中职电子电器类专业教师转岗新能源汽车检测与维修专业的教学实践探究

石宪庆

摘 要：近年来，中职新能源汽车检测与维修专业招生人数快速增长，专业教师严重不足。为此中职学校安排教师转岗，电子电器专业就是转岗新能源汽车检测与维修专业的一部分。本文从电子电器专业教师的角度，就如何利用自身的电子技术优势与传统汽车专业教师积极开展互相学习、集体备课、以吉利EV450为例开展新能源汽车教学活动，引导学生参与到课堂中，探索新能源汽车电子检测类课程教学实施与优化。

关键词：电子检测技术 新能源汽车 电子电器

随着我国新能源汽车技术的飞速发展，催生出了大量新能源汽车技能型人才的需求，中职学校招收了数量庞大的新能源汽车检测与维修专业学生，大量汽车专业教师承担了新能源汽车检测与维修专业的教学任务。但随着电子技术在新能源汽车中的深入应用，其结构原理越来越复杂，许多专业教师已感觉到自身的电子技术基础知识不够用，这就形成了汽车教专业教师转型新能源汽车教学存在的通病——经过培训后虽然能完成部分新能源汽车课程的教学任务，但不能上好复杂电子模块的相关课程。为此，部分中职学校安排一些电子电器专业的教师转岗，以其自身扎实的电子基础知识和对电子模块原理理解透彻，在经过一段时间的培训或者是自主学习后，将自身原有知识迁移形成新能源汽车电子知识，从而能较好地深入开展新能源汽车电子检测类课程的教学活动。

1 电子电器专业教师转岗新能源汽车检测与维修专业具备的优势

1.1 能较好地规避高压安全风险

1.1.1 交流电与直流电的危害程度区别

就日常的生活环境来说，我们常接触到的交流电压为220V，也有少量的为380V，直流电压一般为220V整流后的电压310V。交流进入人体后，会在人体产生50HZ的电流波动。这种带有脉冲性质的电击，对人体破坏性更强。因此我们一般认为交流电对人体危害更大。目前市面上的新能源汽车动力电池组电压普遍在340V-720V之间，电机驱动的三相交流电也在380V-750V之间，对于汽车维修人员来说，既有直流电危险也有交流电的危险。因此，在新能源汽车教学课堂中，电子电器专业教师更能从专业角度出发，在这方面可以更好地把这种认知传递给学生，使他们在思想上产生更高的重视。

1.1.2 熟悉触电的机理，能有效防止触电现象发生

人体对电的感知反应与电压、时间、电流、电流通道、频率等因素有关。感知电流是指引起人的感觉的最小电流，男子为1.1mA，女子为0.7 mA。摆脱电流就是触电后能自主摆脱电源的最大电流，男子为16mA，女子为10mA。造成人身触电伤亡事故条件有两个。一是通过人体主要器官的电流在100mA以上，二是电流通过人体的时间超过了3秒。其中，满足条件一因素较多，如人体和电源必须要构成闭合回路，人体触及带电体的两点之间电压超过安全值，人体电阻所处的环境等。条件二是依据条件一变化而变化的。人体处在交流电中时，50～80mA时呼吸麻痹，心室开始颤动;90～100mA时咀嚼麻痹，持续时间3秒以上出现心脏麻痹，心室颤动;300mA电流持续0.1秒以上可致心跳、呼吸停止。

电子电器专业教师在教学中可以更清晰地使学生认识触电形成的规律，并引导学生找出杜绝触电发生的关键因素，即切断回路，使学生在操作过程中处于开路状态。在实训课中表现为站在绝缘垫上单手测量操作，从而有效地保证实训课堂的安全性。

1.2 对电路工作中的电流变化，电压变化，电流走向等方面的理解更为透彻

电子电器类教师以简单基础电路为开始，采用积木（功能电路）搭建的方式，引导学生进行电路的完善，并说明每块积木的作用，用这块积木会有什么好处，不用这块积木又会有什么坏处，让学生用积木的形式记住电路的组成，能较好地开展课堂教学。以串联型稳压电路为例说明，先绘制电路图，顺序为波动的AC输入+整流电路+滤波电路+调整管（调整电路）+滤波电路+电压采样电路+电压比较电路+基准电路=稳定的直流输出。原理讲述，引导学生思考并得出结论，当输出端电压由于某种原因产生变化时，各积木相应发生电压变化，最终使输出端电压保持稳定。能较好地帮助学生理解电路的工作原理。

1.3 功底深厚，能自己查找出如电路图与实物的不一致性等问题

如EV450中的OBD接口功能针脚实物位置与电路图中接口位置针脚的定义不一致，电子电器专业教师能通过分析电路图，采用万用表测量找到电路图针脚与实物的对应关系。另外，对于找不到电路图的电路板，电子电器专业教师可以描图，手工绘制原理框图、局部电路图，甚至是电路图。这些教师平时都会维修一些家庭用的电器，经常碰到找不到该产品的电路图，会采用已有的知识分析绘制原理方框图，从而诊断出故障部位，用维修工具排除故障，但有时排故几次都没能解决故障时，就只能绘制电路图了，在电路图的基础上分析电路，再次得出排除故障的思想，从而解决故障。

1.4 教学经验

通过实践发现，电子电器专业中的教学经验可迁移至新能源汽车教学当中。以几个常见关键电路为例。

（1）电源电路，从形式上看，电子产品中电源作为最基础的模块，时常需要用到，因而积攒了多种成熟的教学方法。由于模块电路原理是一致性的，可以直接迁移至新能源汽车的各种电源电路中。电子电器中模块电路的种类有整流电路AC-DC、逆变电路DC-AC、DC-DC变换电路，在新能源汽车的对应电器中有车载充电机、发电机（DC-DC）、制动时的电能回收电路、电机控制器的末级三相功率驱动电路等等。

（2）三相功率电路，电子电器中的电机拖动课程内的电动机结构、工作原理、主电路、控制电路的部分控制原理，这些知识可以直接迁移到新能源汽车的主流驱动电机即三相永磁同步电机内容中。半桥式逆变电路也可以直接用在电机控制器的末级电路中。

（3）控制电路，電子电器中的单片机课程，其主要的工作原理、组成结构、检修思路及故障诊断流程也可以直接迁移至新能源汽车的BMS、VCU等控制电路中。

1.5 电子电器专业教师自身不足

电子电器专业教师的不足主要表现在机械方面的知识没有沉淀。如他们平常用得最多的工具是螺丝刀和扳手，而汽车底盘维修中涉及的专用工具没有用过，因此对于机械拆装的动手能力欠缺，会影响到实训课程的教学。可以通过与汽修专业的教师相互学习、共同备课的方法来弥补这方面的缺陷。

2 新能源汽车电子检修类课程中教学活动

电路中最基本元件就是电子元器件，电子元件通过一定的形式连接而成，以实现某种功能就构成电子模块，模块与模块的组成形成人们所需要的实现的多种功能的组合。电子检测技术，就是分析电子元件或电子模块的连接形式，找出它们的正常或异常工作规律，得出检测关键点，形成检测思路。有了电子检测技术才能在维修中作出准确地判断故障区域，快速找到故障点，从而排除故障。教師自身要有清晰电子检测技术的思维，也要熟练的动手排故能力，才能在课堂上带领学生学好新能源汽车的电子技术知识，形成排除一般常见故障能力。现以吉利EV450为例，以三电技术和故障诊断与排除知识为教材开展课堂活动。

2.1 动力电池系统

动力电池不是一块构成的，而是由许多的单体电池构成的，它采用了串联和并联组合混联形式，同时电池组合时由于许多因素的不一致性又影响了电池的安全使用性和寿命，需要增加一些协调电路和保护电路，汽车专业转岗教师由于对电池包的认知理解不透彻，教出来的学生对动力电池包也是存在许多疑虑，面对电池包时不知从何下手。电子电器专业教师采用知识迁移的类比法和由浅入深的教学方法配合人身安全的开路原则，学生也开始具有了一些动手能力。

类比法就是利用常见的电阻串并联和汽车电路的单线并联制，引到电池包方面来。电芯并不是随意的放在动力电池的壳里面，在电池包中，为了安全和有效的管理成百上千的单颗电芯，而是按照模块和包有序的放置的。最小的单元就是电芯，几个电芯的并联后构成一个单体，几个单体的串联形成一个组，几个组的并联可以组成一个模组，而几个模组的串联则可以组成一个包。

由浅入深就是从简单的构成开始，汽车的行驶需要大功率电机，为满足电机的高电压和大电流需要，只能把电芯进行相应的混联，串联和并联就要求电池具有相当高的一致性，这和以前手电筒新老电池混用很快没电原理类似。但在实际产品中，电芯的一致性还是有偏差。因此需要增加电芯电量的均衡电路，由于温度对电池的性能影响很大，因此需要增加电池的恒温功能，就有了冬天加热，夏天散热的装置以及测量采集电路和控制温度电路。由于电池包的高电压，相应就有高电压安全保护电路，由于放电和充电工作在大电流状态，就有了电流检测电路和电流保护电路。

2.2 电机驱动系统

电机驱动系统分为两大部分，一是机械部分，就是驱动电机和减速器;二是电机控制部分。机械部分是汽车转岗教师的强项，电机控制器是电子电器教师的强项。通过两个专业教师共同备课，共同实践，相互取长补短。

驱动电机有直流电动机、异步电机、永磁同步电机等类型。其中三相永磁同步电机效率高、结构简单、体积小、重量轻因而被广泛使用，成为主流电机，目前被各大新能源汽车品牌车型选用。该电机同时存在缺点为成本较高、高温下磁性衰退。在教学上采用引导学生得出电机工作需要的是三相交流电，而电池包提供的是直流电，转子在高温下会出现失磁现象，而且是不可逆的，提出问题“直流电如何转换为三相交流电，高温下转子磁性衰退应该怎样解决”从而引起学生的学习兴趣，让学生参与到解决问题的课程教学中。这时教师再讲控制电路时可以避免课堂沉闷现象。因为讲解单组的DC电源变为三相的交流电这一过程是个十分枯燥的事情。解决高温下磁性衰退则需要增加一套机械装置和电路控制，学生在不参与思考的情况下很容易思想脱离课堂。

2.3 整车控制系统

VCU是整车控制器，可以看作是新能源汽车中枢神经的系统。它主要功用是采集加速踏板、制动踏板、温度、电压、车速等各种信号，并根据相应的信息发出相应的指令。电控技术不仅需要完成驾驶员操作意图解析及传递、主回路能量优化控制功能，而且还延伸到了电动辅助部件控制及其能量使用优化管理、整车级安全管理控制、网络信息管理控制等。

引导学生认识整车控制系统的复杂性和多样性，让学生的思维参与到学习的过程中。新能源汽车故障维修中必须确保所应用的电子诊断设备符合故障检测要求才能保障故障检测的精准性，例如新能源汽车诊断仪、读卡器等设备的更新升级都会对新能源汽车故障维修质量和效率产生直接影响。对于没有故障码的，或是连接不上检测仪的此类故障，还要引导学生学习一些必要的整车控制功能方框图，控制原理图，形成排故思路步骤流程图，借助维修手册中的电路图分析电路找出故障部位并画出故障部位局部电路图，相应元件的位置图，线路插接脚位图等。

2.4 故障诊断与排除

在教诊改常态化开展下采用每双周的周三下午组织新能源汽车专业授课教师集体备课，以及开展教师间相互听评课、公开课等活动对日常课堂教学工作的开展进行8字型课堂教学质量螺旋提升，现就故障诊断与排除课堂教学活动进行多次优化后，得出如下实施表。

3 结语

通过电子电器专业教师与传统汽车教师转岗至新能源汽车专业开展课程教学活动，有效提高课堂教学措施，在中职新能源汽车教学工作有着十分重要的意义。积极开展教师互相学习、集体备课、取长补短、共同提升，是提高课堂质量的基础，引导学生参与到课堂的教学中是提高课堂质量的关键。也是提升人才培养质量的重要途径之一。

【基金项目】本文系广西右江民族商业学校2021年度校级课题“电子电器专业教师转岗新能源汽车课程教学的探索与研究”（项目编号：YSKT2021002）研究成果。

参考文献：

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