新能源动力系统能效管理与储能安全
课程信息
| 课程名称／课程号 | 适用范围与修读要求 |
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| 新能源动力系统能效管理与储能安全 ENER4404M |
储能卓工班 · 26级 专业必修（项目3） |
课程简介
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新能源动力系统能效管理与储能安全主要介绍以电化学储能为核心的新能源动力系统（纯电动、混合动力、燃料电池及多能融合动力系统）的能量流分析与能效管理方法，以及储能系统热管理与安全设计的基本理论、关键技术和工程实践，是卓越工程师班“先进能源装备”项目式学习模块的一门专业必修课程。课程内容涉及工程热力学、传热学、电化学、控制理论、电气工程及车辆工程等相关基础知识，主要包括新能源动力系统概述、动力系统能量流与能效分析、面向控制的建模与仿真、基于规则与基于优化的能量管理策略、储能系统状态估计与寿命管理、储能系统热管理、电化学储能失效机理与热失控、储能系统本征安全与主被动安全设计、储能安全标准法规与测试评价、大规模储能电站安全与智能运维等内容。通过本课程的项目式学习，学生能够掌握新能源动力系统能效管理与储能安全的基本原理和关键技术，具备运用现代仿真工具解决动力系统能效与储能安全复杂工程问题的初步能力，了解相关产业的发展趋势与标准法规体系。
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，含仿真实践报告）40%，期末课程项目考核（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） |
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课程导论：碳达峰、碳中和与能源转型背景；新能源动力系统（纯电动、混合动力、燃料电池、多能融合）的构成与能效问题；储能安全挑战与典型事故案例；课程项目任务发布 |
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与新型储能产业发展历程及装机规模、技术进步的典型案例 |
理论讲授+讨论 |
2 |
2 |
储能器件与动力系统基础：动力电池、超级电容器、燃料电池的特性对比；效率、倍率性能、SOC/SOH等关键参数回顾；串联、并联与混联动力系统架构 |
理论讲授 |
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3 |
2 |
动力系统能量流与能效分析：整车/装备能量流分析；效率链与㶲分析基础；典型运行工况与能耗评价方法 |
理论讲授+案例分析 |
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4 |
2 |
面向控制的建模与仿真：纵向动力学建模；部件效率特性与准静态（后向/前向）建模方法；MATLAB/Simulink仿真平台介绍 |
思政融入点：科技自立自强。实施方法：介绍工业软件在动力系统开发中的关键作用及国产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 |
5 |
2 |
能量管理策略（上）基于规则：能量管理问题的提出与分类；恒温器策略、功率跟随策略与模糊规则策略；规则参数工程整定方法 |
理论讲授+讨论 |
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6 |
2 |
能量管理策略（下）基于优化：动态规划；庞特里亚金最小值原理；等效燃油消耗最小策略（ECMS）；模型预测控制与学习类策略前沿 |
理论讲授+案例分析 |
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7 |
2 |
储能系统状态估计与寿命管理：SOC/SOH/SOP联合估计方法；电池老化机理与影响因素；寿命约束下的能效-寿命协同优化 |
理论讲授 |
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8 |
2 |
能量管理仿真实践：典型工况下能量管理策略的建模、仿真与结果对比分析（上机实践） |
软件实践（上机） |
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9 |
2 |
储能系统热管理（上）：电池与储能装备发热机理及产热模型；空气冷却、液冷、直冷与相变热管理技术；热管理系统设计方法与工作窗口控制 |
理论讲授+案例分析 |
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2 |
储能系统热管理（下）：整车/装备集成热管理与热泵空调；热管理对动力系统能效的影响与协同优化；热失控的热阻隔与热扩散抑制设计；热管理工程案例分析 |
思政融入点：绿色低碳、系统思维。实施方法：结合国产热泵与集成热管理技术突破案例，讨论热管理节能对全生命周期碳减排的贡献 |
理论讲授+讨论 |
11 |
2 |
电化学储能失效机理与热失控：机械、电、热滥用条件下的失效机理；内短路演化；热失控链式反应、产气与喷射行为；热失控传播过程 |
思政融入点：安全底线思维。实施方法：结合国内外储能安全事故案例，强调“人民至上、生命至上”的安全发展理念 |
理论讲授+案例分析 |
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2 |
储能系统安全设计：本征安全（关键材料体系、固态电池等）；主动安全（状态监控、故障诊断与早期预警）；被动安全（隔热、泄压、消防抑制）的多层级防护体系 |
理论讲授 |
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2 |
储能安全标准法规与测试评价：GB 38031、GB/T 36276、UL 9540A等国内外标准法规体系；滥用测试与热扩散试验方法；典型事故调查与案例分析 |
思政融入点：法治意识与标准引领。实施方法：介绍我国动力电池安全强制性国家标准的制定与国际影响，讨论标准竞争中的话语权 |
理论讲授+案例讨论 |
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2 |
大规模储能电站安全与智能运维：储能电站系统架构与火灾风险；数字孪生与大数据智能预警；全生命周期安全管理 |
理论讲授+讨论 |
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2 |
前沿专题与项目辅导：多能融合与车网互动（V2G）；氢-电混合动力系统能效与安全；人工智能赋能的能量管理与安全诊断；课程项目中期检查与辅导 |
理论讲授+项目辅导 |
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2 |
课程项目展示与总结：分组项目展示、答辩与点评；课程总结 |
思政融入点：工程报国、团队协作。实施方法：通过项目展示与互评，培养工程表达、批判性思维与协作精神 |
项目展示+讨论 |