新能源汽车方向建设与人才培养探讨
时间:2022-09-06 09:31:41
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摘要:在新工科背景下,新能源汽车作为新兴产业,如何做好新能源汽车方向建设与人才培养也引起许多院校的关注。该文首先介绍了新能源汽车的分类以及相关政策的引导。其次,从新能源汽车与传统汽车的区别方面阐述了新能源汽车方向建设的必要性。最后,从人才培养目标、师资队伍建设、校企合作三个方面论述了人才培养的相关对策。
关键词:新工科;新能源汽车方向;建设;人才培养
随着经济的快速发展,气候变暖与能源危机成为当今社会所要解决的两大难题。为适应社会发展,新工科以适应新经济发展的需要而产生[1]。在新工科背景下,传统汽车向新能源汽车转变是解决上述两大难题的主要措施,也是顺应新经济发展的需要。目前,新能源汽车方向的人才存在很大的空缺。如何建设和培养新能源汽车人才,也是许多院校所面临的首要任务。
1新能源汽车发展现状
1.1新能源汽车概述
新能源汽车是指不采用常规燃料输出动力的汽车,主要采用新型能源转换为电能作为主要输出动力源的汽车[2]。根据新能源汽车使用动力源类别的不同,可以分为混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车三大类。混合动力汽车依据动力传输路径方式的不同,又可分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车以及混联式混合动力汽车。依据动力源混合比例又可分为微混合动力汽车、轻混合动力汽车、中混合动力汽车以及全混合动力汽车。按照是否可外部充电又可分为传统混合动力汽车以及插电式混合动力汽车。由于混合动力汽车不仅具有耗能低、排放污染小等优点,又能克服纯电动汽车续航里程短等缺点,所以混合动力汽车受到许多消费者的青睐,它也是很多新能源汽车企业研发的重点。纯电动汽车不采用传统燃料作为动力源,完全由电能作为动力源来驱动,因此具有噪声小、能耗更低、零污染等优点。燃料电池汽车是指采用氢氧混合燃料电池作为动力源,通过将燃料的化学能转换为电能作为动力输出。燃料电池汽车具有能量转化率高、噪音小以及零排放等优点,也是汽车企业研究的重点方向。
1.2新能源汽车政策引导
我国作为全球汽车产销大国,汽车工业的发展在国家经济发展中起着重要作用。面对气候变暖与空气污染等问题,新能源汽车的发展越来越受到国家的重视与支持。2015年,我国提出要坚持绿色发展,加强节能环保技术,积极推进低碳化,努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。新能源汽车作为政策中重点突破发展的领域之一,提出要继续支持电动汽车、燃料电池汽车发展,提升动力电池、驱动电机、智能控制等核心技术。同年,财政部、科技部、工业和信息化部、发展改革委发布了《关于2016—2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》,在通知中具体明确了新能源汽车的补助对象、补助产品以及补助标准。2017年,工信部、发改委、科技部联合印发了《汽车产业中长期发展规划》,明确提出要完善创新体系,提升动力电池、驱动电机等关键核心技术水平,促进我国新能源汽车技术水平更快提升。加快新能源汽车产业化也是重点规划的发展方向,主要布局在驱动电机系统、动力电池系统、电力电子以及智能网联等方面。逐步推动新能源汽车的产业化应用。2020年,《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》发布,明确提出要进一步深化新能源汽车研发布局,主要以整车技术和零部件技术作为两个重点发展方向。其中,以纯电动汽车作为重点研发方向,同时加快燃料电池汽车的商业化进程。新能源汽车通过国家政策的大力支持以及在整车以及零部件的技术研发能力上的逐步提升,产业化体系得到进一步完善,整体保证了新能源汽车的核心竞争力,也加快了新能源汽车有序地稳步向前发展。
2新能源汽车方向建设
2.1新能源汽车与传统汽车的区别
依靠相关政策的引导,新能源汽车的发展速度也越来越快,市场占有率也逐步提升。新能源汽车主要指纯电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池汽车,这三类汽车都是在传统汽车的基础上改进而来。因此,从汽车的生产制造过程来看,车身部分均为冲压、焊接以及涂装等工艺,新能源汽车与传统汽车的主要差别体现在车身结构使用的材料有所不同。相比传统汽车,最大区别在于二者组成的动力系统关键零部件会有所不同[3]。传统汽车是指依靠内燃机将燃油的化学能转化为机械能,主要由发动机、离合器、变速箱等零部件组成。新能源汽车主要依靠新型能源转化为电能作为汽车行驶的主要动力来源,而不再单纯依靠传统燃油作为能量来源。因此,新能源汽车除了具备传统汽车所具备的零部件外,还具有动力电池、驱动电机、电池管理系统、电机控制器、整车控制器等零部件。由于零部件装配都是通过总装过程来完成,所以二者的总装工艺存在很大的区别。新能源汽车相比传统汽车,由于所使用的动力源有所不同,所以在动力系统方面存在较大差异。在总装工艺方面,新能源汽车需增加驱动电机分装线、电机和悬置总成分装线等。在专用工装设备方面,还要增设电池包托盘、电机托盘、减速器托盘等。此外,还需要新能源汽车专用检测设备,比如电池包充放电检测设备,新能源汽车相比传统汽车还具有节能环保、噪声小、传递效率高等优点,但也存在续航里程短、充电时间长等缺点。
2.2新能源汽车方向课程设置
新能源汽车与传统汽车相比,在整车结构、制造工艺、检测维修、建模仿真等方面均存在很大的不同之处,而传统车辆工程方向的课程不能够全面覆盖新能源汽车方向所需要的理论知识[4]。因此,在课程设置方面,需考虑新能源汽车方向所需要的课程。在整车结构方面,除学习汽车构造、汽车设计等课程外,还可增加新能源汽车原理与构造、电动汽车设计等课程作为辅助学习知识。在制造工艺方面,可增加新能源汽车制造工艺方面的知识作为补充学习。在检测维修方面,可增加电动汽车检测与维修方面的理论所需知识。在建模仿真方面,除学习基本的CAD、UG、CATIA等绘图软件外,还要学习新能源汽车建模与仿真所需要的理论知识与软件,例如学习自动控制原理、电机学、电动汽车动力电池与电源管理等方面的课程,作为新能源汽车仿真分析的理论支撑。新能源汽车仿真软件主要有MATLAB/SIMULINK、CRUISE、CARSIM、AMESIM等,通过软件进行仿真分析,能够将新能源汽车理论知识较好地与软件相结合,有助于加深学生对理论知识的理解。新能源汽车方向的课程与传统汽车课程相比,理论知识更加交叉融合,不仅涉及传统机械,还涉及控制理论、电力、化学能等方面的知识,难度会有所提升。学校通过增加新能源汽车方向的课程,有利于引导学生逐步从传统汽车向新能源汽车方向过渡。
3新能源汽车方向人才培养
3.1新能源汽车人才需求
新能源汽车作为一个新兴产业,年产销量逐步提升。随着国家政策的引导,越来越多的企业开始转型升级进入新能源汽车产业,伴随而来的问题是人才供应存在短板。从新能源汽车整车研发到维修服务,整个汽车生产链都需要很多新能源汽车人才。从事新能源汽车岗位工作的人才除了要具备传统车辆工程所需的专业知识外,还应具备动力电池、驱动电机、整车控制等方面的理论知识[5]。相较于传统汽车人才,新能源汽车人才的知识与能力要求较高。目前,新能源汽车人才需求主要面临人才结构分布不合理、人才区域分布不均衡、高层次人才欠缺等问题。在新能源汽车岗位需求方面,除整车车身、底盘结构设计方面的人才外,更多的是需要电机控制系统设计、电池管理系统设计、整车控制策略开发等方面的人才。而当前国内许多院校开设新能源课程相对较少,同时实验室缺乏相应的新能源汽车整车检测与维修实践设备,使得学生不能掌握扎实的新能源汽车理论知识以及实践能力,从而导致新能源汽车人才需求不足成为许多企业所面临的问题。因此,加快推动传统车辆工程专业向新能源汽车方向转型,是解决人才供应不足的首要举措。
3.2新能源汽车人才培养
新能源汽车与传统汽车在课程设置方面有很多不同之处,因此,在人才培养对策方面需要进一步调整以适应社会需求。在人才培养目标方面,传统车辆工程专业人才培养目标更注重汽车专业理论知识的学习以及基本绘图能力的培养,缺乏新能源汽车所需的电池、电机以及整车控制方面的理论知识以及整车建模仿真分析能力的培养。同时,加强学生的应用实践能力,新能源汽车所涉及的理论知识相对复杂,仅通过课堂学生很难理解和吸收,通过理论知识和实践相结合的形式能够更好地帮助学生理解课堂所学习的理论知识。因此,需要对人才培养目标进一步补充和完善,使培养的人才更能满足企业岗位的要求。在师资队伍建设方面,新能源汽车涉及的理论知识范围较广,属于多学科交叉融合的方向,教师的理论知识水平直接关系到课堂教学效果,因此,加强教师能力培训是提升人才培养质量的关键因素[6]。加大新能源汽车人才引进力度,尤其是引进具有动力电池、驱动电机、整车控制等专业背景的高技术人才,以较好地提升整体师资水平。另外,要深化校企合作,新能源汽车作为新兴技术产业,企业始终掌握着新能源汽车的关键核心技术,通过校企合作的方式可以增强教师的工程技术能力,教师将在企业学到的新能源汽车关键技术运用到课堂教学中,从而提高教学质量。同时,学生深入企业实习,可以将课堂中所学知识应用到实际工作中,更好地将理论知识和实际工程问题有效融合。因此,只有加强校企交流合作,才能保障新能源汽车人才培养的整体质量。
4结语
新能源汽车在相关政策引导下,市场占有率逐步得到提升,同时新能源汽车人才的培养也引起许多院校的关注。作为新兴技术产业,新能源汽车与传统汽车在整车结构、关键零部件、制造工艺以及工装设备等方面都存在许多不同之处。因此,要不断完善人才培养目标,提高教师教学水平,深化校企合作,更好地为社会输送高质量的新能源汽车人才。
参考文献
[1]吴爱华,侯永峰,杨秋波,等.加快发展和建设新工科主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究,2017(1):1-9.
[2]何盼.车辆工程专业新能源汽车方向的建设与思考[J].时代汽车,2020(13):83-84.
[3]王婵.新能源汽车和传统汽车的总装工艺比较[J].南方农机,2018(24):97.
[4]雷歌,孙文福.新工科背景下车辆工程专业新能源汽车方向的建设思考[J].内燃机与配件,2019(5):256-257.
[5]张卫,王宁宁,易克传,等.新工科背景下高水平应用型大学新能源汽车方向人才培养方案探索[J].时代汽车,2021(24):45-47.
[6]曹爱霞,谢建新,胡雪芳.新能源汽车工程专业人才培养对策研究[J].高教学刊,2020(23):160-162,166.
作者:李廷朋 王曙道 单位:桂林航天工业学院汽车工程学院
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