南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院 楊明軒

隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，迫切需要新能源汽車領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才，然而如何將新能源汽車技術(shù)專業(yè)建設(shè)好，在專業(yè)課程的教學(xué)設(shè)計中，強化實訓(xùn)教學(xué)，化解專業(yè)技能課的重點難點，培養(yǎng)更多更好的技術(shù)技能型人才成為關(guān)鍵。對此，筆者對新能源汽車動力電池結(jié)構(gòu)與檢修課程作了探索和研究。

1 課程整體設(shè)計

1.1 課程定位

新能源汽車動力電池結(jié)構(gòu)與檢修課程以新能源汽車對動力電池的性能要求為出發(fā)點，主要學(xué)習(xí)新能源汽車對動力電池的性能要求、各類動力電池的工作原理及應(yīng)用、鋰離子動力電池成組技術(shù)、動力電池管理系統(tǒng)、動力電池的保養(yǎng)維護及故障檢測、動力電池檢測及設(shè)備等內(nèi)容。在專業(yè)核心課的教學(xué)中，為充分發(fā)揮學(xué)校和企業(yè)作為專業(yè)人才培養(yǎng)模式中的雙主體作用，將現(xiàn)代學(xué)徒制與企業(yè)新型學(xué)徒制相融合，在吉利四川商用車公司開展對動力電池安全性檢測及拆卸、安裝等實訓(xùn)教學(xué)，因此，課程定位在培養(yǎng)學(xué)生掌握新能源汽車專業(yè)技術(shù)技能為主。

1.2 學(xué)情分析

本課程授課對象為新能源汽車技術(shù)專業(yè)二年級學(xué)生，根據(jù)教學(xué)安排，前期已經(jīng)學(xué)習(xí)過機械制圖、汽車機械基礎(chǔ)、新能源汽車概論、電學(xué)基礎(chǔ)與高壓安全等課程，在第四學(xué)期學(xué)習(xí)本課程，同期還學(xué)習(xí)新能源汽車裝配工藝、新能源汽車電機及控制系統(tǒng)檢修等課程，后期還將學(xué)習(xí)新能源汽車故障診斷與排除、新能源汽車電氣技術(shù)等課程，已經(jīng)開展過電學(xué)基礎(chǔ)與高壓安全、新能源汽車構(gòu)造認(rèn)知等實訓(xùn)，學(xué)生經(jīng)過前三個學(xué)期的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具有以下基礎(chǔ)。

（1）知識基礎(chǔ)。具備電工作業(yè)和安全用電基本知識，能夠拆裝和檢測電器元件，對電器元件的安裝與檢測有一定的基礎(chǔ)；了解新能源汽車和動力電池的構(gòu)造，能使用數(shù)字式萬用表等檢測工具，會使用棘輪扳手等拆裝工具，對操作高壓電設(shè)備有安全意識。

（2）能力基礎(chǔ)。能充分利用信息化等教學(xué)手段，具備一定的自主學(xué)習(xí)和信息搜索能力，能在提升技能過程中，培養(yǎng)一絲不茍、精益求精的工匠精神和職業(yè)素養(yǎng)。

（3）學(xué)習(xí)特點。習(xí)慣通過網(wǎng)絡(luò)獲取碎片化知識，喜歡在真實的生產(chǎn)場所開展實訓(xùn)，喜歡合作、開放、動手的學(xué)習(xí)方式，樂于展示自我。

1.3 教學(xué)目標(biāo)

（1）知識目標(biāo)。了解主流動力電池-鋰離子電池的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)及電池管理系統(tǒng)功能，了解主流車型的動力電池的性能參數(shù)、維護保養(yǎng)及故障檢修。了解新能源汽車自燃的原因；掌握動力電池安全性檢測方法，掌握新能源（商用）車動力電池包安裝工藝；了解高壓電安全防護。

（2）能力目標(biāo)。能對動力電池性能參數(shù)做檢測，特別是能夠?qū)恿﹄姵匕M行安全性檢測，能夠在新能源（商用）車裝配生產(chǎn)線上安裝動力電池包；能對動力電池做維護保養(yǎng)及簡單故障進行檢修；能借助信息化手段自主學(xué)習(xí)和探究，能查找資料和制定學(xué)習(xí)計劃的能力。

（3）素質(zhì)目標(biāo)。在搜集信息、整理信息中增強創(chuàng)新意識；培養(yǎng)團隊協(xié)作精神，增強合作意識，培養(yǎng)學(xué)生具備從事汽車行業(yè)工作的職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德，培養(yǎng)一絲不茍、精益求精的工匠精神。

1.4 教法與學(xué)法

為了更好地開展1+X證書試點工作，課程設(shè)計以崗證對接為依托，充分利用學(xué)校與吉利四川商用車公司開展現(xiàn)代學(xué)徒制、新型學(xué)徒制，通過企業(yè)裝配生產(chǎn)線和學(xué)校新能源汽車動力電池拆裝平臺現(xiàn)場開展對動力電池結(jié)構(gòu)與檢修教學(xué)，采取以行動導(dǎo)向法、示范法、項目法、頭腦風(fēng)暴法等教法，凸顯理實結(jié)合，重在培養(yǎng)技術(shù)技能；以行動導(dǎo)向、自主探究、總結(jié)歸納、協(xié)作交流、實訓(xùn)操作等學(xué)法，可進一步拓展與提升學(xué)生的學(xué)習(xí)空間。因此，在教與學(xué)的過程中，可以綜合使用分組教學(xué)、一體化教學(xué)、項目教學(xué)、討論法與探究學(xué)習(xí)法等教學(xué)方法。

1.5 教學(xué)流程

在教學(xué)過程中，將學(xué)生以小組為單位，按“資訊→計劃、決策→實施→檢查、評估”的工作流程組織教學(xué)，如圖1所示。資訊是在課前由教師通過智慧樹、微信公眾號（問卷星）等信息平臺布置任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)涉及動力電池結(jié)構(gòu)和檢修的知識，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新知識，為后續(xù)的檢測與安裝做準(zhǔn)備。計劃、決策是教師在學(xué)生填寫工作頁和總結(jié)工作頁內(nèi)容時給予實時指導(dǎo)與評價，對學(xué)生出現(xiàn)的問題加以引導(dǎo)，發(fā)揮教師咨詢者和協(xié)調(diào)者的作用。實施是教師引導(dǎo)學(xué)生按擬訂的裝配工藝和檢測要求，領(lǐng)取元器件，檢查其型號，在安裝、調(diào)試和安全作業(yè)時，加強與學(xué)生交流，監(jiān)控每個團隊工作進程，并設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，教師仍然是咨詢者的角色。檢查、評估是通過驗收各小組項目實施的結(jié)果，向?qū)W生檢查了解情況，聽取學(xué)生的反饋信息，并對項目進行總結(jié)。

圖1 教學(xué)流程

2 教學(xué)展示

以新能源汽車動力電池檢測的教學(xué)活動為例進行教學(xué)設(shè)計展示。該課程以呈現(xiàn)動力電池的安裝及安全性檢測為重點，對此，教師在吉利汽車制造廠與安裝、檢驗師傅一起，用生產(chǎn)線上即將裝配到商用車的動力電池和檢測設(shè)備開展氣密性檢測與安裝，同時開展現(xiàn)場教學(xué)。因此，必須要讓學(xué)生熟悉生產(chǎn)流程和條件，自己擬訂裝配工藝和任務(wù)單，領(lǐng)取物料，跟著師傅和老師去安裝、檢測，直到接收評估和驗收，學(xué)生全程參與整個裝配流程，實操技能得到了歷練。

教學(xué)流程設(shè)計如下：以新能源汽車自燃現(xiàn)象和安全教育為課堂導(dǎo)入（5 min）→現(xiàn)場學(xué)習(xí)；新能源商用車動力電池布置和安全性分析（35 min）→現(xiàn)場觀看布局；動力電池包安全性檢測（40 min）→現(xiàn)場測試；生產(chǎn)線上動力電池包安裝（75 min）→現(xiàn)場安裝；最后對教學(xué)進行總結(jié)反饋與拓展提升（5 min）→現(xiàn)場總結(jié)與提升。

2.1 影響動力電池包安全性的因素

影響電動汽車安全事故的原因在于動力電池包的濫用，一般可分為機械濫用、電濫用和熱濫用三類，其中，以機械濫用和電濫用情形較多，但熱濫用將直接引發(fā)熱失控。如動力電池包布置和輕量化技術(shù)等機械濫用會引起電池包受到擠壓而嚴(yán)重變形，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時就會引起安全問題。因此，在電池失控的主要觸發(fā)條件中，因碰撞引起的短路占絕大多數(shù)（超過90%），且事故中將伴隨著冒煙、起火和爆炸現(xiàn)象，這就是新能源汽車自燃現(xiàn)象并不少見的原因。

（1）動力電池包的布置。吉利SV0冷藏商用車的電池因體（面）積大，為了避免電池包托底，4塊電池位于車架兩翼，如圖2所示。對于乘用車，其動力電池幾乎覆蓋了大部分底板，如圖3所示。純電動汽車大多數(shù)是將動力電池布置在底板下方，由于電池距車身邊緣的間距較小，電池底面又不受車身結(jié)構(gòu)保護，而且面積又大，容易受到剮蹭和撞擊，在碰撞或托底時容易受擠壓，造成安全隱患，從而導(dǎo)致冒煙、起火和爆炸事故的幾率增大。

圖2 吉利SV0冷藏商用車動力電池的布置

圖3 乘用車動力電池的布置

（2）輕量化技術(shù)。新能源汽車為適應(yīng)輕量化技術(shù)需要，將電池包殼體結(jié)構(gòu)做得盡量輕巧，有可能導(dǎo)致對內(nèi)部模組和高壓器件的防護不足，也容易發(fā)生熱失控等問題，因此，輕量化不當(dāng)也容易引起安全事故。

2.2 動力電池包氣密性檢測

（1）檢測要求。雖然電池箱體有足夠的強度、剛度，良好的散熱性及防水、絕緣等要求，但動力電池包卻存在泄漏問題，因此，對氣密性檢測至關(guān)重要。對此，國家工信部裝備工業(yè)發(fā)展中心在《關(guān)于開展新能源乘用車、載貨汽車安全隱患專項排查工作的通知》文件中，明確規(guī)定對新能源汽車動力電池安全性檢測中，開展氣密性檢查項目。新規(guī)定要求動力電池包要做氣密性檢測，并將此納入了強檢項目，氣密性檢測也是衡量電池安全性能的一項重要指標(biāo)。

由于新能源汽車動力電池包一般都比較大，基本長度都在1 m以上，對于整個腔體而言，內(nèi)部的容積是非常大，過去用簡單的水檢法變得越來越不實用，因此，現(xiàn)在用壓縮空氣做氣密性測試，充氣會引起電池表面凸起、冒包，測試難度高于一般常規(guī)產(chǎn)品。

（2）檢測方法與步驟。領(lǐng)取動力電池包、氣密性檢查儀及工具夾具等。先作目測，進行外觀檢察，觀察電池包有沒有碰撞損傷等缺陷。堵塞各接口和電極等，對電池包做密封處理，合格后把氣密夾具卡爪套進防爆安全閥凹槽中，順時針旋轉(zhuǎn)鎖緊轉(zhuǎn)軸，把防爆閥上蓋壓緊，將快速接頭插入進氣管中，用肥皂水檢測電池包有無漏氣，確認(rèn)無誤后，連接檢測儀電源，打開氣密性檢測儀電源開關(guān)，設(shè)置充氣時間、保壓時間等參數(shù)，接通壓縮空氣。

生產(chǎn)上根據(jù)現(xiàn)場裝配的動力電池，常采用壓降法測試。開始檢測時設(shè)定充氣壓力在3.5 kPa以上，等30 s平衡后，再測試穩(wěn)定60 s，氣壓≥3.5 kPa，若電池箱內(nèi)漏氣量氣壓≤30 Pa，則泄漏量小，氣密性檢測合格，綠色指示燈亮；如果紅色指示燈亮表明不合格，存在泄漏。記錄氣密性檢測結(jié)果，并對檢測合格的電池包貼上“氣密合格”標(biāo)簽，即可裝車使用。

2.3 動力電池包安裝工藝

課前通過智慧樹、微信等信息平臺發(fā)出“資訊”，分析動力電池包裝配要求。主要考慮支架、動力電池包、DC-DC等裝配工藝，要求學(xué)生列出應(yīng)準(zhǔn)備的機物油料、工具、量具、夾具等。

課上采用項目法、頭腦風(fēng)暴法引導(dǎo)學(xué)生制訂“計劃”，做出“決策”。使項目計劃既符合目標(biāo)要求、方案可行，又符合操作規(guī)范，把握好每個學(xué)習(xí)情境的難易程度，做到先易后難，有序推進，為實施項目創(chuàng)造條件，確保任務(wù)順利完成。教師要引導(dǎo)學(xué)生梳理出電池包的裝配內(nèi)容、要求、工藝流程，以及裝配作業(yè)中需要重點關(guān)注的內(nèi)容，經(jīng)教師和師傅審閱批準(zhǔn)后方可實施。

教師再次檢查學(xué)生擬訂的裝配工藝，并給與完善。組織學(xué)生通過實訓(xùn)操作教學(xué)來“實施”計劃，現(xiàn)場操作流程如下。

（1）裝配要求。安裝支架上的孔位不得有錯、漏等情況，車架上的鉚釘及螺栓不得與零部件裝配的螺栓干涉。支架無掉漆、無銹蝕、無扭曲變形等現(xiàn)象。對電池組與DC-DC變換器裝配過程中，輕拿輕放，嚴(yán)禁碰撞。安裝位置要準(zhǔn)確，螺栓螺母預(yù)緊力要符合工藝要求。

（2）領(lǐng)取材料。領(lǐng)取電池支架、DC-DC支架、電機支架、動力電池、DC-DC變換器、螺栓、墊圈、螺帽、扭力扳手，起重機等物料，領(lǐng)取工具和檢驗器材等。

（3）外觀檢查。先檢查電池、DC-DC等元器件外觀是否有磕碰劃傷等缺陷，必須是合格的產(chǎn)品才能安裝。

（4）安裝工藝。先安裝支架，將動力電池支架安裝在左右縱梁對應(yīng)的位置，安裝DC-DC變換器支架和電機支架到對應(yīng)位置，擰上螺栓，緊固螺栓。然后再裝配動力電池組，要先將膠皮墊好，將電池組吊起，輕放在支架上，對好卡口，調(diào)整位置，擰上螺絲。最后安裝DC-DC變換器，擰上螺絲。

（5）檢查評估。在動力電池包安裝完成后，要開展“檢查”與“評估”。先檢查支架的安裝，主要檢查螺栓預(yù)緊力矩是否為70 N·m~90 N·m，檢查合格后要涂色作標(biāo)志。還要檢查支架及縱梁外觀是否完整，有無磕碰，有無掉漆等問題，若存在問題需要立即處理，直到?jīng)]有問題，安裝才算合格。

2.4 課后鞏固與拓展

查閱國標(biāo)，了解電動汽車鋰離子動力電池主要測試項目及技術(shù)指標(biāo)等；了解氫料電池，并與鋰離子動力電池做比較。培養(yǎng)學(xué)生搜集和處理信息的能力及獲取新知識的能力。

3 教學(xué)評價

3.1 校內(nèi)考核

考核是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、檢查教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)，也是體現(xiàn)課程設(shè)計要求的標(biāo)志。因此，應(yīng)積極探索以素質(zhì)教育為核心的考核方式，避免應(yīng)試教育的弊病。校內(nèi)考核采用過程考核（50%）+集中考核（50%）相結(jié)合，進行綜合評定。

（1）過程考核。由態(tài)度紀(jì)律和實訓(xùn)技能組成，前者由作業(yè)、測驗、課堂回答問題、考勤等進行綜合評定，占比20%；后者根據(jù)學(xué)生在教學(xué)過程中的參與程度、動手能力等進行評定，可以根據(jù)任務(wù)完成的方法、創(chuàng)新、時間、質(zhì)量等方面評定，占比30%。過程考核時也包含項目教學(xué)法實施過程中生成的文檔、項目實施結(jié)果、小組分工中扮演的角色、電池包安裝操作和檢測中的創(chuàng)新、出勤紀(jì)律等情況進行評定。

（2）集中考核。由期末考試成績進行評定。筆試時一般采用試題庫，題型豐富，注重對基本理論、基本概念、基本方法和綜合應(yīng)用等方面的考核，重點考察學(xué)生掌握理論與技術(shù)技能結(jié)合的能力。

3.2 學(xué)校評價

為提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)更多技術(shù)技能型人才，學(xué)校支持教師到企業(yè)去開展理實一體化教學(xué)。但因各種原因，大多數(shù)課程仍以校內(nèi)理論教學(xué)為主，效果不盡如人意。而動力電池結(jié)構(gòu)與檢修課程的教師，能充分利用與學(xué)校開展校企合作的吉利四川商用車公司生產(chǎn)線上開展教學(xué)，利用裝配流程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，注重強化學(xué)生獨自學(xué)習(xí)的能力，淡化老師（師傅）的作用，實現(xiàn)以學(xué)生為主的教學(xué)理念，增強學(xué)生的動手能力，從而培養(yǎng)更多技術(shù)技能型人才。

3.3 企業(yè)評價

吉利四川商用車公司技術(shù)負(fù)責(zé)人對動力電池結(jié)構(gòu)與檢修教學(xué)活動的評價。由于吉利新能源商用車生產(chǎn)任務(wù)多，生產(chǎn)上需要大量的管理、檢測、安裝等技術(shù)技能人才，通過校企合作，使學(xué)校根據(jù)企業(yè)需要采取相應(yīng)的教學(xué)模式培養(yǎng)人才，讓學(xué)生在校期間就學(xué)到了到企業(yè)工作所需的內(nèi)容和要求，讓企業(yè)招聘到最需要的人，大大縮短學(xué)生與企業(yè)之間的磨合期，使企業(yè)大大降低培訓(xùn)員工成本。

4 思政元素

通過現(xiàn)場開展電池包安裝實訓(xùn)，一方面貫徹執(zhí)行產(chǎn)教融合、校企合作的育人要求。另一方面，通過實訓(xùn)培養(yǎng)學(xué)生在安裝過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生樹立質(zhì)量意識和安全意識，不能將殘次品安裝在車上，具有職業(yè)精神和職業(yè)道德；培養(yǎng)學(xué)生齊心協(xié)力、精誠合作的團隊精神；培養(yǎng)一絲不茍、精益求精的“工匠精神”。

5 結(jié)語

新能源汽車電池結(jié)構(gòu)與檢修是新能源汽車技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課程之一，為開展理實一體化教學(xué)和適應(yīng)1+X證書制度試點需要，職業(yè)院校需要將企業(yè)新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范融入課程教學(xué)內(nèi)容中，從而優(yōu)化人才培養(yǎng)方案，完善專業(yè)技能教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。