课程简介
在内容上，本课程将着重介绍车用动力电池的原理、模型与算法；在尺度上，又分为单体和系统两个部分。经过本课程的学习，学生将具备以下能力：（1）深入理解锂离子电池单体的基本原理、组成结构与性能参数；（2）熟悉电池单体的优化设计：在指定的使用场景下，对大型单体电池进行优化设计，包括电极层设计、宏观形状/尺度设计、极耳设计等，从而实现电池的高能量、高功率、长寿命等；（3）系统选型、搭建与管理：根据车辆工况试算得到对电池系统的需求并进行系统搭建，包括组配连接、机械保护等，同时，掌握电池管理系统的主要功能、主要部件、核心算法。
课程内容本身有较强的创新性、及时性、综合性、实用性。（1）从创新性上看，课程内容来源于教学团队10余年一线科研的相关成果与经验，研究成果陆续发表SCI国际期刊论文逾百篇；（2）从及时性上看，研究内容紧扣最新科研成果，并注意了电池技术与产品、市场、商业模式的关联；（3）从综合性上看，授课团队由两名教师组成，分别来自清华大学车辆学院、同济大学汽车学院两个与电池研究高度相关的团队，力求将电池单体与系统设计的基础知识、基本理论、常用方法、应用案例完整系统地呈现给学生；（4）从实用性上看，经过本课程学习，学生可获得电池、电动车动力系统等领域的研发实战经验同时了解相关技术的发展脉络，熟悉产品与产业的背景知识。
课程大纲
第一章 锂离子电池的反应与构成
1.1 锂离子电池的电化学反应及其基本材料、部件、结构
1.2 实践教学：电池教具、电池实验室认知、拆装实践与安全提示
第二章 锂离子电池的常用参数
2.1 电池工作环境
2.2 电池使用工况
2.3 电池性能指标
第三章 锂离子电池电模型
3.1 锂离子电池的Newman P2D 电化学模型
3.2 锂离子电池的电化学阻抗谱与等效电路模型
第四章 锂离子电池热模型与热电耦合
4.1 认识锂离子电池的热问题
4.2 锂离子电池的热模型及其参数测算
4.3 锂离子电池的热仿真与温度分布特征
4.4 锂离子电池的测温与量热
4.5 热电耦合
第五章 电池单体设计的先进方法与工具
5.1 电池设计的主旨：通过电池设计，提升电池性能
5.2 电池设计的实验试错法、基于物理模型的电池仿真方法以及智能化自动化设计方法
5.3 先进设计方案的制造友好性
5.4 电池设计工业软件的自主开发与规模应用
第六章 动力电池系统
6.1 机械子系统及电气子系统设计
6.2 热管理子系统设计
6.3 总结与展望
第七章 电池管理系统（BMS）设计与实现
7.1 电池管理系统的需求分析及功能定义
7.2 电池管理系统的硬件设计
7.3 电池管理系统的软件设计
第八章 电池管理中的建模及状态估计
8.1 电池模型分类及建模方法
8.2 电池模型参数辨识，SOC估计与SOH估计
8.3 电池功率预测与内部温度估计
第九章 电池系统的测试及验证
9.1 动力电池系统测试背景及面向动力电池评估的测试
9.2 面向动力电池系统开发和验证的测试
9.3 国内外测试标准现状及分析
期末考试
1.1 锂离子电池的电化学反应及其基本材料、部件、结构
1.2 实践教学：电池教具、电池实验室认知、拆装实践与安全提示
第二章 锂离子电池的常用参数
2.1 电池工作环境
2.2 电池使用工况
2.3 电池性能指标
第三章 锂离子电池电模型
3.1 锂离子电池的Newman P2D 电化学模型
3.2 锂离子电池的电化学阻抗谱与等效电路模型
第四章 锂离子电池热模型与热电耦合
4.1 认识锂离子电池的热问题
4.2 锂离子电池的热模型及其参数测算
4.3 锂离子电池的热仿真与温度分布特征
4.4 锂离子电池的测温与量热
4.5 热电耦合
第五章 电池单体设计的先进方法与工具
5.1 电池设计的主旨：通过电池设计，提升电池性能
5.2 电池设计的实验试错法、基于物理模型的电池仿真方法以及智能化自动化设计方法
5.3 先进设计方案的制造友好性
5.4 电池设计工业软件的自主开发与规模应用
第六章 动力电池系统
6.1 机械子系统及电气子系统设计
6.2 热管理子系统设计
6.3 总结与展望
第七章 电池管理系统（BMS）设计与实现
7.1 电池管理系统的需求分析及功能定义
7.2 电池管理系统的硬件设计
7.3 电池管理系统的软件设计
第八章 电池管理中的建模及状态估计
8.1 电池模型分类及建模方法
8.2 电池模型参数辨识，SOC估计与SOH估计
8.3 电池功率预测与内部温度估计
第九章 电池系统的测试及验证
9.1 动力电池系统测试背景及面向动力电池评估的测试
9.2 面向动力电池系统开发和验证的测试
9.3 国内外测试标准现状及分析
期末考试