基于智慧云平臺的新能源汽車實訓中心建設研究

魏勝君

摘 要：實踐教學是培養高技能人才不可或缺的環節。新能源汽車迅速發展，新技術不斷涌現和成熟，對高職汽車專業如何構建科學的、可持續的實踐教學平臺提出了更高的要求。本文結合中山職業技術學院新能源汽車實驗室建設，就如何建設基于智慧云平臺新能源汽車實訓中心及可持續發展展開探討。

關鍵詞：云平臺;新能源汽車;高職;實訓中心

1 新能源汽車發展及技術特點

1.1 新能源汽車發展

根據《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012—2020年）》的主要目標要求，2020年我國純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力將達200萬輛、累計產銷量將超過500萬輛，燃料電池汽車、車用氫能源產業與國際同步發展。根據規劃我國2020年新能源汽車產銷量將達到500萬輛。

中山市積極推廣新能源汽車的應用，2016年11月正式出臺《中山市新能源汽車推廣應用發展規劃》，明確建設目標：到2020年，中山市推廣應用新能源汽車15000輛以上，新建充換電站106座以上、充電樁2萬個以上，具備滿足推廣新能源汽車充電需求的能力，把中山市建設成為全國新能源汽車應用示范標桿城市。

預計到2020年，珠三角地區新能源的產能達到100萬輛，相對應的從業人員達到30萬人左右，新能源汽車保有量將超過50萬輛，直接從事技術服務的人數不少于2萬，人才需求很大。

1.2 新能源汽車的技術特點

新能源汽車是指采用新型動力系統，完全或主要依靠新型能源驅動的汽車，主要包括純電動汽車（BEV）、插電式混合動力汽車（PHEV）及燃料電池汽車（FCEV）。目前純電動汽車（BEV）、插電式混合動力汽車（PHEV）技術比較成熟，已經大規模的生產并投放市場。燃料電池汽車（FCEV）技術成本很高，目前還沒有規模化生產和應用。因此，本方案的研究對象主要考慮純電動汽車（BEV）和插電式混合動力汽車（PHEV）。

新能源電動汽車是在傳統汽車的基礎上衍生出來的產品，其結構與傳統汽車在車身和底盤方面無異，最大的區別在于其動力單元。新能源電動汽車的動力單元主要增加了電池、電機、電控系統等組件。

2 我校汽車專業實驗實訓室現狀

我校汽車運用與維修技術專業創建于2007年，專業始終專注于傳統汽車后市場人才培養，經過10多年的發展，在傳統汽車后市場的人才培養中，實驗室建設方面日趨完善。擁有校內實驗實訓室7間：發動機實訓室、汽車底盤實訓室、汽車變速箱實訓室、汽車電器設備實訓室、故障診斷檢測實訓室、汽車虛擬教學實驗室、整車實訓室，占地面積2300多平方。大學生校外實訓基地3家。教訓設備、儀器儀表齊全，管理制度完善，師資力量雄厚。但在新能源汽車方面，基本處于空白狀態，僅有電瓶車一輛和實訓臺架一臺。

3 建設思路

（1）根據新能源汽車與傳統汽車的技術特點，其共同部分（比如四輪定位、車身電器等）不再重復建設。建設重點著眼于純電動汽車和混合動力汽車的動力電池、驅動電機、高壓配電盒、直流轉換器、充電系統、控制系統及電動空調、電動剎車、電動轉向等方面。

（2）新能源汽車實訓中心建設以高技能人才培養為重點，滿足新能源汽車實訓教學、技能培訓、技術鑒定、人才培養、課程開發、課題研究等需求。建成后的實訓中心應該能滿足信息化教學的需要，具有模擬工作現場的特點。

（3）由于新能源汽車技術發展迅速，各主機廠的關鍵技術還處于保密階段，許多技術標準還沒有統一，各主機廠的技術路線也有所不同，新技術也層出不窮。因此實驗中心建設不僅考慮到主流車型的技術特點，也要考慮未來發展可持續性。

（4）與教學設備生產供應單位簽訂校企合作協議，就設備技術更新、課程開發、師資培訓等方面開展深層次的合作。

（5）建立新能源汽車校外實訓基地。與本地新能源汽車生產單位建立校外實訓基地（大洋電機、曉蘭客車等），強化與現有的校外實訓基地在新能源汽車方面的合作。

4 軟硬件需求

校外實訓基地以合作單位生產設備為主體。

校內實訓中心以智慧實訓平臺為主體輔以整車維護保養及營銷開展建設。純電動汽車圍繞比亞迪e5為主體車型開展建設。比亞迪e5屬于廣東本地產車型，中山及周邊地區該車型保有量較高。

智慧實訓平臺根據功能可以分為2個系統和3個功能區，如圖1。

4.1 智慧教育和大數據分析示范系統

該系統包括以下功能模塊：智慧教育云平臺，新能源汽車整車檢測與診斷課程，新能源汽車動力電池技術課程，新能源汽車驅動電機及控制技術課程，新能源汽車電器與輔助電子技術課程，新能源汽車空調技術課程，新能源汽車安全防護實訓課程等7個部分。

系統建設要求符合國家有關標準，建立校內專業教學資源庫和在線開放課程建設與應用的中心平臺，為學校構造能夠滿足教學資源建設長期持續發展的應用框架，實現支撐平臺的集中化，移動化。實現資源應用的教、學、管、考、評五大環節，同時為教務管理提供各類數據統計分析。內容涵蓋新能源汽車專業的5大核心課程，即新能源汽車整車檢測與診斷課程，新能源汽車動力電池技術課程，新能源汽車驅動電機及控制技術課程，新能源汽車電器與輔助電子技術課程，新能源汽車空調技術課程，新能源汽車安全防護實訓課程。

4.2 智慧實訓系統

該系統主要包括互動實訓主機，互訓分組教師端，互動分組示范端，移動車系統，無線接收模塊和互訓分組學生端。建立基于虛擬現實的新能源診斷平臺。

該系統應該實現以下功能：老師示范實訓操作實時顯示在電子白板屏幕上，老師示范操作可以進行錄制和回放，能夠對學生進行分組實訓操作管理，支持顯示小組實操實時畫面并可以錄制回放，

4.3 實操教學區

該實訓區以純電動車三大電系統、比亞迪E5一站式實訓和豐田卡羅拉混動一站式實訓為主體。

4.3.1 純電動車三大電系統

該系統應可以真實地呈現主流純電動轎車電驅動系統核心零部件之間的連接控制關系、安裝位置和運行參數，以及高壓系統安全注意事項，幫助學員掌握主流純電動轎車電驅動系統邏輯控制原理，故障分析和處理能力。

4.3.2 比亞迪E5一站式實訓系統

由實訓設備配備配套實訓軟件，理實結合，培養學生對純電動汽車專業知識的系統性理解和實操技能的掌握，最大化的接近實際過程中新能源汽車專業診斷與維修的場景。應該開展以下內容的實操：

由實訓設備配備配套實訓軟件，理實結合，培養學生對油氣混合動力汽車專業知識的系統性理解和實操技能的掌握，最大化的接近實際過程中新能源汽車專業診斷與維修的場景。

設備主要包括：豐田混合動力高壓電池和管理系統實訓臺、豐田混合動力驅動傳動系統實訓臺、豐田混合動力電動轉向助力系統實訓臺、豐田混合動力空調和暖風實訓臺、豐田混合動力系統解剖運行實訓臺等

4.4 配套工具和充電樁教學實訓區

該設備主要包括：7KW國標充電樁、智能移動講臺、多媒體課堂互動教學儀、專用汽車故障診斷系統、示波器、高壓絕緣工具套裝、安全保護設備、絕緣工作臺、動力電池拆裝舉升車、汽車電路檢測儀。

4.5 整車檢測和安全培訓實訓區

實訓室配備當今社會主流新能源整車故障設置和檢測教學實訓系統，造不改變原車線束的情況下可實時檢測與診斷原車四合一控制單元、動力電池管理BMS控制單元、主控制器控制單元、自動空調控制單元、電池熱管理控制單元、電子駐車EPB控制單元、智能鑰匙控制單元、網關控制單元、檔位控制單元、組合儀表控制單元等的動、靜態信號參數，實現學生對所學知識的綜合性應用，為學生營造現實的工作環境，增長學生工作經驗。

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