新能源与储能工程学术学位博士研究生(含直博生)特色培养方案
授予学位类别:理学博士学位、工学博士学位
一级学科代码名称:9901 新能源与储能工程
二级学科方向名称:
01 储能材料与器件
02 清洁与可再生能源
03 新能源系统与动力工程
04 新能源资源提取与循环
制订单位:国家卓越工程师学院、、物理学院、化学化工学院、材料科学与工程学院、粉末冶金研究院、冶金与环境学院、机电工程学院、能源科学与工程学院、自动化学院、资源加工与生物工程学院
培养方案版本号:2025版
一、学科概况
新能源与储能工程是研究新型清洁可再生能源材料与器件、新型能量储存材料与器件、以及新能源系统集成与应用的工程技术学科。研究范围包括储能材料与器件、清洁与可再生能源(太阳能、氢能)、新能源系统与动力工程(储能系统电池管理、储能系统能量优化管理、新能源车辆设计)、新能源资源提取与循环等,属于化学、物理、资源、冶金、材料、能源、机械、电力电气等多学科的交叉研究领域。
中南大学自1960年代开始从事新能源与储能工程学科相关的电化学储能材料研究,并于2010年获教育部批准首批设置了与之相关的“新能源材料与器件”和“新能源科学与工程”两个战略性新兴产业特色本科专业。本学科师资力量雄厚,现有教授60余名、国家级科技领军人才10余名、国家级四青人才20余名、科睿唯安全球“高被引科学家” 2名,Materials Today和Electrochem. Comm.等国际权威期刊的副编辑与编委多名。建有“国家能源金属资源与新材料重点实验室”、“低碳有色冶金国家工程研究中心”、“有色金属资源循环利用国家地方联合工程研究中心”和“先进电池材料教育部工程研究中心”等10余个相关的国家级与省部级科研创新平台。近年来,承担了包括国家重点研发项目、国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金项目、国家优秀青年基金项目、湖南省科技重大专项和湖南省自然科学基金创新团体项目等在内的300余项国家与省部级重要科研课题,开展了500余项校企合作重大横向课题,实施了系列科技成果转化项目(其中3项过亿元成果转化项目),获国家科技进步二等奖1项,省部级科技奖20余项。
本学科面向新能源、新能源材料和新能源汽车等战略性新兴产业的发展需求,设置了储能材料与器件、清洁与可再生能源、新能源系统与动力工程以及新能源资源提取与循环等多个特色学科方向,致力于新能源与储能工程学科领域的前沿基础研究、关键共性技术开发与工程应用技术开发与实践,致力于为新能源、新能源材料和新能源汽车等行业以及区域经济可持续发展提供高水平社会服务,致力于建设新能源与储能工程领域国际一流的卓越人才培养基地;本学科发展将有效促进新能源与储能工程领域“高、精、尖、缺”人才培养、科学研究、成果转化与国际合作,积极推动我国新能源与储能工程的高质量发展。
二、研究方向
1. 储能材料与器件(Energy storage materials and devices)
该方向以能量储存材料及其器件设计、制备工程技术为特色,应新能源、新能源材料、新能源汽车等国家战略性新兴产业发展所需,重点开展锂离子电池及材料、锂硫电池及材料、超级电容器及材料、钠离子电池及材料、锌离子电池及材料、金属空气电池及材料、以及固态二次电池等方面的基础研究、技术开发与工程实践。
2. 清洁与可再生能源(Clean and renewable energy)
该方向围绕太阳能和氢能等清洁与可再生能源开展研究。太阳能方面,重点开展新型晶硅太阳能电池和钙钛矿、有机、化合物等薄膜太阳能电池材料和器件的基础研究、技术开发与工程实践。在氢能方面,重点开展低成本制氢、高密度储氢、以及高效率氢燃料电池设计、制造与应用的基础研究、技术开发与工程实践。
3. 新能源系统与动力工程(New energy system and motive power engineering)
该方向围绕新能源系统规划、电池管理、能量优化、新能源汽车等方面开展研究。重点开展以下几个方面的基础研究、技术开发与工程实践:新能源系统可靠性评估、分布式架构下系统优化选址、设计及定容技术,大容量电池组级联结构、能量均衡方法、高效快充技术,新能源系统在线状态评估、故障诊断、多目标优化管理,新能源汽车先进驱动、系统参数匹配、能量管理策略以及动力电池智能状态感知。
4. 新能源资源提取与循环(Efficient utilization and recycling of new energy resources)
该方向主要面向储能与新能源领域所需有色金属资源的提取与循环再生开展基础研究、技术开发与工程实践。研究重点包括新能源与储能材料相关的金属矿产资源与二次资源的清洁冶金技术、短流程制备新能源与储能材料的材料冶金技术、废旧储能电池与废旧太阳电池的循环利用等。
三、培养目标
本专业旨在造就服务国家战略急需,服务新能源与储能领域和行业发展需求,具有文理兼容的通识基础知识结构以及卓越的实践能力,德、智、体全面发展的创新工程技术领军人才。
1. 热爱祖国,有理想,有担当,具有社会责任感、荣誉感和历史使命感;
2. 在储能材料与器件、清洁与可再生能源、新能源系统与动力工程、新能源资源提取与循环等方面,具有坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识;
3. 深入了解和敏锐把握本领域发展方向及国际学术研究前沿。学术思想活跃,能快速吸取相关学科的先进知识,具有开拓新领域和解决跨学科关键科学技术问题的精神与能力。具有发现问题、提出问题和解决问题的能力。具有独立承担、开展工程和实践、工程创新、工程组织和领导的能力,善于解决复杂工程技术难题,并能作出具有工程应用价值的原创性成果。具有良好的工程职业素养和职业道德;
4. 至少掌握一门外国语,能熟练阅读本专业外文文献,并具有良好的写作能力和进行国际学术交流的能力;
5. 能在国内外高水平大学、科研机构和企业胜任本学科及相近学科的教学、科研、工程设计和高层次管理工作;
6、国际学生深入了解中国文化,知华、友华、爱华,能够参与并促进中国与其所在国之间的友好合作。
四、学制和学习年限
博士研究生的基本学制为4年(本科毕业直接攻读博士生5年),全日制学习年限为3-7年,非全日制学习年限为3-8年。
学校研究生学制和学习年限按照《中南大学研究生学籍管理规定》执行。
五、培养方式
培养模式:采取课程学习、科学训练、工程实践等相结合的培养方式,实行学校和企业联合指导。培养环节按照“1+2+N”方式(直博生按“2+2+N”方式)安排,1 年(直博生2年)左右在学校完成课程学习等环节,博士培养期间在企业科研实践累计不少于2年,并依托实践开展学位相关工作。学校与企业共同承担培养工作,依托企业与学校已联合申报并立项的重大工程技术项目、来自企业工程技术需求的项目或企业正在承担的国家重大科技项目、重大装备工程、重大基础研究等项目开展联合培养。
指导方式:采取校企导师组指导制度,学校、企业组建专家委员会遴选双导师。导师团队实行分工合作制,学校导师负责对研究生的理论基础和专门知识学习的指导,企业导师负责研究生的工程实践能力、项目组织能力的培养。在学校期间,企业导师应定期了解研究生的学习情况;在企业期间,学校导师应定期了解研究生的工程实践和学位论文工作情况。校企导师团队共同负责研究生培养方案制定、研究方向和课题选择,研究计划和方案确定,与研究生一起共同组织研究课题的实施和科研攻关。
科研训练:科研训练是直博生的必修环节,采用"校企双轨、工学交替"培养模式,在科研能力培养中深度融入工程实践场景。从第一学年开始,要求博士生依托校企联合科研平台、产业技术研究院、工程师技术中心等平台,在校企导师团队指导下深度参与至少1项工程应用型科研项目的申报、实施等环节,系统掌握工程标准、行业规范及数字化技术工具等工程科研方法,提升学生的多学科融合创新能力和工程系统思维。考核结果由校企导师团队评价决定。具体按照《中南大学国家卓越工程师学院科研训练学分管理办法》执行。
工程实践:工程实践是培养博士研究生熟悉相关工程领域工艺、流程、标准、相关技术和职业规范等的有效途径,是研究生结合工程实际开展学位相关工作的重要阶段,也是申请学位的必要条件。采用“校企双轨、工学交替”培养模式,从第二学年(直博生第三学年)开始,要求博士生进入合作企业开展不低于24个月的工程实践。博士生需在完成由企业组织的相关培训和签订校企联合培养协议后,在校企导师团队指导下,开展定向技术攻关与工程研究,定期提交阶段成果报告,最终形成具有工程应用价值的高水平原创性成果,并通过校企联合答辩。具体按照《中南大学国家卓越工程师学院研究生工程实践学分管理办法》执行。
培养环节:培养环节主要包括课程学习、学位论文开题报告、科研训练(直博生)、工程实践、社会实践、学位论文预答辩、学位论文评审和学位论文(或毕业论文)答辩等。
研究生按学校规定通过论文评审和学位论文答辩,达到《中南大学新能源与储能工程博士、硕士学位授予标准》,可授予博士学位。未能达到学位论文要求者,若通过毕业论文答辩,可授予博士毕业证书。
六、课程设置与学分
(一)博士生课程设置与学分
1.学分
课程类别 |
中国学生 |
课程类别 |
国际学生 |
公共学位课 |
2 |
公共学位课 |
5 |
学科基础课 |
2 |
学科基础课 |
2 |
学科核心课 |
2 |
学科核心课 |
2 |
选修课 |
2 |
选修课 |
2 |
学科交叉课 |
0 |
学科交叉课 |
0 |
培养环节 |
11 |
培养环节 |
11 |
补修课 |
4 |
补修课 |
4 |
总学分 |
19 |
总学分 |
22 |
学分说明 |
1、补修课学分要求只针对跨学科门类考取者,且不计入总学分;2、各类别课程学分要求均为最低学分要求;3、允许研究生跨学科选修课程,学分计入选修课。 |
2.课程设置
课程类别 |
课程编号 |
课程(环节)名称 |
学时 |
学分 |
开课学期 |
说明 |
公共学位课 |
01030501A01 |
中国马克思主义与当代 |
32 |
2 |
秋季 |
必修(中国学生) |
10000003A01 |
中国概况 |
32 |
2 |
春秋季 |
必修(国际学生) |
11000003A01 |
汉语Ⅰ |
64 |
3 |
春秋季 |
学科基础课 |
33080503D2X |
材料基因工程与集成计算 |
32 |
2 |
秋季 |
至少必修1门(≥2学分) |
37080201B01 |
现代设计理论(英) |
32 |
2 |
秋季 |
39080702B01 |
能源系统建模与优化方法 |
32 |
2 |
秋季 |
46081101B2X |
智能优化及其应用 |
32 |
2 |
秋季 |
学科核心课 |
36990101C01Q |
新能源与储能工程专论(校企联合课程) |
32 |
2 |
秋季 |
必修 |
选修课 |
11050203D03 |
法语(二外) |
32 |
2 |
春季 |
至少选修1门(≥2学分) |
11050203D05 |
西班牙语(二外) |
32 |
2 |
春季 |
31080501C01 |
计算材料科学 |
32 |
2 |
秋季 |
33080503D1X |
先进制造-增材制造技术与原理 |
32 |
2 |
秋季 |
35080601B01 |
现代冶金工程选论 |
32 |
2 |
秋季 |
37080202D07 |
新能源汽车技术与性能仿真分析 |
32 |
2 |
春季 |
39080702D1X |
碳中和与综合能源利用 |
32 |
2 |
春季 |
46081101B1X |
复杂过程控制技术及应用 |
32 |
2 |
秋季 |
46081101C03 |
电力电子系统建模与控制 |
32 |
2 |
秋季 |
82100203E1X |
急救与心理技能 |
32 |
2 |
春秋季 |
补修课 |
99000003B01 |
论文写作与学术道德 |
32 |
2 |
春秋季 |
硕士阶段未修者必修 |
31080501B02 |
现代研究方法论 |
32 |
2 |
秋季 |
至少选修2门(≥4学分) |
36990102C01 |
能量转换与储存原理 |
32 |
2 |
秋季 |
36990102C03Q |
新能源智慧工厂设计 |
32 |
2 |
秋季 |
36990103C03Q |
储能系统与工程(校企联合课程) |
48 |
3 |
秋季 |
培养环节 |
99000003F05 |
博士生资格考试 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F06 |
开题报告 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F07 |
中期考核 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F02 |
学术交流(博士生) |
|
4 |
春秋季 |
必修 |
99000003F08 |
社会实践 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F13 |
实验室安全与环保教育 |
|
0 |
- |
必修,不计学时学分 |
99000003F14 |
工程实践 |
|
3 |
- |
必修 |
(二)直博生课程设置与学分
1.学分
课程类别 |
中国学生 |
课程类别 |
国际学生 |
公共学位课 |
7 |
公共学位课 |
7 |
学科基础课 |
7 |
学科基础课 |
7 |
学科核心课 |
10 |
学科核心课 |
10 |
选修课 |
4 |
选修课 |
4 |
学科交叉课 |
0 |
学科交叉课 |
0 |
培养环节 |
14 |
培养环节 |
14 |
补修课 |
4 |
补修课 |
4 |
总学分 |
42 |
总学分 |
42 |
学分说明 |
1、补修课学分要求只针对跨学科门类考取者,且不计入总学分,根据研究方向,由导师指定具体的补修课程;2、各类别课程学分要求均为最低学分要求;3、允许研究生跨学科选修课程,学分计入选修课。 |
2.课程设置
课程类别 |
课程编号 |
课程(环节)名称 |
学时 |
学分 |
开课学期 |
说明 |
公共学位课 |
01030501A01 |
中国马克思主义与当代 |
32 |
2 |
秋季 |
必修(中国学生) |
01030502A01 |
中国特色社会主义理论与实践研究 |
32 |
2 |
春秋季 |
01030502A03 |
自然辩证法概论 |
16 |
1 |
春秋季 |
必修(中国学生) |
99000003A01 |
工程伦理 |
32 |
2 |
秋季 |
必修 |
10000003A01 |
中国概况 |
32 |
2 |
春秋季 |
必修(国际学生) |
11000003A01 |
汉语Ⅰ |
64 |
3 |
春秋季 |
必修(国际学生) |
学科基础课 |
99000003B01 |
论文写作与学术道德 |
32 |
2 |
春秋季 |
必修 |
21070103A01 |
高等工程数学 |
48 |
3 |
春秋季 |
至少必修1门(≥3学分) |
21070103A03 |
应用统计 |
48 |
3 |
春秋季 |
21070103A04 |
数值分析 |
48 |
3 |
秋季 |
33080503D2X |
材料基因工程与集成计算 |
32 |
2 |
秋季 |
至少必修1门(≥2学分) |
37080201B01 |
现代设计理论(英) |
32 |
2 |
秋季 |
39080702B01 |
能源系统建模与优化方法 |
32 |
2 |
秋季 |
46081101B2X |
智能优化及其应用 |
32 |
2 |
秋季 |
学科核心课 |
31080501B02 |
现代研究方法论 |
32 |
2 |
秋季 |
至少必修4门(8学分,至少2门校企联合课程) |
36990101C01Q |
新能源与储能工程专论(校企联合课程) |
32 |
2 |
秋季 |
36990102C01 |
能量转换与储存原理 |
32 |
2 |
秋季 |
36990102C03Q |
新能源智慧工厂设计 |
32 |
2 |
秋季 |
36990102C04Q |
能源前沿技术案例分析(校企联合课程) |
16 |
1 |
春季 |
36990103C03Q |
储能系统与工程(校企联合课程) |
48 |
3 |
秋季 |
37080202D07 |
新能源汽车技术与性能仿真分析 |
32 |
2 |
春季 |
36990103C01Q |
产业经济学 |
32 |
2 |
春秋季 |
至少必修1门(2学分) |
36990103C02Q |
工程管理学 |
32 |
2 |
春季 |
选修课 |
11050203D03 |
法语(二外) |
32 |
2 |
春季 |
至少选修2门(4学分) |
11050203D05 |
西班牙语(二外) |
32 |
2 |
春季 |
22070203D03 |
半导体物理与器件 |
32 |
2 |
秋季 |
31080501C01 |
计算材料科学 |
32 |
2 |
秋季 |
31080501C03 |
现代材料分析方法 |
32 |
2 |
秋季 |
33080502C1X |
清洁能源材料 |
32 |
2 |
秋季 |
33080503D1X |
先进制造-增材制造技术与原理 |
32 |
2 |
秋季 |
35080601B01 |
现代冶金工程选论 |
32 |
2 |
秋季 |
35080602C07 |
现代电化学 |
32 |
2 |
秋季 |
35080604C05 |
材料冶金 |
32 |
2 |
春季 |
37080202C2X |
现代控制理论及应用 |
48 |
3 |
秋季 |
37080202D07 |
新能源汽车技术与性能仿真分析 |
32 |
2 |
春季 |
37080202D07 |
新能源汽车技术与性能仿真分析 |
32 |
2 |
春季 |
39080702B01 |
能源系统建模与优化方法 |
32 |
2 |
秋季 |
39080702D05 |
人工智能与机器学习(能源院) |
32 |
2 |
秋季 |
39080702D1X |
碳中和与综合能源利用 |
32 |
2 |
春季 |
46080802B03 |
现代电力电子技术 |
32 |
2 |
秋季 |
46081101B1X |
复杂过程控制技术及应用 |
32 |
2 |
秋季 |
46081101C03 |
电力电子系统建模与控制 |
32 |
2 |
秋季 |
46081102D4X |
工业大数据处理与分析 |
32 |
2 |
春秋季 |
82100203E1X |
急救与心理技能 |
32 |
2 |
春秋季 |
培养环节 |
99000003F05 |
博士生资格考试 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F06 |
开题报告 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F07 |
中期考核 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F01 |
学术交流(直博生) |
|
6 |
春秋季 |
必修 |
99000003F08 |
社会实践 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F09 |
科研训练 |
|
1 |
春秋季 |
必修 |
99000003F13 |
实验室安全与环保教育 |
|
0 |
- |
必修,不计学时学分 |
99000003F14 |
工程实践 |
|
3 |
- |
必修 |
七、学术交流
1.博士生在学期间必须听取20次以上的学术报告、行业技术交流或专题讲座。
2.在读博士生每学年至少在学校或企业作3次公开性的学术报告(从第二学期开始);在申请进行博士学位论文答辩之前,至少在二级学科范围内作一次大型公开的学术报告。
3.在读期间至少参加一次全国性或国际性的学术会议,并做学术报告,并提交会议论文(或墙报、学术报告PPT,参会总结)。
八、博士生资格考试
博士生应在规定时间进行博士生资格考试,根据《中南大学研究生培养环节工作管理办法》执行。
九、开题报告
博士生均必须进行学位论文开题报告,具体按照《中南大学研究生培养环节工作管理办法》执行。
研究生在导师的指导下,应在第一学期内确定学位论文研究方向,在查阅大量文献资料的基础上作公开的选题报告,确定研究课题。博士生查阅的文献资料应在120篇以上,其中中文高质量文献一般应在三分之一以上。开题报告评审通过后,研究生在“研究生教育管理信息系统”上填写网络版《中南大学研究生学位论文选题报告》,交研究生管理办公室存档和登录成绩。
开题报告在博士生入学后第3学期(直博生为第4学期)完成。学位论文选题应以国家重大科技专项中的关键问题作为研究课题,与实现企业技术进步和推动产业升级紧密结合,应具有明确的工程技术背景与应用价值,并具有较大的技术难度和工作量,突出博士论文的创新性与解决国家重大专项技术研究难题的特色。
十、中期考核
中期考核是博士生的必修环节,具体按照《中南大学研究生培养环节工作管理办法》执行。
在博士生入学后第5学期(直博生第7学期),学校组织校企联合评审专家组对博士生在政治思想表现、课程学习成绩、科研业绩等方面进行一次较为全面总结、评定和考核,科研业绩方面重点突出对专利申请、技术转化、工程设计等成果的考核。考核结果作为对博士生进行筛选的依据,对考核不合格者将根据研究生学籍管理规定进行学籍处理。
十一、社会实践
“社会实践”是所有全日制博士生的必修环节,由校企导师团队根据科研、教学、实验、设计、实习等任务安排。通过深入行业单位,了解行业单位现状和相关科研实践问题的痛点与难点,结合自身兴趣优势和专业领域的相关知识,利用实践单位资源,探索解决现实问题方法,提升理论与实践相结合的能力,并且在实践中不断深化对于理论的认识,增长工程认知和职业发展胜任能力。经校企导师团队审核达到要求者给予相应学分。根据《中南大学研究生社会实践学分管理办法》执行。
十二、学年总结与考核
在每学年结束,学校组织研究生对一学年来的政治思想表现、课程学习、培养环节、科研和实践业绩等方面进行总结和鉴定,鉴定结果作为评优和筛选依据,对不合格者根据研究生学籍管理规定进行相应学籍处理。
考核结果设优秀、合格、不合格三个等级。考核结果为优秀、合格的研究生,可按培养计划进入学位论文工作,继续攻读学位。对学年考核结果不合格的研究生,三个月内进行一次补考核。补考核通过者,继续攻读相应学位;补考核仍不合格者,按中南大学研究生学籍管理有关规定给予退学处理。考核结果将作为研究生评优、评奖和筛选的重要依据,“学年总结评定表”将存入研究生业务档案。
十三、学位工作
1.在学期间成果要求
严格按照《中南大学新能源与储能工程一级学科博士、硕士学位授予标准》及学位管理相关文件的要求执行。
2.学位论文
严格按照《中南大学学位授予工作条例》、《中南大学新能源与储能工程一级学科博士、硕士学位授予标准》、《中南大学研究生学位论文撰写规范》、《中南大学研究生学位论文查重与检测管理办法》的要求执行。
3.论文评审、答辩与学位授予
严格按照《中南大学研究生学位论文评审管理办法》、《中南大学研究生学位论文答辩管理办法》、《中南大学学位授予工作条例》的要求执行。
十四、毕业工作
根据《中南大学研究生毕业与学位授予分离实施办法》,对未达到学位授予要求的,可申请毕业论文答辩。毕业论文答辩程序参照学位论文答辩程序执行。
附:修订专家名单
陈爱良 刘芳洋 黄科科 赖延清 秦毅红 王志兴 张宗良
陈永明 阳军亮 韦伟峰 粟 梅 郑俊超 张治安 王 辉
纪效波 陈立宝 刘 敏 郭华军 王接喜 戴艳阳 杜 柯
杨 娟 吴飞翔 廖宇新 童 汇