高職院校新能源汽車實訓項目設置分析

盧繼　張勇

摘 要：本文根據新能源汽車企業及相關行業的人才需求情況進行了總結，結合企業需求及純電動新能源汽車的關鍵技術對新能源汽車實訓項目的開設進行分析。對新能源汽車實訓項目的工位進行了合理規劃便于實訓的安全流暢進行。

關鍵詞：高職 新能源汽車 實訓

1 背景

2019年12月，工信部發布的《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035）》征求意見稿明確到2025年，新能源汽車新車銷量占比達25%左右。隨著電池、控制等技術不斷研發進步、國家新能源汽車發展相關政策支持、社會資本的聚集投入、充電樁等基礎設施建設日益完善、消費者節能消費觀念的綜合作用下，我國新能源汽車生產及銷售發展迅速。根據行業資料顯示，2020年1-11月純電動汽車銷售完成89.4萬輛，同比增長4.4%，占新能源汽車銷售比80.6%，可見在未來純電動汽車是市場需求的絕對主力。

2 高職院校新能源汽車實訓項目分析

2.1 高職院校新能源汽車崗位需求分析

通過對湖南周邊的比亞迪、北汽、吉利、長豐、博世、索恩格、汽車4S店等企業的調研，目前相關企業對高職院校畢業生的需求崗位主要集中在整車生產，汽車零部件生產，動力電池生產的裝配、裝調、質檢等崗位，充電基礎設安裝維護、運營等崗位，銷售及售后服務、維修等崗位。這些崗位從業人員掌握機電設備制造工藝、機電設備、電器控制、高壓電池包等故障診斷與維修等知識和技能。綜合來看，無論是從事生產制造、維修，或是從事銷售及售后服務工作，都需要對電動汽車的結構組成及其基本原理有一定的學習，差別在于從事生產制造、維修等技術崗位對技能及新能源汽車原理知識的掌握要求更扎實和熟練，而從事銷售及售后服務等偏市場的工位崗位則需要學生綜合掌握電動汽車基本原理與經營銷售知識。在新能源汽車課程設置方面，應該注重以學生未來的就業為導向，同時結合新能源汽車電驅動，電池，電控這“三電”核心技術的特點合理安排本專業的專業核心課程及實踐教學環節;在實訓室建設方面可以考慮與周邊汽車企業共建實訓基地，為企業訂單式培養員工，企業為學校提供實訓場所[1]。

2.2 新能源汽車關鍵技術分析

純電動汽車由底盤、車身、整車控制器、電力驅動及控制系統、動力電池包、輔助系統構成。相比傳統燃油汽車，純電動新能源汽車關鍵技術在于整車控制器、驅動電機、電力驅動控制系統、動力電池包，其主要構架示意圖如圖1所示。

整車控制器VCU（Vehicle control unit），是新能源車中央控制單元，采集電機及電池狀態，采集加速踏板、制動踏板、執行器及傳感器等信號和車輛狀態，通過CAN總線對網絡信息進行管理，調度，分析和運算，實現整車驅動控制、能量管理及優化、制動能量回收控制、故障診斷及預警等功能，保證整車在高可靠性、好的動力性、高經濟性狀態下正常穩定的工作。

電力驅動及控制系統由驅動電機、電機控制器（MCU）、功率轉化器、各種檢測傳感器組成。整車控制器發給電機控制器加速、減速、制動、停車等的具體指令信號，電機控制器通過改變電源的輸出電流、電壓、頻率等參數，達到對整車行駛驅動控制的效果。目前電動汽車行業的主流驅動電機是永磁同步電機，其最大的優點就是具有較高的功率密度和轉矩密度，但是該型電機的缺點在于其永磁材料在高溫、過載、振動等情況下會發生磁性衰減現象從而導致電機損壞。

動力電池包主要包括電池箱體、動力電池模組、電池管理系統、繼電器盒、維修開關、傳感器、線束等，其結構示意圖如圖2所示。動力電池箱對電池模組起承載和安全防護作用，具有防爆、絕緣、碰撞保護等功能。純電動汽車動力電池以鋰離子蓄電池為主，單體動力電池通過串/并聯方式組成電池模組。其中電池管理系統BMS（battery management system），是管理和監控動力電池的中樞，采集并監測電池的電流、電壓、溫度等數據;通過與VCU、充電機通信實現對電池的充放電進行管理和控制，避免電池過度充放電，可以保障充放電過程的安全及延長電池使用壽命、幫助電池正常運行，其構架示意圖如圖3所示。

2.3 高職院校新能源汽車實訓項目設置

結合我國新能源汽車發展前景，湖南省汽車行業的規模，以及新能源汽車關鍵技術的分析，對高職院校新能源汽車實訓項目開設進行了總結，建議開展以下類型的新能源汽車實訓項目。（1）驅動電機拆裝實訓。利于學生對驅動電機結構的熟悉及拆裝訓練，為驅動電機的生產制造及維修打基礎。（2）新能源汽車電力電子控制技術實訓模塊。可以用于電子元器件結構、原理的學習，電路控制原理、組成等基礎教學。（3）純電動汽車動力驅動與控制教學實訓臺。可用于對純電動動力系統進行起動、加速、減速等工況進行演示操作，直觀展示純電動動力系統的組成結構和工作過程，適用于對純電動動力系統故障診斷及維修實訓的教學。（4）純電動汽車動力電池與管理教學實訓。可以充分展示動力電池包的內部組成及結構、控制原理、性能參數，適用于對動力電池包系統故障診斷及維修實訓的教學需要。（5）純電動汽車轉向及底盤系統實訓。可以充分展示純電動汽車轉向及底盤系統的組成結構，轉向原理，可以進行底盤系統的拆裝實訓。（6）純電動汽車電動真空助力及電子駐車系統實訓。可以直觀展示純電動汽車真空助力電子駐車系統的結構組成，工作原理，可以用于對駐車系統故障及維修的實訓教學。（7）純電動汽車車身電器教學實訓。可用于對純電動汽車車身電器系統的組成、結構、原理教學，故障診斷及維修實訓。（8）純電動汽車空調教學實訓臺。可用于對純電動汽車空調系統的組成、結構、原理教學，故障診斷及維修實訓。

3 新能源汽車實訓項目工位規劃

新能源汽車實訓項目工位規劃有以下要求。（1）實訓場功能分區明確，實訓區與休息交流區應該界限分明。（2）實訓場進出口，及學生流動路徑規劃合理，應該避免過多迂回，便于學生的快速進入與疏散。（3）實訓場的各個實訓模塊應該實現獨立的電源控制。（4）實訓場工具區應該設置在方便取用的位置，便于實訓效率的提高。（5）實訓場消防安全警示設施需齊全，應該便于緊急事件的迅速處置，防止險情擴大。

實訓項目工位規劃圖如圖4所示。實訓場地分為討論交流區和實訓區，討論交流區主要用于實訓任務布置講解和學生的討論交流，實訓區則根據不同實訓模塊依次布置。工具區布置在實訓區的一端，便于學生工具的領取和歸還。實訓區的實訓工位需要畫出黃色警示線，提示學生在實訓區需要提高警惕，認真實訓。實訓區各工位電源設置單獨開關，由實訓老師依據實訓項目進行開啟，避免學生操作與本次教學無關的設備造成安全事故。實訓場地懸掛安全警示牌，安全實訓操作規程，新能源汽車機構原理圖，營造安全實訓、理論結合實際的實訓文化。

本文受到湖南勞動人事職業學院院級課題資助，課題編號：XRZYYK2019B10

參考文獻：

[1]張志明，李恒.高職院校新能源汽車技術專業建設探討—以湖南勞動人事職業學院為例[J].時代汽車，2020（06）：45-46.