电动化和智能网联化对汽车职业教育的变革需求

◆文/浙江 刘敬忠 金忍冬

目前，汽车动力正由内燃机向电力等新能源驱动过渡，汽车的驾驶技术正经由人工驾驶到机器辅助并希望基于智能网联技术最终实现无人驾驶的快速发展过程中。职业技术学校除了增设新能源汽车、智能网联汽车相关专业外，还应在传统汽车类专业的教学标准中增加电动汽车、智能网联汽车相关课程，根据不同教育阶段和不同专业人才培养目标的差异确定相应的课程教学内容，以使学生的技术技能能够满足行业需求。

汽车工业是工业化国家国民经济的重要支柱，具有产业链条长、市场规模大、对国民经济发展与工业技术创新拉动效应明显的特点，其发展水平是一个国家技术创新能力和综合国力的重要体现。汽车工业的发展需要高素质技术技能型人才的有效支撑，职业技术学校作为技能型人才的主要培养场所，必须具有适应行业发展变化的快速应变能力。

一、汽车产业的电动化与智能网联化趋势

1.电动汽车产业发展状况

电动汽车具有高效节能、零排放等突出优点，多国积极出台相关产业政策和法规，加速推广电动汽车。2008年国际金融危机后，世界主要汽车工业国家都将电动汽车产业发展上升为国家战略，视其为发展新兴产业和缓解能源、环境危机的重要途径，并出台了相关政策措施促进其发展。2022年欧洲主要国家的电动汽车(含BEV、PHEV、HEV)注册量已经占当年汽车总注册量的44.1%，并计划从2035年开始禁售燃油车。

我国在“十二五规划”中，提出大力发展新能源汽车等战略性新兴产业，重点发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术。自此，中国的电动汽车产业发展步入快车道。自2015年起，中国的电动汽车产销量持续保持全球第一，在国内汽车总销量中的占比由2015年的1.3%持续上升到2022年的25.6%(表1)，向国外特别是欧洲地区的外销量逐年增加。目前，我国的“三电”系统等关键零部件和整车设计制造已具备一定的产业基础和优势，成为引领全球汽车产业转型升级的重要力量。

表1 2015-2022年我国电动汽车在汽车总销量中的份额

2.智能网联汽车的研究与推进

21世纪初期，在快速发展的无线通信和互联网技术的推动下，研究人员开始探索通过车辆与外界进行通信获取各种有效信息，以提高自动驾驶汽车对环境的感知和操控决策能力。自此，对自动驾驶汽车的研究开始进入智能网联研究阶段。

虽然各国对智能网联汽车的定义有差异，使用的技术手段也不一致，但是最根本的车辆相关功能是一样的。智能网联汽车是在传统汽车基本功能的基础上，增加了环境感知、与外界信息交流、决策与车辆控制能力。

美国在智能网联汽车的研究方面起步较早，20世纪30年代末即开始展望并着手研究智能交通系统(ITS)。20世纪80年代，美国开始有计划和系统性地研究无人驾驶汽车，多所著名大学都先后加入研发工作中。进入21世纪后，以谷歌为代表的科技公司和以特斯拉为代表的汽车公司纷纷进入智能网联汽车领域，全球各大汽车公司也加大了智能网联汽车的开发力度，不断推动智能网联汽车技术的进步，并取得多项阶段性成果，如图1所示。

图1 工业发达国家智能网联汽车发展的典型事件

目前，美国的智能网联汽车可以实时广播自身的相关信息，同时每辆车也都掌握着周围其他车辆的信息。车辆除了通过车载传感器感知视野之内的路况，还会与交通信号系统和路侧单元“对话”，自动获知视野之外的路况信息，进行驾驶策略优化，识别并自动避让视野之外驶来的车辆。其他工业发达国家的汽车公司在其新车型中也逐年提高自动驾驶辅助系统的配置。

我国行政主管部门积极推进有关智能运输系统相关技术标准的编制工作，2017年12月，工业和信息化部、国家标准化管理委员会联合组织制定了《国家车联网产业标准体系建设指南》。2018年12月，工业和信息化部印发《车联网(智能网联汽车)产业发展行动计划》。2020年2月，国家发改委、科技部等11部委印发《智能汽车创新发展战略》。2021年8月，国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布国家标准《汽车驾驶自动化分级》。上述各项文件的发布，旨在通过加强顶层设计，全面推动智能网联汽车产业的持续健康发展。

在政府的推动下，中国的智能网联汽车产业近几年取得了骄人的业绩，如图2所示。以百度、阿里、腾讯为代表的中国互联网公司纷纷进军自动驾驶汽车产业，开发出了各自的自动驾驶操作系统。众多的科技公司专注于自动驾驶解决方案、自动驾驶芯片、车联网、辅助驾驶、车载传感器、高精度地图、信息安全、路侧设施的研究，部分已实现了产业化。各汽车制造厂也加大了对智能网联汽车的研发力度，并与各科技公司开展合作，高级驾驶辅助系统(ADAS)的装车率快速提高。

图2 中国智能网联汽车发展的典型事件

二、新趋势下对职业学校汽车专业毕业生的技术技能需求

电动汽车的组成结构与传统燃油汽车相比，车身、行走系统差异较小，制动系统、转向系统等更多地使用了线控技术，特别是电动汽车的动力传动系统与传统燃油汽车有着本质的区别。在汽车电动化快速发展的趋势下，非电动汽车相关专业的学生也需要熟悉电动汽车的基本构造，特别是其电力驱动系统的结构和各部件的 功能。

在汽车智能技术方面，高级驾驶辅助系统早期只应用于高级车，近年来也开始快速应用于中级车，装用高级驾驶辅助系统的高中级车型快速增长，并正在向普通车型渗透。在2022年9月召开的2022世界 智能网联汽车大会上，工业和信息化部党组成员、副部长辛国斌在会上表示，在2022年上半年新销售的乘用车上，组合驾驶辅助功能的渗透率已升至32.4%。

在《职业教育专业目录(2021年)》的21个汽车类职业教育专业中，专科的智能网联汽车技术和本科的智能网联汽车工程技术两个专业为2021年新增设的专业，加上2015年增设的汽车智能技术专业，这3个专业的设置目的是为行业培养智能网联汽车的高级驾驶辅助系统设计、制造、试验、检测与维修的高技术技能人才。

智能网联汽车技术涵盖机械工程、电子技术、电力技术、自动控制、物联网、人工智能、大数据、信息安全、交通运输等众多领域，对汽车专业人员的知识与技能结构要求已经大大超出传统汽车人才。在高级驾驶辅助系统装车率快速提高的情况下，仅仅依靠汽车智能技术、智能网联汽车技术和智能网联汽车工程技术3个专业培养的学生数量已经不能满足社会的需求。由于传统专业毕业生在工作中也会直接接触到高级驾驶辅助系统，所以需要对传统专业的课程结构进行优化与调整，增加有关智能网联汽车技术的相关课程。在具体的实施中，不同的教育阶段增加的课程和教学内容应该有所区别。

三、汽车类专业开设电动汽车和智能网联汽车相关课程总体情况

通过检索一百余所学校汽车类专业的相关介绍、专业人才培养方案等信息，汇总了如表2所示的，目前各学校汽车类专业开设电动汽车和智能网联汽车相关课程的总体情况。

表2 汽车类专业开设电动汽车和智能网联汽车相关课程总体情况

从表2中可以看出，中职学校新能源汽车相关专业尽管目前尚未发布国家专业教学标准，但是在课程设置表中都设置有电动汽车相关课程；汽车制造、检测、维修类专业的国家专业教学标准中设计有电动汽车相关课程，但是并不是所有的学校都开设该课程；其他专业的国家专业教学标准中没有设计电动汽车相关课程，所有的学校也都没有开设电动汽车相关课程。至于智能网联汽车相关课程，已发布的各专业的国家专业教学标准中均未涉及智能网联汽车相关课程，从获取的现有信息来看，中职各学校的汽车类专业均未开设该课程。

高职专科除3个专业有部分学校没有开设电动汽车相关课程外，所有学校的其余专业均开设电动汽车相关课程。所有学校的智能网联汽车技术、汽车智能技术两个专业均开设智能网联汽车相关课程，部分学校的汽车电子、新能源、检测维修类专业开设智能网联汽车相关课程，所有学校的其余专业均未开设智能网联汽车相关课程。高职本科所有学校的所有汽车类专业全部开设电动汽车和智能网联汽车相关 课程。

从样本总体来看，中职半数以上汽车类专业尚未开设电动汽车相关课程，所有专业均未开设智能网联汽车相关课程；高职专科大部分学校的大部分汽车类专业已经开设电动汽车相关课程，约半数专业尚未开设智能网联汽车相关课程；高职本科所有学校的所有汽车类专业均已经开设电动汽车和智能网联汽车相关课程。基于前述行业技术发展与市场需求分析，在电动化和智能网联大趋势下，建议尚未开设相关课程的汽车类专业尽快开设相关课程或增加相关内容，以使学生掌握最新汽车技术，具备相关的职业能力，提高毕业生的职业发展竞争力。

四、职业学校汽车类专业应因形势调整课程的建议

1.电动汽车相关课程开设形式与内容 建议

由于各专业就业面向岗位和对员工技术技能需求的不同，相应的课程教学内容也会有所差异。

中职新能源汽车类专业开设时间较长，课程设置较为成熟，电动汽车相关课程一般设置多门核心课程，至少包括电动汽车构造、动力电池及管理系统、驱动电机及控制等相关内容的课程，教学内容以电动汽车结构和维护保养为主。非新能源类汽车制造、检测、维修、电子类专业可以设置电动汽车概论课程，课程内容涵盖电动汽车构造、动力电池与管理、电机与控制系统等，侧重于系统的结构与功能。其他专业可以开设电动汽车概论课程，也可以将电动汽车的基本概念、各组成部分的基本功能等内容融合在其他课程中 教学。

高职专科新能源汽车类专业开设时间也较长，对于电动汽车相关核心课程已形成共识，一般包括电动汽车电力电子技术、电动汽车动力电池及管理技术、电动汽车电机驱动技术、电动汽车故障诊断技术等相关内容的课程，教学内容以电动汽车各系统的结构、维修、试验、检测和故障诊断基本方法为主。非新能源类汽车智能、电子、制造、检测、维修类专业可以开设电动汽车构造或者构造与维修课程，主要教学内容涵盖电动汽车构造、电动汽车电池及管理系统、电动汽车电机及控制系统等，侧重系统的结构与功能、基础维护与保养方法等。其他专业可以开设电动汽车概论或新能源汽车概论课程，内容涵盖电动汽车的结构组成及各部分的功 能等。

高职本科新能源汽车工程技术专业的电动汽车课程包含多门核心课程，一般包括电动汽车结构与设计、电动汽车电力电子技术、动力电池及能量管理技术、电动汽车电机及控制技术、电动汽车试验技术、电动汽车整车控制技术、电动汽车故障诊断技术等相关内容的课程，教学内容侧重于系统的结构、原理、工程应用设计、试验检测方案设计等。其他专业建议开设电动汽车技术或新能源汽车技术课程，教学内容包括电动汽车构造、电动汽车电力电子技术基础、动力电池技术、电力驱动技术等，侧重于系统的工作原理、结构与功能。

2.智能网联汽车相关课程开设形式与 内容建议

中职汽车检测、维修和电子类相关专业的智能网联汽车课程以概论为主，教学内容包括智能网联汽车的基本概念、智能网联汽车的各功能系统等，侧重于智能网联汽车的基本结构、各系统的功能和应用场景等。通过课程的学习，使学生了解智能网联汽车的基本概念、体系结构和各组成部分的功能。其他专业的学生则只需要了解智能网联汽车的基本概念，可以融合在其他课程中教学。

高职专科智能汽车类专业的智能网联汽车相关课程一般包括智能汽车传感器装调测试、车载网络及总线系统应用与测试、汽车无线通信与车联网系统应用与测试、汽车底盘线控系统构造与维修等内容的课程，教学内容侧重于系统结构、装配、调试、标定、测试。通过课程的学习，使学生初步具备智能网联汽车各系统模块或元器件的功能分析、部件拆装与性能检测能力。非智能汽车类制造、电子、检修、新能源等专业可以开设智能网联汽车概论课程，教学内容主要包括智能网联汽车环境感知传感器、车载网络系统、无线通信系统、导航定位系统、底盘线控系统等的相关知识，侧重于各系统的结构组成、种类、不同类型的特性与应用等。汽车造型与改装、汽车营销方向的专业也可以开设智能网联汽车概论课程，但应适当降低课程要求，学生仅需熟悉系统的结构和各部分的功能即可。

高职本科智能网联汽车工程技术专业的智能网联汽车相关核心课程一般包括智能网联汽车体系结构、智能汽车感知技术与应用开发、汽车线控技术与应用开发、车载网络技术与应用开发、汽车无线通信与车联网技术、自动驾驶软件系统与程序设计、智能网联汽车装调与测试等。通过课程的学习，应使学生掌握智能网联汽车智能驾驶系统的结构组成、工作原理及相关技术措施，具备智能网联汽车的装调与测试能力，并具备一定的系统开发与设计能力。其他专业可以开设智能网联汽车技术课程，内容包括智能网联汽车环境感知技术、车载网络系统、无线通信系统、定位导航技术、智能决策技术等，侧重于技术的工程应用与性能测试。通过课程的学习，学生应基本具备各系统的功能分析与基本测试能力。

五、结语

从第一辆汽车诞生至今，汽车技术经历了多次变革，但是对汽车性能影响最为深远的还是始于20世纪50、60年代的微电子技术在汽车上的广泛应用。一方面，在发动机、底盘和车身上应用电子控制技术有效提升了汽车的综合性能。另一方面，将人工智能技术应用于汽车，并借助于通信技术和智能交通系统，使汽车变得更智能，能够辅助驾驶员完成很多工作，减轻驾驶员的劳动强度，并逐渐朝着自动驾驶方向发展。

在汽车的发展过程中，动力技术路线的重大变化则是电动汽车的推广与应用。由于石油资源日渐短缺和全球环境保护的需要，促使各主要汽车工业国家积极研发新能源汽车。在政府的强力推动下，经过多年的发展，中国的电动汽车产业已位居世界前列，电动汽车的使用有效降低了城市地区的尾气排放量，并推动了各相关技术的进步。

现代汽车技术交叉关联着众多学科领域，是现代先进科技的高度集成。每一次重大的技术进步和产业结构调整，都会催生出新的专业，传统专业的教学标准也应相应进行调整以适应变革的需要。