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车用动力电池技术

课程信息

课程名称/课程号 适用范围与修读要求
车用动力电池技术
ENER3416M
车辆 · 26级
专业选修

课程简介

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车用动力电池技术主要介绍新能源汽车动力电池的基本原理、关键材料、系统结构、成组技术、管理方法及应用现状,是能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程等专业的一门重要技术基础课。课程内容涉及电化学、材料学、传热学、电气工程及车辆工程等相关基础知识,主要包括动力电池概述、锂离子动力电池基础、动力电池关键材料、电池制造工艺、电池性能与测试、动力电池成组技术、电池管理系统、热管理技术、动力电池安全与梯次利用等内容。通过本课程学习,学生能够掌握车用动力电池的基本原理和关键技术,了解动力电池的发展趋势及其在新能源汽车领域中的应用。

来源:教务网。

课程内容

分数构成

满分100分,平时(上课参与情况与课后作业)40%,期末大作业考核(书面报告+PPT口头展示)60%

课程大纲

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周次

学时

教学内容(要点)

课程思政融入点和实施方法

教学形式(理论、讨论、实践、实验、测试等)

1

2

概述:新能源汽车与能源转型背景,碳达峰、碳中和与交通电动化;车用动力电池定义与作用;主要类型;产业现状与发展趋势

思政融入点:国家战略,使命担当。实施方法:讲授我国新能源汽车产业发展历程、动力电池装机量和技术进步典型案例

理论讲授+讨论

2

2

动力电池基础理论(上):电池工作原理与基本构成;电极反应与离子传输


理论讲授

3

2

动力电池基础理论(下):电池热力学与动力学基础


理论讲授+讨论

4

2

车用动力电池的基本参数:容量、能量与能量密度;功率与功率密度;开路电压、工作电压与内阻;效率、倍率性能与循环寿命;荷电状态与健康状态


理论讲授+案例分析

5

2

锂离子动力电池(上):工作原理;正极材料体系(磷酸铁锂、三元材料等)

思政融入点:国产自主创新。实施方法:结合宁德时代、比亚迪等企业在磷酸铁锂电池、刀片电池方面的自主创新案例,师生课堂讨论

理论讲授+讨论

6

2

锂离子动力电池(中):负极材料;电解液与隔膜


理论讲授

7

2

锂离子动力电池(下):圆柱、方形和软包电池结构;性能特点与应用


理论讲授

8

2

锂离子动力电池仿真技术(上):COMSOL软件介绍;基本操作

思政融入点:科技自立自强。实施方法:介绍工业软件在电池设计中的关键作用,以及国产CAE软件发展现状,激发学生科技报国意识

理论讲授+软件实践

9

2

锂离子动力电池仿真技术(下):1D锂离子电池建模;锂电池多场耦合建模基础


软件实践

10

2

动力电池制造工艺与性能测试(上):极片制备工艺;电芯装配工艺


理论讲授+视频案例

11

2

动力电池制造工艺与性能测试(下):化成与分容;动力电池性能测试方法;一致性评价与质量控制


理论讲授+案例分析

12

2

动力电池成组技术:模组与电池包结构设计;串并联连接方式;成组一致性问题;机械结构与轻量化设计


理论讲授+讨论

13

2

电池管理系统(上):电池管理系统的功能与结构;SOC、SOH与SOP估算基础


理论讲授

14

2

电池管理系统(下):均衡管理方法;故障诊断与安全保护策略


理论讲授+软件实践

15

2

动力电池热管理与安全技术:动力电池发热机理;空气冷却、液冷与相变热管理技术;热失控机理及传播过程;热安全设计与防护措施


理论讲授+案例分析

16

2

动力电池回收利用与发展挑战:动力电池衰减机理与寿命预测;梯次利用与回收技术;全生命周期环境影响;未来发展方向与挑战

思政融入点:绿色制造、循环经济。实施方法:结合国际形势,讨论锂、镍、钴等关键资源供给与回收利用问题,强调可持续发展理念

理论讲授+讨论