中職電子電器類專業教師轉崗新能源汽車檢測與維修專業的教學實踐探究

石憲慶

摘 要：近年來，中職新能源汽車檢測與維修專業招生人數快速增長，專業教師嚴重不足。為此中職學校安排教師轉崗，電子電器專業就是轉崗新能源汽車檢測與維修專業的一部分。本文從電子電器專業教師的角度，就如何利用自身的電子技術優勢與傳統汽車專業教師積極開展互相學習、集體備課、以吉利EV450為例開展新能源汽車教學活動，引導學生參與到課堂中，探索新能源汽車電子檢測類課程教學實施與優化。

關鍵詞：電子檢測技術 新能源汽車 電子電器

隨著我國新能源汽車技術的飛速發展，催生出了大量新能源汽車技能型人才的需求，中職學校招收了數量龐大的新能源汽車檢測與維修專業學生，大量汽車專業教師承擔了新能源汽車檢測與維修專業的教學任務。但隨著電子技術在新能源汽車中的深入應用，其結構原理越來越復雜，許多專業教師已感覺到自身的電子技術基礎知識不夠用，這就形成了汽車教專業教師轉型新能源汽車教學存在的通病——經過培訓后雖然能完成部分新能源汽車課程的教學任務，但不能上好復雜電子模塊的相關課程。為此，部分中職學校安排一些電子電器專業的教師轉崗，以其自身扎實的電子基礎知識和對電子模塊原理理解透徹，在經過一段時間的培訓或者是自主學習后，將自身原有知識遷移形成新能源汽車電子知識，從而能較好地深入開展新能源汽車電子檢測類課程的教學活動。

1 電子電器專業教師轉崗新能源汽車檢測與維修專業具備的優勢

1.1 能較好地規避高壓安全風險

1.1.1 交流電與直流電的危害程度區別

就日常的生活環境來說，我們常接觸到的交流電壓為220V，也有少量的為380V，直流電壓一般為220V整流后的電壓310V。交流進入人體后，會在人體產生50HZ的電流波動。這種帶有脈沖性質的電擊，對人體破壞性更強。因此我們一般認為交流電對人體危害更大。目前市面上的新能源汽車動力電池組電壓普遍在340V-720V之間，電機驅動的三相交流電也在380V-750V之間，對于汽車維修人員來說，既有直流電危險也有交流電的危險。因此，在新能源汽車教學課堂中，電子電器專業教師更能從專業角度出發，在這方面可以更好地把這種認知傳遞給學生，使他們在思想上產生更高的重視。

1.1.2 熟悉觸電的機理，能有效防止觸電現象發生

人體對電的感知反應與電壓、時間、電流、電流通道、頻率等因素有關。感知電流是指引起人的感覺的最小電流，男子為1.1mA，女子為0.7 mA。擺脫電流就是觸電后能自主擺脫電源的最大電流，男子為16mA，女子為10mA。造成人身觸電傷亡事故條件有兩個。一是通過人體主要器官的電流在100mA以上，二是電流通過人體的時間超過了3秒。其中，滿足條件一因素較多，如人體和電源必須要構成閉合回路，人體觸及帶電體的兩點之間電壓超過安全值，人體電阻所處的環境等。條件二是依據條件一變化而變化的。人體處在交流電中時，50～80mA時呼吸麻痹，心室開始顫動;90～100mA時咀嚼麻痹，持續時間3秒以上出現心臟麻痹，心室顫動;300mA電流持續0.1秒以上可致心跳、呼吸停止。

電子電器專業教師在教學中可以更清晰地使學生認識觸電形成的規律，并引導學生找出杜絕觸電發生的關鍵因素，即切斷回路，使學生在操作過程中處于開路狀態。在實訓課中表現為站在絕緣墊上單手測量操作，從而有效地保證實訓課堂的安全性。

1.2 對電路工作中的電流變化，電壓變化，電流走向等方面的理解更為透徹

電子電器類教師以簡單基礎電路為開始，采用積木（功能電路）搭建的方式，引導學生進行電路的完善，并說明每塊積木的作用，用這塊積木會有什么好處，不用這塊積木又會有什么壞處，讓學生用積木的形式記住電路的組成，能較好地開展課堂教學。以串聯型穩壓電路為例說明，先繪制電路圖，順序為波動的AC輸入+整流電路+濾波電路+調整管（調整電路）+濾波電路+電壓采樣電路+電壓比較電路+基準電路=穩定的直流輸出。原理講述，引導學生思考并得出結論，當輸出端電壓由于某種原因產生變化時，各積木相應發生電壓變化，最終使輸出端電壓保持穩定。能較好地幫助學生理解電路的工作原理。

1.3 功底深厚，能自己查找出如電路圖與實物的不一致性等問題

如EV450中的OBD接口功能針腳實物位置與電路圖中接口位置針腳的定義不一致，電子電器專業教師能通過分析電路圖，采用萬用表測量找到電路圖針腳與實物的對應關系。另外，對于找不到電路圖的電路板，電子電器專業教師可以描圖，手工繪制原理框圖、局部電路圖，甚至是電路圖。這些教師平時都會維修一些家庭用的電器，經常碰到找不到該產品的電路圖，會采用已有的知識分析繪制原理方框圖，從而診斷出故障部位，用維修工具排除故障，但有時排故幾次都沒能解決故障時，就只能繪制電路圖了，在電路圖的基礎上分析電路，再次得出排除故障的思想，從而解決故障。

1.4 教學經驗

通過實踐發現，電子電器專業中的教學經驗可遷移至新能源汽車教學當中。以幾個常見關鍵電路為例。

（1）電源電路，從形式上看，電子產品中電源作為最基礎的模塊，時常需要用到，因而積攢了多種成熟的教學方法。由于模塊電路原理是一致性的，可以直接遷移至新能源汽車的各種電源電路中。電子電器中模塊電路的種類有整流電路AC-DC、逆變電路DC-AC、DC-DC變換電路，在新能源汽車的對應電器中有車載充電機、發電機（DC-DC）、制動時的電能回收電路、電機控制器的末級三相功率驅動電路等等。

（2）三相功率電路，電子電器中的電機拖動課程內的電動機結構、工作原理、主電路、控制電路的部分控制原理，這些知識可以直接遷移到新能源汽車的主流驅動電機即三相永磁同步電機內容中。半橋式逆變電路也可以直接用在電機控制器的末級電路中。

（3）控制電路，電子電器中的單片機課程，其主要的工作原理、組成結構、檢修思路及故障診斷流程也可以直接遷移至新能源汽車的BMS、VCU等控制電路中。

1.5 電子電器專業教師自身不足

電子電器專業教師的不足主要表現在機械方面的知識沒有沉淀。如他們平常用得最多的工具是螺絲刀和扳手，而汽車底盤維修中涉及的專用工具沒有用過，因此對于機械拆裝的動手能力欠缺，會影響到實訓課程的教學。可以通過與汽修專業的教師相互學習、共同備課的方法來彌補這方面的缺陷。

2 新能源汽車電子檢修類課程中教學活動

電路中最基本元件就是電子元器件，電子元件通過一定的形式連接而成，以實現某種功能就構成電子模塊，模塊與模塊的組成形成人們所需要的實現的多種功能的組合。電子檢測技術，就是分析電子元件或電子模塊的連接形式，找出它們的正常或異常工作規律，得出檢測關鍵點，形成檢測思路。有了電子檢測技術才能在維修中作出準確地判斷故障區域，快速找到故障點，從而排除故障。教師自身要有清晰電子檢測技術的思維，也要熟練的動手排故能力，才能在課堂上帶領學生學好新能源汽車的電子技術知識，形成排除一般常見故障能力。現以吉利EV450為例，以三電技術和故障診斷與排除知識為教材開展課堂活動。

2.1 動力電池系統

動力電池不是一塊構成的，而是由許多的單體電池構成的，它采用了串聯和并聯組合混聯形式，同時電池組合時由于許多因素的不一致性又影響了電池的安全使用性和壽命，需要增加一些協調電路和保護電路，汽車專業轉崗教師由于對電池包的認知理解不透徹，教出來的學生對動力電池包也是存在許多疑慮，面對電池包時不知從何下手。電子電器專業教師采用知識遷移的類比法和由淺入深的教學方法配合人身安全的開路原則，學生也開始具有了一些動手能力。

類比法就是利用常見的電阻串并聯和汽車電路的單線并聯制，引到電池包方面來。電芯并不是隨意的放在動力電池的殼里面，在電池包中，為了安全和有效的管理成百上千的單顆電芯，而是按照模塊和包有序的放置的。最小的單元就是電芯，幾個電芯的并聯后構成一個單體，幾個單體的串聯形成一個組，幾個組的并聯可以組成一個模組，而幾個模組的串聯則可以組成一個包。

由淺入深就是從簡單的構成開始，汽車的行駛需要大功率電機，為滿足電機的高電壓和大電流需要，只能把電芯進行相應的混聯，串聯和并聯就要求電池具有相當高的一致性，這和以前手電筒新老電池混用很快沒電原理類似。但在實際產品中，電芯的一致性還是有偏差。因此需要增加電芯電量的均衡電路，由于溫度對電池的性能影響很大，因此需要增加電池的恒溫功能，就有了冬天加熱，夏天散熱的裝置以及測量采集電路和控制溫度電路。由于電池包的高電壓，相應就有高電壓安全保護電路，由于放電和充電工作在大電流狀態，就有了電流檢測電路和電流保護電路。

2.2 電機驅動系統

電機驅動系統分為兩大部分，一是機械部分，就是驅動電機和減速器;二是電機控制部分。機械部分是汽車轉崗教師的強項，電機控制器是電子電器教師的強項。通過兩個專業教師共同備課，共同實踐，相互取長補短。

驅動電機有直流電動機、異步電機、永磁同步電機等類型。其中三相永磁同步電機效率高、結構簡單、體積小、重量輕因而被廣泛使用，成為主流電機，目前被各大新能源汽車品牌車型選用。該電機同時存在缺點為成本較高、高溫下磁性衰退。在教學上采用引導學生得出電機工作需要的是三相交流電，而電池包提供的是直流電，轉子在高溫下會出現失磁現象，而且是不可逆的，提出問題“直流電如何轉換為三相交流電，高溫下轉子磁性衰退應該怎樣解決”從而引起學生的學習興趣，讓學生參與到解決問題的課程教學中。這時教師再講控制電路時可以避免課堂沉悶現象。因為講解單組的DC電源變為三相的交流電這一過程是個十分枯燥的事情。解決高溫下磁性衰退則需要增加一套機械裝置和電路控制，學生在不參與思考的情況下很容易思想脫離課堂。

2.3 整車控制系統

VCU是整車控制器，可以看作是新能源汽車中樞神經的系統。它主要功用是采集加速踏板、制動踏板、溫度、電壓、車速等各種信號，并根據相應的信息發出相應的指令。電控技術不僅需要完成駕駛員操作意圖解析及傳遞、主回路能量優化控制功能，而且還延伸到了電動輔助部件控制及其能量使用優化管理、整車級安全管理控制、網絡信息管理控制等。

引導學生認識整車控制系統的復雜性和多樣性，讓學生的思維參與到學習的過程中。新能源汽車故障維修中必須確保所應用的電子診斷設備符合故障檢測要求才能保障故障檢測的精準性，例如新能源汽車診斷儀、讀卡器等設備的更新升級都會對新能源汽車故障維修質量和效率產生直接影響。對于沒有故障碼的，或是連接不上檢測儀的此類故障，還要引導學生學習一些必要的整車控制功能方框圖，控制原理圖，形成排故思路步驟流程圖，借助維修手冊中的電路圖分析電路找出故障部位并畫出故障部位局部電路圖，相應元件的位置圖，線路插接腳位圖等。

2.4 故障診斷與排除

在教診改常態化開展下采用每雙周的周三下午組織新能源汽車專業授課教師集體備課，以及開展教師間相互聽評課、公開課等活動對日常課堂教學工作的開展進行8字型課堂教學質量螺旋提升，現就故障診斷與排除課堂教學活動進行多次優化后，得出如下實施表。

3 結語

通過電子電器專業教師與傳統汽車教師轉崗至新能源汽車專業開展課程教學活動，有效提高課堂教學措施，在中職新能源汽車教學工作有著十分重要的意義。積極開展教師互相學習、集體備課、取長補短、共同提升，是提高課堂質量的基礎，引導學生參與到課堂的教學中是提高課堂質量的關鍵。也是提升人才培養質量的重要途徑之一。

【基金項目】本文系廣西右江民族商業學校2021年度校級課題“電子電器專業教師轉崗新能源汽車課程教學的探索與研究”（項目編號：YSKT2021002）研究成果。

參考文獻：

[1] 關愛如，杜立紅，孫占濤，王濤. 分析新能源汽車維修中電子診斷技術的應用[J]. 內燃機與配件，2021（6）.

[2]羅云芳，閔金花.中職轉崗教師“集中+返崗+集中”多維度素質提升培訓探索[J].廣東職業技術教育與研究，2020（02）：16-18.

[3]黎剛.中職學校轉崗教師培訓模式的探討與實踐[J].廣西教育，2011（36）：119-121.