中職電子電器類專業(yè)教師轉(zhuǎn)崗新能源汽車檢測(cè)與維修專業(yè)的教學(xué)實(shí)踐探究

石憲慶

摘 要：近年來，中職新能源汽車檢測(cè)與維修專業(yè)招生人數(shù)快速增長(zhǎng)，專業(yè)教師嚴(yán)重不足。為此中職學(xué)校安排教師轉(zhuǎn)崗，電子電器專業(yè)就是轉(zhuǎn)崗新能源汽車檢測(cè)與維修專業(yè)的一部分。本文從電子電器專業(yè)教師的角度，就如何利用自身的電子技術(shù)優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)汽車專業(yè)教師積極開展互相學(xué)習(xí)、集體備課、以吉利EV450為例開展新能源汽車教學(xué)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂中，探索新能源汽車電子檢測(cè)類課程教學(xué)實(shí)施與優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：電子檢測(cè)技術(shù) 新能源汽車 電子電器

隨著我國(guó)新能源汽車技術(shù)的飛速發(fā)展，催生出了大量新能源汽車技能型人才的需求，中職學(xué)校招收了數(shù)量龐大的新能源汽車檢測(cè)與維修專業(yè)學(xué)生，大量汽車專業(yè)教師承擔(dān)了新能源汽車檢測(cè)與維修專業(yè)的教學(xué)任務(wù)。但隨著電子技術(shù)在新能源汽車中的深入應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)原理越來越復(fù)雜，許多專業(yè)教師已感覺到自身的電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)不夠用，這就形成了汽車教專業(yè)教師轉(zhuǎn)型新能源汽車教學(xué)存在的通病——經(jīng)過培訓(xùn)后雖然能完成部分新能源汽車課程的教學(xué)任務(wù)，但不能上好復(fù)雜電子模塊的相關(guān)課程。為此，部分中職學(xué)校安排一些電子電器專業(yè)的教師轉(zhuǎn)崗，以其自身扎實(shí)的電子基礎(chǔ)知識(shí)和對(duì)電子模塊原理理解透徹，在經(jīng)過一段時(shí)間的培訓(xùn)或者是自主學(xué)習(xí)后，將自身原有知識(shí)遷移形成新能源汽車電子知識(shí)，從而能較好地深入開展新能源汽車電子檢測(cè)類課程的教學(xué)活動(dòng)。

1 電子電器專業(yè)教師轉(zhuǎn)崗新能源汽車檢測(cè)與維修專業(yè)具備的優(yōu)勢(shì)

1.1 能較好地規(guī)避高壓安全風(fēng)險(xiǎn)

1.1.1 交流電與直流電的危害程度區(qū)別

就日常的生活環(huán)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(jìn)入人體后，會(huì)在人體產(chǎn)生50HZ的電流波動(dòng)。這種帶有脈沖性質(zhì)的電擊，對(duì)人體破壞性更強(qiáng)。因此我們一般認(rèn)為交流電對(duì)人體危害更大。目前市面上的新能源汽車動(dòng)力電池組電壓普遍在340V-720V之間，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的三相交流電也在380V-750V之間，對(duì)于汽車維修人員來說，既有直流電危險(xiǎn)也有交流電的危險(xiǎn)。因此，在新能源汽車教學(xué)課堂中，電子電器專業(yè)教師更能從專業(yè)角度出發(fā)，在這方面可以更好地把這種認(rèn)知傳遞給學(xué)生，使他們?cè)谒枷肷袭a(chǎn)生更高的重視。

1.1.2 熟悉觸電的機(jī)理，能有效防止觸電現(xiàn)象發(fā)生

人體對(duì)電的感知反應(yīng)與電壓、時(shí)間、電流、電流通道、頻率等因素有關(guān)。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(gè)。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(shí)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(gòu)成閉合回路，人體觸及帶電體的兩點(diǎn)之間電壓超過安全值，人體電阻所處的環(huán)境等。條件二是依據(jù)條件一變化而變化的。人體處在交流電中時(shí)，50～80mA時(shí)呼吸麻痹，心室開始顫動(dòng);90～100mA時(shí)咀嚼麻痹，持續(xù)時(shí)間3秒以上出現(xiàn)心臟麻痹，心室顫動(dòng);300mA電流持續(xù)0.1秒以上可致心跳、呼吸停止。

電子電器專業(yè)教師在教學(xué)中可以更清晰地使學(xué)生認(rèn)識(shí)觸電形成的規(guī)律，并引導(dǎo)學(xué)生找出杜絕觸電發(fā)生的關(guān)鍵因素，即切斷回路，使學(xué)生在操作過程中處于開路狀態(tài)。在實(shí)訓(xùn)課中表現(xiàn)為站在絕緣墊上單手測(cè)量操作，從而有效地保證實(shí)訓(xùn)課堂的安全性。

1.2 對(duì)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(jiǎn)單基礎(chǔ)電路為開始，采用積木（功能電路）搭建的方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行電路的完善，并說明每塊積木的作用，用這塊積木會(huì)有什么好處，不用這塊積木又會(huì)有什么壞處，讓學(xué)生用積木的形式記住電路的組成，能較好地開展課堂教學(xué)。以串聯(lián)型穩(wěn)壓電路為例說明，先繪制電路圖，順序?yàn)椴▌?dòng)的AC輸入+整流電路+濾波電路+調(diào)整管（調(diào)整電路）+濾波電路+電壓采樣電路+電壓比較電路+基準(zhǔn)電路=穩(wěn)定的直流輸出。原理講述，引導(dǎo)學(xué)生思考并得出結(jié)論，當(dāng)輸出端電壓由于某種原因產(chǎn)生變化時(shí)，各積木相應(yīng)發(fā)生電壓變化，最終使輸出端電壓保持穩(wěn)定。能較好地幫助學(xué)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(shí)物的不一致性等問題

如EV450中的OBD接口功能針腳實(shí)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(yè)教師能通過分析電路圖，采用萬(wàn)用表測(cè)量找到電路圖針腳與實(shí)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外，對(duì)于找不到電路圖的電路板，電子電器專業(yè)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(shí)都會(huì)維修一些家庭用的電器，經(jīng)常碰到找不到該產(chǎn)品的電路圖，會(huì)采用已有的知識(shí)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(shí)排故幾次都沒能解決故障時(shí)，就只能繪制電路圖了，在電路圖的基礎(chǔ)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(xué)經(jīng)驗(yàn)

通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，電子電器專業(yè)中的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可遷移至新能源汽車教學(xué)當(dāng)中。以幾個(gè)常見關(guān)鍵電路為例。

（1）電源電路，從形式上看，電子產(chǎn)品中電源作為最基礎(chǔ)的模塊，時(shí)常需要用到，因而積攢了多種成熟的教學(xué)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(duì)應(yīng)電器中有車載充電機(jī)、發(fā)電機(jī)（DC-DC）、制動(dòng)時(shí)的電能回收電路、電機(jī)控制器的末級(jí)三相功率驅(qū)動(dòng)電路等等。

（2）三相功率電路，電子電器中的電機(jī)拖動(dòng)課程內(nèi)的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理、主電路、控制電路的部分控制原理，這些知識(shí)可以直接遷移到新能源汽車的主流驅(qū)動(dòng)電機(jī)即三相永磁同步電機(jī)內(nèi)容中。半橋式逆變電路也可以直接用在電機(jī)控制器的末級(jí)電路中。

（3）控制電路，電子電器中的單片機(jī)課程，其主要的工作原理、組成結(jié)構(gòu)、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(yè)教師自身不足

電子電器專業(yè)教師的不足主要表現(xiàn)在機(jī)械方面的知識(shí)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(duì)于機(jī)械拆裝的動(dòng)手能力欠缺，會(huì)影響到實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)?？梢酝ㄟ^與汽修專業(yè)的教師相互學(xué)習(xí)、共同備課的方法來彌補(bǔ)這方面的缺陷。

2 新能源汽車電子檢修類課程中教學(xué)活動(dòng)

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(shí)現(xiàn)某種功能就構(gòu)成電子模塊，模塊與模塊的組成形成人們所需要的實(shí)現(xiàn)的多種功能的組合。電子檢測(cè)技術(shù)，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(guī)律，得出檢測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)，形成檢測(cè)思路。有了電子檢測(cè)技術(shù)才能在維修中作出準(zhǔn)確地判斷故障區(qū)域，快速找到故障點(diǎn)，從而排除故障。教師自身要有清晰電子檢測(cè)技術(shù)的思維，也要熟練的動(dòng)手排故能力，才能在課堂上帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)好新能源汽車的電子技術(shù)知識(shí)，形成排除一般常見故障能力?，F(xiàn)以吉利EV450為例，以三電技術(shù)和故障診斷與排除知識(shí)為教材開展課堂活動(dòng)。

2.1 動(dòng)力電池系統(tǒng)

動(dòng)力電池不是一塊構(gòu)成的，而是由許多的單體電池構(gòu)成的，它采用了串聯(lián)和并聯(lián)組合混聯(lián)形式，同時(shí)電池組合時(shí)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(xié)調(diào)電路和保護(hù)電路，汽車專業(yè)轉(zhuǎn)崗教師由于對(duì)電池包的認(rèn)知理解不透徹，教出來的學(xué)生對(duì)動(dòng)力電池包也是存在許多疑慮，面對(duì)電池包時(shí)不知從何下手。電子電器專業(yè)教師采用知識(shí)遷移的類比法和由淺入深的教學(xué)方法配合人身安全的開路原則，學(xué)生也開始具有了一些動(dòng)手能力。

類比法就是利用常見的電阻串并聯(lián)和汽車電路的單線并聯(lián)制，引到電池包方面來。電芯并不是隨意的放在動(dòng)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(gè)電芯的并聯(lián)后構(gòu)成一個(gè)單體，幾個(gè)單體的串聯(lián)形成一個(gè)組，幾個(gè)組的并聯(lián)可以組成一個(gè)模組，而幾個(gè)模組的串聯(lián)則可以組成一個(gè)包。

由淺入深就是從簡(jiǎn)單的構(gòu)成開始，汽車的行駛需要大功率電機(jī)，為滿足電機(jī)的高電壓和大電流需要，只能把電芯進(jìn)行相應(yīng)的混聯(lián)，串聯(lián)和并聯(lián)就要求電池具有相當(dāng)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(shí)際產(chǎn)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(duì)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(cè)量采集電路和控制溫度電路。由于電池包的高電壓，相應(yīng)就有高電壓安全保護(hù)電路，由于放電和充電工作在大電流狀態(tài)，就有了電流檢測(cè)電路和電流保護(hù)電路。

2.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為兩大部分，一是機(jī)械部分，就是驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速器;二是電機(jī)控制部分。機(jī)械部分是汽車轉(zhuǎn)崗教師的強(qiáng)項(xiàng)，電機(jī)控制器是電子電器教師的強(qiáng)項(xiàng)。通過兩個(gè)專業(yè)教師共同備課，共同實(shí)踐，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)有直流電動(dòng)機(jī)、異步電機(jī)、永磁同步電機(jī)等類型。其中三相永磁同步電機(jī)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕因而被廣泛使用，成為主流電機(jī)，目前被各大新能源汽車品牌車型選用。該電機(jī)同時(shí)存在缺點(diǎn)為成本較高、高溫下磁性衰退。在教學(xué)上采用引導(dǎo)學(xué)生得出電機(jī)工作需要的是三相交流電，而電池包提供的是直流電，轉(zhuǎn)子在高溫下會(huì)出現(xiàn)失磁現(xiàn)象，而且是不可逆的，提出問題“直流電如何轉(zhuǎn)換為三相交流電，高溫下轉(zhuǎn)子磁性衰退應(yīng)該怎樣解決”從而引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生參與到解決問題的課程教學(xué)中。這時(shí)教師再講控制電路時(shí)可以避免課堂沉悶現(xiàn)象。因?yàn)橹v解單組的DC電源變?yōu)槿嗟慕涣麟娺@一過程是個(gè)十分枯燥的事情。解決高溫下磁性衰退則需要增加一套機(jī)械裝置和電路控制，學(xué)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(tǒng)

VCU是整車控制器，可以看作是新能源汽車中樞神經(jīng)的系統(tǒng)。它主要功用是采集加速踏板、制動(dòng)踏板、溫度、電壓、車速等各種信號(hào)，并根據(jù)相應(yīng)的信息發(fā)出相應(yīng)的指令。電控技術(shù)不僅需要完成駕駛員操作意圖解析及傳遞、主回路能量?jī)?yōu)化控制功能，而且還延伸到了電動(dòng)輔助部件控制及其能量使用優(yōu)化管理、整車級(jí)安全管理控制、網(wǎng)絡(luò)信息管理控制等。

引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)整車控制系統(tǒng)的復(fù)雜性和多樣性，讓學(xué)生的思維參與到學(xué)習(xí)的過程中。新能源汽車故障維修中必須確保所應(yīng)用的電子診斷設(shè)備符合故障檢測(cè)要求才能保障故障檢測(cè)的精準(zhǔn)性，例如新能源汽車診斷儀、讀卡器等設(shè)備的更新升級(jí)都會(huì)對(duì)新能源汽車故障維修質(zhì)量和效率產(chǎn)生直接影響。對(duì)于沒有故障碼的，或是連接不上檢測(cè)儀的此類故障，還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)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(cè)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(yīng)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(tài)化開展下采用每雙周的周三下午組織新能源汽車專業(yè)授課教師集體備課，以及開展教師間相互聽評(píng)課、公開課等活動(dòng)對(duì)日常課堂教學(xué)工作的開展進(jìn)行8字型課堂教學(xué)質(zhì)量螺旋提升，現(xiàn)就故障診斷與排除課堂教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行多次優(yōu)化后，得出如下實(shí)施表。

3 結(jié)語(yǔ)

通過電子電器專業(yè)教師與傳統(tǒng)汽車教師轉(zhuǎn)崗至新能源汽車專業(yè)開展課程教學(xué)活動(dòng)，有效提高課堂教學(xué)措施，在中職新能源汽車教學(xué)工作有著十分重要的意義。積極開展教師互相學(xué)習(xí)、集體備課、取長(zhǎng)補(bǔ)短、共同提升，是提高課堂質(zhì)量的基礎(chǔ)，引導(dǎo)學(xué)生參與到課堂的教學(xué)中是提高課堂質(zhì)量的關(guān)鍵。也是提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要途徑之一。

【基金項(xiàng)目】本文系廣西右江民族商業(yè)學(xué)校2021年度校級(jí)課題“電子電器專業(yè)教師轉(zhuǎn)崗新能源汽車課程教學(xué)的探索與研究”（項(xiàng)目編號(hào)：YSKT2021002）研究成果。

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