电动汽车动力控制系统教学设计与课程开发

摘要：阐述了新式“理虚实”一体化课程的内涵、特点，指出了“理虚实”一体化课程开发的理论基础和内容构成。以电动汽车动力控制系统为出发点，结合北汽EV200的相关知识作为引导切入，并结合高等职业学校教学目标、教学大纲等要求，对电动汽车动力控制系统的功用认知、结构组成、分析原理等方面进行“虚实结合，理实一体”的课程设计与开发，并将虚拟仿真实验加入其中，研究开发出适合中职学生学习特点及就业方向的一套汽车专业“理虚实”一体化课程体系。同时结合学生的主体作用，发挥教师的主导性，提高学生的理论与实践能力，培养社会所需要的技术性人才。

关键词：“理虚实”一体化课程；新能源汽车；动力控制系统；职业教育

中图分类号：G712  收稿日期：2023-02-14

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.05.027

1 电动汽车发展背景

随着社会的发展，人类生产力水平得到逐步提高，人类对能源的运用也不再局限于木头等可再生能源。石油危机使依赖于石油的工业受到了严重的影响，这就促进了各国对新能源的研究与开发。汽车工业因为传统燃油汽车动力完全依赖于石油，所以新能源汽车的研究与开发是必然的。当然，新能源汽车的出现不只是因为石油危机，还有环境污染等诸多原因［1-3］。

近年来，我国汽车工业得到飞速发展。2009年，国内汽车产销量突破1 300万辆，标志着我国成为世界第一汽车生产和消费国。预计2030年，我国汽车的普及率可能接近发达国家水平，总保有量将达到4.5亿辆［4-5］。

基于上述情况，大力发展新能源汽车是应对石油短缺、环境污染、全球气候变暖等环境、能源问题的最佳途径之一。因此，新能源汽车是汽车工业发展的必然趋势。

2 电动汽車的分类

电动汽车主要有纯电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池汽车（FCEV）三种。

2.1 纯电动汽车（EV）

纯电动汽车是指汽车驱动力完全由电力提供的汽车，其难点是电力储存技术，这直接影响了纯电动汽车的续航里程。纯电动汽车本身不排放污染大气的有害气体，但发电是会排放有害气体的，毕竟现在还是采用火力发电为主，不过发电站排放的有害气体可以集中处理［6］。由于电力可以从多种渠道获得，如煤、核能、水力、风力、光、热、潮汐能等，不会只依赖于石油，这使人们对石油资源日渐枯竭的担心得以缓解。电动汽车可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力进行充电，这大大提高了经济效益。正是因为这些优点，所以现在电动汽车的研究、开发、应用成了汽车行业的热点。

2.2 混合动力汽车（HEV）

混合动力汽车通常采用传统的内燃机和电动机作为动力源，两者协同合作，改善汽车动力，尽可能使汽车在运动过程中不改变动力输出的情况下燃油消耗更少。按照燃料种类的不同，HEV主要又分为汽油混合动力和柴油混合动力两种；按照混合程度的不同，它又可分为微混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统。就目前国内市场来看，混合动力车辆主流都是采用汽油混合动力系统。国际市场上柴油混合动力系统的车型发展也很迅速。

2.3 燃料电池汽车（FCEV）

燃料电池电动汽车是指以甲醇、氢气等作为燃料，通过化学反应产生电能，由电机驱动的汽车。FCEV无污染，能量转换效率比传统内燃机高2～3倍。

3 电动汽车动力控制系统

纯电动汽车动力传递一般来说相似，同传统燃油汽车一样，不管是哪个公司的生产汽车，在总体的动力传输上都大同小异，只是在一些控制、设计上会有一些差别。

北汽EV200电动汽车的动力传输路线为：驾驶者启动汽车并踩下电门踏板，这是整车控制器电门信号，并把信号传给电机控制器，且电机控制器会收到动力电池的信号，电机控制器通过这些信号来控制电机工作，以实现电动汽车的怠速、前行、倒车、停车、能量回收、驻坡等功能。电动汽车中再生制动的性质是电气制动，此时驱动电机工作在发电机模式。电气制动根据电机驱动系统功率变换器控制信号的不同分为两种：一种是储能制动和回馈制动的交替；另一种是反接制动和回馈制动的交替。

4 “理虚实”一体化课程开发

4.1 课程开发概述

理虚实一体化课程是一门在当前高速发展的科学技术环境下应运而生的课程，是一门符合社会职业要求的新式课程。该课程通过分析职业技能标准，以培养具有技术知识和综合技能的人才为教学目标。在理虚实一体化课堂中，将理论教学与实践任务相互联系，增加相应的虚拟仿真实验，降低了理论和实操之间的跨度，很好地衔接了理论知识和动手操作，更好地实现了教学与工作的衔接。

4.2 “理虚实”一体化课程开发的特点

“理虚实”一体化课程依据国家职业标准，符合技能型人才的成长规律。“理虚实”一体化课程标准以职业技能发展为导向，以人才综合职业能力培养为中心［7-8］。一方面，教师应加深自身的理论知识水平，提高生产实践能力；另一方面，教师在教好理论的同时，要把虚拟仿真实验融入课程中，让学生通过理论知识加上运用虚拟实验，更好地掌握专业实践技能。“理虚实”一体化课程开发特点如下：a.以开发职业技能为导向；b.以全面发展为标准；c.注重理论实践相转化。

4.3 “理虚实”一体化教学改革的重大意义

职业教育具有明确的目的性。对于学校而言，目的是培养社会所需要的各类具有专业技能的人才。对于学生而言，学生将以提升自身修养和技能为目标。然而，当今社会职业学校被认为是一些学习成绩差、自控力差的学生选择的地方。学生对学习没有兴趣，不清楚自己该怎么做，对未来迷茫；教师上课内容单调，课堂氛围难以带动，忽视了学生的主体地位。

5 电动汽车动力控制系统“理虚实”课程开发

课程必须切入学生以后工作的实际就业岗位，以开发学生的职业技能为导向，依据各专业的特点和职业技能，并将理论和实践相结合。同时也应遵守学生的学习规律，符合所教学生的特点。在教学课堂中，教师有着决定性的地位，教师如何进行教学设计对于引导学生上一堂好课十分重要。课程以老师为主导，以学生为主体，两者协同合作，这样才能达到更好的教學效果。课堂不能是老师的一言堂，学生的游乐场。课程设计如表1所示。

6 结语

《电动汽车动力控制系统》是基于北汽EV200的基础上展开的，因为这款车型结构分散，便于教学和学生学习。课程是以行动能力为导向，基于工作过程的教育理念进行课程资源开发的，主要是应用于中等职业院校新能源汽车专业或方向的学生进行学习，让他们能够学习新能源汽车相关知识和掌握安全规范的新能源汽车实践操作技能，培养其综合职业能力，能够胜任新能源汽车相关工作岗位，能够弥补中国在新能源汽车后市场专业人才的巨大缺口，促进中国新能源汽车体系的完整和发展。

切实用好“理虚实”一体化课程模式，是对原有的传统教学的补充、完善、提升。中高职院校对“理虚实”一体化课程模式的开发研究应呈现积极、乐观、向上的态度，此一体化课程模式开发越完善，那么教学质量越来越好。中高职教师及学校不要一味地使用传统教学方法，由于时代在进步，因此老师也要随着时代的步伐前进、学习、成长，不然我们必然会被社会所淘汰。

在未来研究中，应以开发学生的职业技能为导向，建立更加完善的课堂设计，将学校与社会需求紧密联系；同时也不能忽视学生的主体性，注重学生对学习的兴趣培养。在发展过程中，各中高职院校应结合科技网络的发展，加强“理虚实”一体化新式课堂建设，突出自身的办学特色，加强师资队伍的建设，不懈探究，不断尝试，为社会培养出更多的技能型人才。

参考文献：

[1]马建中国新能源汽车产业与技术发展现状及对策[J]中国公路学报，2018，31（8）：1-19

[2]欧阳明高新能源汽车发展应引入竞争[J]汽车纵横，2015（4）：21

[3]于保军“十三五”我国纯电动汽车战略规划分析[J]汽车工业研究，2018（2）：40-48

[4]张友龙纯电动汽车动力电池技术研究[J]汽车实用技术，2018，（17）：19-22

[5]马建，刘晓东等中国新能源汽车产业与技术发展现状及对策[J]中国公路学报，2018，31（8）：1-19

[6]侯海浅谈纯电动汽车动力电池及其管理系统[J]科技研究，2018，（4）：196

[7]高芳基于信息技术的“理、虚、实一体化”教学资源建设探讨[J]中国培训，2016（20）：155-156

[8]朱红波，王伟，孙立强“虚实结合、理实一体”的高职课程教学模式研究与应用[J]教育教学论坛，2014（51）：137-138

作者简介：

冯治萍，男，1997年生，助教，研究方向为车辆工程、机械基础、机械制图、液压与气压传动。