实验过程 |
课堂考核 |
实验报告 |
1 |
0.40 |
0.40 |
0.20 |
0.40 |
0.16 |
0.08 |
0.16 |
2 |
0.20 |
0.30 |
0.30 |
0.40 |
0.06 |
0.06 |
0.08 |
3 |
0.30 |
0.20 |
0.20 |
0.60 |
0.06 |
0.06 |
0.18 |
4 |
0.10 |
0.30 |
0.30 |
0.40 |
0.03 |
0.03 |
0.04 |
各考核环节对课程目标达成的贡献率 |
0.31 |
0.23 |
0.46 |
注：上表中，实验报告对课程目标达成的贡献率为0.46，其他考核方式课程目标达成的贡献率为0.54，此比例和录成绩系统中系数设定比例应该一致。
那么第i个分课程目标的评价基于各环节k的贡献加权求和，就是该分课程目标的达成度Ai，即
5-1
而多个分课程目标再根据比例加权求和，就得到本门课程的课程目标达成度A。
5-2
其中： k表示不同的考核环节，i表示不同的分课程目标；
是第k种评价方式通过第i个课程目标反映在总的课程目标评分占比；
表示第k种评价方式对第i个课程目标百分占比；
表示第i个课程目标在课程总评价中的占比；
Gik表示第k种考核方式支撑第i个课程目标的达成度。
3.定性评价
定性评价指利用学生的调查问卷进行课程目标达成情况评价，按照各课程目标分项设计合适的问卷，调查学生掌握知识及获得能力等课程目标达成情况。其中成绩均采用百分制统计，五级分制转换为百分制时，优对应95分，良对应85分，中对应75分，及格对应65分，不及格对应55分。
综合定性与定量评价结果，取最小量为最终评价结果。
五、评价标准：
5.1 实验过程评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
本实践教学使学生掌握新能源汽车中动力电池、电动机、发动机等动力元件的工作特性，并能够判别与分析新能源汽车所采用的动力传动方案。 （支撑毕业要求3-1） |
完成所有实验任务，实验过程思路清晰，内容完整，动手能力强，论述逻辑清楚，层次分明。 |
完成所有实验任务，实验过程思路比较清晰，内容较完整，动手能力较强，论述逻辑清楚，层次比较分明。 |
实验过程中在教师指导或者团队人员的指导下能够完成实验任务，思路相对清晰，具有一定的动手能力，论述逻辑相对清楚，层次相对分明。 |
不能够完成所有实验任务，在实验过程出思路不清晰，内容不完整，动手能力较差且不够积极主动。 |
0.52 |
根据已知给定条件进行纯电动汽车的动力传动方案设计，能够正确使用实验仪器设备并进行实验研究并记录实验过程与结果。 （支撑毕业要求4-2） |
能够应用相关的理论知识完成所有的实验任务，分析解决实际工程问题，实验过程中思路清晰并能准确记录实验数据。 |
能够应用相关的理论知识较完整地完成所有的实验任务，具有一定的分析解决实际工程问题，实验过程中思路比较清晰并能较准确记录实验数据。 |
在教师指导下应用相关的理论知识基本能够完成实验任务，具有一定的分析解决实际工程问题，实验过程中能够完成数据记录。 |
不能够应用相关的理论知识完成实验任务，实验过程中思路模糊，不能记录实验相关数据。 |
0.19 |
分析实验数据，结合相关理论知识解释纯电动汽车工作特性并初步提出控制方案。 （支撑毕业要求4-3） |
准确分析实验数据，由数据推导出汽车工作特性，对纯电动汽车工作过程提出相关的控制方案。 |
较准确分析实验数据，根据数据内容简单分析纯电动汽车工作特性，初步提出相关的控制方案。 |
基本能够完成实验数据分析过程，对纯电动汽车工作过程粗略提出相关的控制方案。 |
不能够完成实验数据分析过程，不能对纯电动汽车工作过程提出相关的控制方案。 |
0.19 |
掌握相关软件的使用，利用软件完成信号采集、数据处理、传动方案仿真、控制研究等。（支撑毕业要求5-2） |
熟练掌握软件使用方法，利用软件准确完成相关实验工作。 |
基本掌握软件使用，利用软件较准确完成相关实验工作。 |
初步掌握软件使用方法，利用软件初步完成相关实验工作。 |
不能掌握软件使用方法，不能利用软件完成相关实验工作。 |
0.1 |
5.2课堂考核评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
本实践教学使学生掌握新能源汽车中动力电池、电动机、发动机等动力元件的工作特性，并能够判别与分析新能源汽车所采用的动力传动方案。 （支撑毕业要求3-1） |
熟练掌握实验过程与相关内容的理论基础，根据设备情况进行相关的测试与数据采集工作，并对动力传动方案进行分析。 |
基本掌握实验过程与相关内容的理论基础，能够完成相关的测试与数据采集工作，并对动力传动方案进行分析。 |
初步掌握实验过程与相关内容的理论基础，初步完成相关的测试与数据采集工作，初步对动力传动方案进行分析。 |
不能掌握实验过程与相关内容的理论基础，不能进行相关的测试与数据采集工作，无法对动力传动方案进行分析。 |
0.35 |
根据已知给定条件进行纯电动汽车的动力传动方案设计，能够正确使用实验仪器设备并进行实验研究并记录实验过程与结果。 （支撑毕业要求4-2） |
完成动力传动方案设计，熟练掌握设计环境、考虑社会和经济效益，能进行团队可持续发展讨论并做出评价。 |
基本完成动力传动方案设计，结合设计环境、社会和经济效益，完成团队可持续发展讨论并做出评价。 |
初步完成动力传动方案设计，了解设计环境、社会和经济等，进行可持续发展讨论，有评价。 |
不能完成动力传动方案设计，不能进行可持续发展讨论并做出评价。 |
0.26 |
分析实验数据，结合相关理论知识解释纯电动汽车工作特性并初步提出控制方案。 （支撑毕业要求4-3） |
设计文件标准、规范，部件满足总体设计要求，数据分析准确，思路清晰，层次分明。 |
设计文件规范，部件满足总体设计要求，数据分析比较准确，思路清晰，层次相对分明。 |
设计文件规范，部件基本满足总体设计要求，能够完成数据分析过程，内容相对完整。 |
设计文件混乱，内容缺乏一致性。 |
0.26 |
掌握相关软件的使用，利用软件完成信号采集、数据处理、传动方案仿真、控制研究等。（支撑毕业要求5-2） |
软件操作熟练，利用软件准确完成实验过程任务。 |
软件操作相对熟练，利用软件较准确完成实验过程任务。 |
软件操作基本熟练，利用软件能够完成实验过程任务。 |
软件操作不熟练，不能利用软件完成实验过程任务。 |
0.13 |
5.3 实验报告评价标准
基本要求 |
评价标准 |
权重 |
90-100分 |
75-89分 |
60-74分 |
0-59分 |
本实践教学使学生掌握新能源汽车中动力电池、电动机、发动机等动力元件的工作特性，并能够判别与分析新能源汽车所采用的动力传动方案。 （支撑毕业要求3-1） |
实验报告内容丰富，数据及分析有理有据，内容详实、正确，图表清晰，语言规范、专业。 |
实验报告内容相对丰富，数据及分析有理有据，内容详实、正确，图表清晰，语言规范、专业。 |
实验报告内容完整，数据及分析有理有据，内容详实、正确，图表清晰，语言规范、专业。 |
不能按时提交实验报告，内容混乱。 |
0.35 |
根据已知给定条件进行纯电动汽车的动力传动方案设计，能够正确使用实验仪器设备并进行实验研究并记录实验过程与结果。 （支撑毕业要求4-2） |
掌握动力传动方案设计方法，正确完成实验过程并能够准确记录实验数据。 |
掌握动力传动方案设计方法，基本完成实验过程并记录实验数据。 |
初步掌握动力传动方案设计方法，初步完成实验过程并记录实验数据。 |
无法完成动力传动方案设计，不能完成实验过程与实验数据的记录。 |
0.17 |
分析实验数据，结合相关理论知识解释纯电动汽车工作特性并初步提出控制方案。 （支撑毕业要求4-3） |
熟练掌握设计环境、社会和经济发展等，能进行可持续发展讨论并做出评价，根据实验结果提出相关的控制思路。 |
掌握设计环境、社会和经济等，能进行可持续发展讨论并做出评价。 |
了解设计环境、社会和经济等，进行可持续发展讨论，有评价。 |
不能进行可持续发展讨论并做出评价。 |
0.39 |
掌握相关软的使用，利用软件完成信号采集、数据处理、传动方案仿真、控制研究等工作。（支撑毕业要求5-2） |
利用相关软件准确完成信号采集及数据处理工作，仿真验证方案设计及控制研究等工作。 |
利用相关软件较准确完成信号采集及数据处理工作，初步完成仿真验证方案设计及控制研究等工作。 |
利用相关软件能够完成信号采集及数据处理工作，能够简单那完成部分仿真验证方案设计及控制研究等工作。 |
不能利用相关软件完成信号采集及数据处理工作，不能完成仿真验证方案设计及控制研究等工作。 |
0.09 |
六、参考书目及学习资料（书名，主编，出版社，出版时间及版次）
1、崔胜民主编，《新能源汽车技术（第2版）》，ISBN 9787301237007，北京大学出版社，2014-02。
2、崔胜民主编，《新能源汽车概论（第2版）》，ISBN 9787301256336，北京大学出版社，2015-08。
3、谭晓军著，《电动汽车动力电池管理系统设计》，ISBN：9787306040619，中山大学出版社，2011-10。
制定人：张志文 审定人： 批准人：
年 月 日
