新能源汽車智慧實訓室的設備配置與功能優化研究

關鍵詞：新能源汽車；智慧實訓室；設備配置；功能優化

中圖分類號：G710 DOI ：10.20042/j.cnki.1009-4903.2024.06.009

Research on Equipment Configuration and Functional Optimization of Smart Training Laboratories for New Energy Vehicles

Abstract： With the rapid development of the new energy vehicle industry， the construction of new energy vehicle smart training labshas become a key link in cultivating professionals in related fields. This article delves into the equipment configuration and functionaloptimization of new energy vehicle smart training labs. It first analyzes the characteristics of new energy vehicle technology and theneeds for talent cultivation， then elaborates on the basic types of equipment that smart training labs should possess， including newenergy vehicle whole cars， battery management system training equipment， motor control system training equipment， etc.， and providesdetailed explanations on the functions and key points of selection for each piece of equipment. On this basis， strategies for functionaloptimization are proposed， including the integration of intelligent teaching management systems， diversified design of training projects，interconnectivity and data sharing of equipment， to enhance the teaching effectiveness and resource utilization of the training labs， andto provide high-quality professional and technical talents for the new energy vehicle field.

Key words： New energy vehicles；Smart training laboratory；Equipment configuration；Functional optimization

0引言

新能源汽車作為全球汽車產業轉型升級的主要方向，正處于快速發展階段。其融合了電力電子、自動化控制、計算機技術等多學科領域的先進技術，對相關專業人才的知識結構和實踐能力提出了更高要求。新能源汽車智慧實訓室作為培養這類人才的重要場所，其設備配置與功能優化直接關系到人才培養的質量和效率。合理的設備配置能夠讓學生直觀地了解新能源汽車的結構與原理，而功能優化則可提升實訓教學的靈活性、互動性和智能化水平，使學生更好地掌握新能源汽車的研發、制造、檢測與維修等核心技能。

1新能源汽車技術特點及人才培養需求

新能源汽車主要包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車等類型。其核心技術如電池技術、電機驅動技術、能量管理系統等具有技術密集、更新迅速的特點。例如，電池技術正朝著高能量密度、長壽命、快速充電的方向發展，電機驅動技術則注重高效、高功率密度和寬調速范圍。這就要求所培養的人才不僅要具備扎實的理論基礎，還要擁有較強的實踐操作能力和創新思維，能夠緊跟技術發展前沿，解決實際工程問題[1]。因此，新能源汽車智慧實訓室需要配備先進的設備，模擬真實的工作場景，提供豐富的實訓項目，以滿足人才培養的需求。

2新能源汽車智慧實訓室的基本設備配置

2.1新能源汽車整車

新能源汽車整車作為實訓室的核心設備，能夠使學生全面了解新能源汽車的整體架構、車身布置、內飾設計及各系統間的協同工作原理。選型時，應考慮車輛的代表性和通用性，優選市場主流品牌和型號的純電動汽車或混合動力汽車，其技術參數應覆蓋當前行業的常見范圍，諸如電池容量、電機功率及續航里程等。同時，整車需具備良好的可拆卸性和易維護性，以便于學生進行結構認知與故障診斷實訓。

2.2電池管理系統（BMS）實訓設備

電池管理系統（BMS）是確保新能源汽車電池安全、高效運行的關鍵組件。實訓室應配備BMS實訓臺，該設備能夠模擬電池組的工作狀態，并展示BMS的功能模塊，例如電池狀態監測、充放電控制、均衡管理等。學生可通過實訓臺學習BMS的電路原理、軟件算法及故障檢測與排除技巧。在配置上，應選擇具備多種電池類型模擬功能、高精度測量傳感器及可靈活編輯控制策略的實訓設備，以滿足不同教學需求和技術研究目的。

2.3電機控制系統實訓設備

電機控制系統是新能源汽車的動力核心。實訓設備應包括驅動電機、電機控制器及相關測試儀器。學生可在實訓設備上學習電機的結構與原理、電機控制器的控制策略、電機的調速與扭矩控制等技能。設備需具備直觀的電路展示、參數可調功能以及實時數據采集與分析能力，以便學生深入理解電機控制系統的工作原理，并進行性能測試與優化實訓。

2.4充電設施實訓設備

充電設施是新能源汽車使用過程中的重要基礎設施。實訓室應配備多種類型的充電樁，包括交流充電樁、直流充電樁以及無線充電設備等。學生可學習充電樁的結構原理、充電接口標準、充電控制流程及安全防護措施等知識[2]。同時，通過實訓設備模擬充電過程中的各種故障，可培養學生的故障診斷與維修能力。

3新能源汽車智慧實訓室的功能優化策略

3.1智能化教學管理系統集成

在當前追求高效與精準教育的時代背景下，為顯著提升實訓教學管理效率并確保教學質量的持續增長，將智能化教學管理系統引入新能源汽車實訓室已成為一項至關重要的舉措。

該智能化教學管理系統的核心功能多樣且緊密相連。在學生信息管理方面，它全面整合學生的基本信息，包括姓名、學號、專業等，以及詳細的課程安排，如課程時間、地點、授課教師等。此外，它還記錄學生的實訓情況，如實訓時間、參與項目、操作步驟及成果等。這使教師能夠清晰掌握學生的學習軌跡，并依據數據提供精準評價，為學生的個性化發展奠定基礎。

實訓資源管理功能則如同一位精明的資源調配者，對實訓室內的設備、工具及教材資源等進行統一的梳理與整合。借助智能算法與數據分析，根據教學大綱、學生數量及教學進度，實現資源的最優化分配，避免閑置或過度緊張，確保資源在合適的時間、場景發揮最大效能。

教學過程管理功能則像一座高效的橋梁，連接教師與學生。教師可通過該功能制定詳細的實訓教學計劃，并一鍵發布至學生端[3]。在實訓過程中，教師可實時在線為學生答疑解惑，提供專業指導，打破時空限制。

3.2實訓項目多元化設計

為滿足不同層次學生的學習需求并實現各自的培養目標，我們應設計多元化的實訓項目。基礎層次的實訓項目注重新能源汽車基礎知識和技能的培養，如整車拆卸與裝配、電池管理系統基本功能測試及電機控制系統簡單調試等。通過這些項目，學生可對新能源汽車有全面基礎的了解，并掌握基本技能。

進階層次的實訓項目則結合工程應用，培養學生的綜合應用能力和創新思維。這包括新能源汽車動力系統匹配設計、充電設施故障診斷與維修優化及整車性能測試與分析等。通過這些項目，學生不僅能將理論知識與實際操作相結合，還能在解決實際問題過程中鍛煉創新能力和工程實踐能力。

3.3設備互聯互通與數據共享

在資源高效整合與利用的大趨勢下，充分挖掘實訓室內設備資源的潛力已成為提升教學品質的關鍵。而實現這一目標的關鍵在于構建設備間的互聯互通網絡及完善的數據共享機制。

通過搭建高度集成的物聯網平臺，我們將新能源汽車智慧實訓室內的各類關鍵設備緊密相連。無論是新能源汽車整車、電池管理系統實訓設備，還是電機控制系統實訓設備，都能在平臺的支撐下實現無縫對接與數據即時交互。例如，在整車運行測試時，電池管理系統的電池數據、電機控制系統的運行參數等都能迅速精準地傳輸至實訓教學管理系統[4]。

3.4實訓室環境與資源的綜合優化

在新能源汽車智慧實訓室的建設與發展中，要全面提升教學效果并實現資源最大化利用，還需關注實訓室環境與資源的綜合優化。

科學合理的空間布局是重中之重。根據實訓教學流程與需求，精心規劃設備擺放位置，既保障設備間距便于維護與檢修，又確保學生有足夠的操作空間，方便教師指導。例如，將新能源汽車整車置于寬敞通風區域，周圍設置檢測設備與工具臺。

同時，制定完善有效的實訓室管理制度至關重要。明確設備使用規范、安全操作規程及維護保養流程等，確保設備安全、高效運行。

此外，為學生營造優質學習環境也必不可少。借助虛擬現實（VR）、增強現實（AR）技術及模擬仿真軟件，打造直觀沉浸式學習體驗。以新能源汽車動力系統維修實訓為例，學生可通過VR設備深入虛擬發動機艙觀察部件結構與工作原理，并在模擬環境中練習維修操作，不斷提升實踐技能。

4結束語

新能源汽車智慧實訓室的建設對于培養新能源汽車領域的專業技術人才具有至關重要的意義。通過合理配置新能源汽車整車、電池管理系統實訓設備、電機控制系統實訓設備等基礎設備，并從智能化教學管理系統集成、實訓項目多元化設計、設備互聯互通與數據共享等多個方面進行功能優化，可以提升實訓室的教學效果和資源利用率。這將有助于學生更好地掌握新能源汽車的核心技術和實踐技能，為新能源汽車產業的發展提供堅實的人才支撐。在未來的發展中，隨著新能源汽車技術的持續創新和進步，新能源汽車智慧實訓室也應不斷更新設備、優化功能，以更好地適應人才培養的新需求。