吴晓刚，周美兰

(哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江哈尔滨150080)

0 引言

当前，全球汽车动力电气化展现出了巨大的节能减排的现实意义。为此，我国许多高校为了适应这一形势对此类高素质人才的需求，电气信息类专业开设了与之相关的课程[1-3]。

“汽车电子技术”课程，内容涵盖了机械、电气、电子、信息和控制等领域的知识，是理论性和实践性很强的一门课程[4-5]。我校在2010年修改的电气工程及其自动化专业电力电子方向本科教学大纲中，也进行了开设“汽车电子技术”选修课程的尝试。

在现有的“汽车电子技术”课程教学体系中，教学内容涉及的范围较广，特别是针对内燃机的电子控制部分，这对于没有内燃机理论基础的电气工程及其自动化专业学生而言，学习难度较大。但对于已经学习了电机、电力电子以及控制理论课程的学生而言，开展基于电驱动的汽车动力系统学习，则具有一定的优势。特别是在电力电子与电力传动方向的专业课学习中，掌握了交直流调速基础内容的学生，可以从本门课程中获得更多更好的应用知识。因此本文从电气工程及其自动化专业本科生学习的角度出发，对所开设的“汽车电子技术”课程体系进行优化，并通过改进讲授方式及实践教学手段，拓宽课程的知识讲授范围，提高本门课程的教学效率。

1 课程设置条件及课程概况

为了在本科教学中体现我校电气工程及其自动化专业的办学特色，结合在汽车驱动控制方向上的研究成果，我院在2010年制定的电气工程及其自动化专业电力电子与电力传动方向本科生培养方案中，特别增设了“汽车电子技术”专业方向选修课。

“汽车电子技术”课程开设在四年级上学期，为专业选修课程，2学分，共32学时。其中理论教学22学时，实践教学10学时。由于学时有限，因此本门课的教学目标定位在运用专业基础知识，解决汽车电子产品开发中的相关问题，并着重培养学生掌握新能源汽车动力控制系统的知识。

在现有的研究成果中，我校电气工程及其自动化专业电力电子与电力传动方向在新能源汽车驱动控制(主要包括永磁同步电机的设计及控制)、汽车动力传动系统控制(主要包括CVT、AMT等自动变速器的控制)、混合动力汽车能量管理(主要包括串联混合动力、并联混合动力的能量管理及动态控制)等方向上已经有了一定的成果积累。而这些研究内容对于已经掌握了电机学、电子技术、电力电子技术、自动控制原理等基本的专业知识的电气工程及其自动化专业的大四本科生，是比较容易理解和接受的。因此结合专业教师自身的科研工作，作为本门课程教学中的一次尝试，将“汽车电子技术”课程教学内容设置为围绕电动汽车动力系统控制为主，汽车电控单元开发为辅的课程体系，使其更加贴近专业特色。

2 课程理论教学体系优化

电动汽车涉及电机系统、电池系统、内燃机、变速箱、整车，以及相应的复杂软/硬件控制集成，电控技术已成为推动电动汽车发展的主要技术之一。因此在“汽车电子技术”课程的设置上，主要分为如下五个部分。

1)概述—我们通过总结国家信息中心公布的数据，以及相关文献资料的梳理总结，从能源安全与环境保护方面，阐述汽车动力系统电气化及汽车电子技术应用的必要性。通过介绍各国政府制定的相关政策，总结汽车动力系统发展的趋势，并介绍汽车动力系统的技术发展路线。我们以典型车型为例，总结混合动力电动汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车的动力系统构型及工作原理。

2)整车行驶与性能匹配方法—我们从整车动力系统匹配设计角度，阐述工况在匹配中的重要性，介绍目前常用的国内外工况及基本开发方法，以哈尔滨公交道路工况为例，介绍工况的开发流程。并以某一具体车型为例介绍汽车动力系统匹配方法。

3)驱动电机及其控制系统—本门课与目前车辆工程专业所开设的“汽车电子技术”不同之处在于，省去了传统以发动机作为主导的汽车动力系统控制部分，而强化了电驱动系统的匹配与设计部分。

4)动力电池系统—该部分内容包括对于电池的种类、特点、测试方法及电池管理系统研究开发的介绍。

5)汽车电控单元开发方法—我们着重介绍汽车变速器电控、ABS系统、动力转向电控等汽车电子控制系统的设计方法。其主要内容包括电控系统开发遵循的标准、硬件电路设计和软件编程方法，特别强调目前汽车电子控制系统中所用的V流程开发模式。

以上五部分构成了我校电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”理论教学的主要内容。

表1给出了“汽车电子技术”课程的具体章节和学时分配。

表1 教学内容设置和学时分配

3 课程实践教学体系优化

在“汽车电子技术”课程的实践教学过程中，主要有实验和课程设计两种方式。我校在电气工程及其自动化专业“汽车电子技术”实验课的设置上，主要分为4个部分，如表2所示。

表2 “汽车电子技术”实验课教学内容设置

课程设计是提高学生的分析和解决问题能力的重要手段，它不但可以使学生加深对理论和实验课程的理解，而且能够使学生将所学的课程内容与相关课程综合起来，提高了知识的应用能力。本门课的课程设计以电动汽车动力系统匹配及控制系统作为设计目标，让学生结合所学知识进行设计。其主要内容包括电动汽车动力系统的匹配(包括电机的额定功率和最高功率、续驶里程计算电池容量等)、电机驱动控制器的部件选型及电路设计、控制流程的设计等。课程设计安排在理论课教学后一周内完成，按照不同道路工况分组，将一个班的学生分成5-6组，组内成员做好相关分工工作，答辩时采用小组负责人报告，组员回答问题的形式，课程设计结果以报告形式上交。

4 教学方法改进与实践

“汽车电子技术”课程授课采用多媒体教学的方式。我们通过多媒体课件制作出的动画及示意图等来表达汽车动力系统的结构、组成及工作原理，控制系统的设计方法，使教学的内容直观、清晰、易于学生理解。每一部分讲授结束后采用专题报告的形式，邀请专业内从事该方向研究的教师进行学术报告，以此在本科生中建立学术氛围。

我们在“汽车电子技术”课程的教学过程中，除了正常的多媒体课堂教学外，还采用了现场教学结合研究性教学的授课方法。即依托我校汽车电子驱动控制与系统集成教育部工程中心的实验平台，使学生到工程中心参观现场演示，并试用工程中心开发的汽车电子产品实验样机。这些教学手段可以使学生对汽车电子的功能及开发有更直观的认识。除此之外，教学中还试用项目开发作为主导。例如在汽车电驱动控制系统的设计一部分内容讲授时，自始至终可根据工程中心开发的永磁同步电机作为对象，从汽车用电机产品开发的前期调研、方案论证，到中间环节的样机开发、功能验证，再到最后环节的样机标定、测试等进行全方位的介绍。通过这样的讲授，学生对所学内容的感性知识加深，在理论学习中目的就会变得明确，清楚地认识到需要掌握的主要内容。

5 结语

我们进行了电气工程及其自动化专业电力电子与电力传动方向的本科生开设“汽车电子技术”专业选修课程的实践，结合所在专业的科研基础及课程设置条件，对课程的理论教学及实践教学结构体系进行了优化设置，并改进的课程讲授方式。通过这些教学改革，学生的学习的积极性和主动性得到提高，能在有限的学时内获得最实用的知识。我们根据本门课程教学的改革实践，为更进一步贴近专业特色和讲授内容，拟在学校下一次教学大纲的修订中，将该门课程名称改为“电动汽车技术”。

[1]麦启明，苏艳，肖婷，缪文南.汽车电子系列课程研究与实践[J].南京:电气电子教学学报，2012，34(5):20-21

[2]樊英，程明.电气工程专业“电动汽车新技术”课程设置思考[J].南京:电气电子教学学报，2011，33(S1):110-111

[3]樊英，程明.电气工程专业“电动汽车新技术”课程设置思考[J].南京:电气电子教学学报，2011，33(S1):110－111

[4]赵树恩，屈贤.《汽车电子控制技术》课程实验教学改革与实践[J].成都:实验科学与技术，2014，12(3):112-114

[5]童亮，王准.汽车电子类课程教学体系优化研究[J].北京:中国电力教育，2013，(16):137-138